Raspberry PI

GNU/Linux má mnoho použití. Díky jeho univerzálnosti a přizpůsobitelnosti přesně na míru ho tak najdete dneska už úplně všude. (Například ADLS modemy, WIFI krabičky, SmartTV, routery, servery a různé jednoúčelové zařízení. Horší je to však s nabídkou hardwaru, který není klasické PC (Personal Computer), když uživatel požaduje aspoň základní univerzálnost. Takový HW se však postupně dostává na trh, vetšinou jako tzv. devel-board, tedy desky pro vývojové účely. Ale univerzálnost nebo použitelnost jako PC tyto desky ještě nemají, i když zase mají jiné výhody. U těchto desek výrobce často GNU/Linux podporuje jenom ledabyle. Tím mám na mysli, že HW sice funguje, ale jen s danou verzí kernelu a obraz systému pro takové zařízení je časem zastaralý a obsahuje pouze základní utility a tím veškerá podpora končí. Moje představa je však podpora HW v mainstreamu kernelu a např v projektu embedded linux, kde je i spousta dalšího SW. Prostě, aby se uživatel lehce dostal k funkčnímu a aktuálnímu systému stažením obrazu. A aby měl možnost bez problému systém a upravovat ho a vyvíjet pro něj.
Na trh se už dostala spousta zajímavých zařízení počínaje Beagle Boardem pak třeba PandaBoard, ale zatím vše bez SATA, což by se pro některé aplikace velmi hodilo. Aktuálně se dostal na trh Cubieboard, který už má jeden SATA port, zatím je však podporován pouze Andoid :-(. Pak například FreeRunner a TouchBook. Ale ty byly a jsou příliš pokrokové. A při tak velkém skoku kupředu bez silné firmy v pozadí se nedá vyžít maximálního potenciálu zařízení. A v dnešním době rychlého vývoje u elektroniky, takové zařízení bohužel brzy zastará.
Vhodné zařízení pro mírný pokrokem je tak běžné PC, takové zařízení pak je evolucí nikoli revolucí. Na "trh" se tak dostal mini počítač Raspberry Pi, který těží z toho, že se od něho neočekává nic víc, než od běžného PC. A taky jako běžné PC jde použít, ale navíc i jako malý úsporný server pro různé účely. Zařízení má přitom kvalitní podporu a to i běžné distribuce jako je Debian. Není tak problém jednoduše a rychle zprovoznit systém, který je v podstatě stejný jako na běžném desktopu nebo serveru!
HW specifikace

Raspberry Pi jako webcamera

K Raspberry Pi zle připojit spoustu zařízení jako první přijde na mysl připojit něco pomocí USB. Já jsem připojil fotoaparát s podporou protokolu PTP, který podporoval přes PTP i snímaní fotky. Nejdříve to byl fotoaparát Coolpix S3100, ale ten se vždy po pár fotkách záhadně zasekl a nepomáhalo nic ani reset USB ani reboot zařízení, jedině z foťáku ručně vyndat baterii. Foťák jsem proto vyměnil za Canon PowerShot G7, s kterým tento problém nenastává.

Díky GNU/Linuxu, lze s fotkami dělat divy, počínaje základní úpravou jako je rozlišení, pak je dobré vložit datum nebo by se dalo z nafocených fotek na konci dne vytvořit video. Já jsem napsal program, který udělá každých 5 minut fotku a tu po úpravě uploaduje na FTP server.
Výsledná fotka tohoto řešení pro meteostanici ve Frýdlantu:
Zařízení bylo předěláno s použitím webcam modulu více informací níže.

Přímo na Raspberry Pi, by pro nenáročné prezentace také mohl běžet webserver (klidně i oblíbený Apache) a k tomu databáze. Přes webové rozhraní by se pak prezentovali naměřené hodnoty. (Samozřejmě podmínkou je mít poctivý Internet - tedy veřejnou IPv4 adresu (IPv6 by také nebyla k zahození))

IQRF a Raspberry Pi

Raspberry Pi má také další rozhraní kromě USB má například velký 26 pinovy expander, na který se dají připojit další zařízení přes rozhraní: SPI, UART (seriova linka), I2C nebo přímo na vývody z procesoru.
Já jsem chtěl už dlouho dobu připojit IQRF moduly k Linuxu přes SPI. Plánoval jsem to už u mobilu FreeRunner a u netbooku/tabletu TouchBook. Ale nebyla motivace ani čas.
A protože Raspberry Pi je určeno k tomu, aby se nejen používalo, ale hlavně jako výborný základ pro bastlení, tak jsou jeho rozhraní šikovně vyvedena a i dobře zdokumentována. Ikdyž je pravda že dobrá dokumentace je i pro TouchBook a FreeRunner, navíc k FreeRunner mám i debudboard :-O :-@. Ale prostě až u Raspberry Pi jsem se pustil do připojování IQRF modulů přes SPI k Linuxu .
S Linuxem samozřejmě není problém SPI používat. Moduly (ovladače) pro SPI na Raspberry Pi jsou v Linuxu a součástí distribuce debian. Stačí tak zavést modul spi-bcm2708 a na Raspberry Pi je SPI funkční. Pak už stačí jen se seznámit s komunikací SPI v Linuxu a nejvíce práce dá, při tak nízko úrovňovém programovaní, nastudovat, jak IQRF modulky přes SPI komunikují. Propojení se nakonec zdařilo a podařilo se mě přes SPI poslat IQRF modulu příkaz pro bliknutí LEDky.

Raspberry Pi je výborná deska, která je perfektně funkční s GNU/Linuxem a můžu jen doporučil si ji koupit pro různé speciální projekty, pro vzdělávaní se nebo jen na pokusy. A právě na Raspberry Pi by se dal dobře provozovat projekt wireless monitoring, který já používám primárně jako bezdrátovou senzorovou síť a osobně hlavně k měření teploty.
Raspberry Pi by tady plnilo úlohu centrální jednotky, kde by byl připojen IQRF modul, pro příjem dat. Tato data by Raspberry Pi ukládalo do databáze a zobrazovalo výsledky na webové stránce. Spotřeba Raspberry Pi je pouze ~2,5W, vhodné by to bylo proto pro ty lidi, kde nevyužijí server z "běžného PC", tedy pro většinu lidí. Také by se dal k Raspberry Pi připojit LCD (optimálně malý) pro přehled informací a myš nebo malá klávesnice.

JukeBox z Raspberry Pi

Již delší dobu používám pro muziku projekt Ampache. Jedná se v podstatě o cloud pro muziku, který mám pod svojí kontrolou. Muziku mám tak odkudkoli ze sítě přístupnou a můžu na jakémkoli přehrávači přehrát cokoli z hudební knihovny. Tím odpadá také potřeba mezi zařízeními muziku kopírovat. Muzika se přehrává lokálně, ale já už nemám počítač připojen ke svojí zvukové aparatuře a kvalita reprodukce na notebooku je bídná. Uvažoval jsem proto, že by se mě líbilo něco co by umělo přehrávat muziku ze sítě a zároveň by to šlo pohodlně vzdáleně ovládat. Hlavní je pro mě plnohodnotný výběr muziky z velké audio knihovny a úsporné zařízení

Moje moderní "HIFI" věž sice přehrávat MP3, ale výběr písniček je omezený dle vypálených CD a Flash-disků. Malou výhodou oproti starším zesilovačům je, že má dálkové ovládaní. Ale přehrávání muziky ze sítě a pohodlný výběr písniček nesplňuje.

Při instalaci Music Player Daemon jsem si uvědomil, že je to ideální řešení i pro moje potřeby. Zprovoznění není složité a program je i systémově nenáročný. Má různé možnosti konfigurace a existuje k němu další zajímavé programy. Program se pak dá ovládat vzdáleně přes sít, takže ani nemusím vidět na přehrávač.

Jako úsporné zařízení se na to ideálně hodí Raspberry Pi. Na RaspberryPI používám Debian, který již dobře znám a má repositář plný SW, takže není třeba volit jednoúčelovou distribuci. Vzhledem k minulým zkušenostem, systém nastavuji tak, aby se SD karta použila pouze pro čtení, v takovém případě je upravit i konfiguraci MPD ... RaspberryPI mám připojeno do USB portu HIFI věže, takže se RPI zapíná/vypíná současně s ní :-). Slabším místem je asi zvukovka na RPI oproti zvukovce soundblaster, kterou jsem používal ještě před notebookem. Ale já už stejně nemám čas na klidné a soustředěné poslouchání hudby, takže mě to netrápí.

K ovládání používám na počítači program gmpc. Nejpohodlnější ovládání je z mobilu. Na mobilu mam androidi a v něm mám nainstalovaný program MPDroid.

Raspberry Pi a camera module

Na trh se dostala webkamera přímo určená pro Raspberry Pi. Tato webkamera se dá v České Republice koupit za cca 700kč což je při rozlišení snímku: 2592 x 1944 a snímkování až 120 fps výborná cena. Camera modul se k Raspberry Pi připojuje pomocí kabelu do konektoru, který je k tomu přímo určen. Jedná se o 15 pinový plochý konektor. RPI má sice dva tyto konektory označené:

• S2: DSI interface.
• S5: MIPI CSI-2 interface.

Ale jen konektor označený jako S5, který se nachází u konektoru Ethernetu, je určen pro camera modul.

Oproti různým řešením s fotoaparátem je použití RPI camera modulu bezproblémové. Výhoda je i ta, že kamera cenově vychází oproti fotoaparátu výrazně levněji. Další výhoda je, že camera modul umí zachytávat i video. Oproti fotoaparátu není problém se zapínáním nebo vypínáním. Oproti USB kamerám vychází camera module levněji. Webkamera má velice dobré parametry. Camera modul pro Raspberry Pi je tak vskutku nejlepší volbou pro rozličná použití. Při použití nočního módu je výsledek fotek v noci výrazně lepší. Při zbytkovém světle, například při stmívaní, je na fotografiích vidět jako za dne oproti automatickému módu.

Výsledek použití Raspberry Pi s camera modulem je vidět na stránkách meteostanice ve Frýdlantu.
webkamera 1:

webkamera 2:

Fully wireless Raspberry Pi

Raspberry Pi má velmi malou spotřeby a v rozumných mezích se drží i po připojení camera modulu a WIFI. Díky tomu je možnost RPI napájet i z baterie, která by mohla být optimálně dobíjena ze solárního článku. Raspberry Pi by tak mohlo pracovat plně nezávisle.
Příklad reálného použití a ověření funkčnosti je vidět zde:

Použil jsem svůj speciální USB zdroj s redukcí určený pro OpenMoko Neo FreeRunner. WIFI USB je z TouchBooku a baterie z letadla Monarcha. Výsledkem byla plně funkční bezdrátová sestava Raspberry Pi.
Spolu se solárním článkem by tak RPI mohlo být plně bezúdržbové a nezávisle fungující řešení.
Jiným dobrým řešením by bylo udělat zdroj na míru k Raspberry Pi, které by tak i ve velké vzdálenosti bylo bez problému napájeno po Ethernet kabelu, kterým by RPI bylo připojeno i k Internetu.

Raspberry Pi sekundární displej

K Raspberry Pi zle připojit nespočet zařízení například i sekundární displej uLCD 28 PTU

Články o Raspberry Pi na webu RaspiShop.cz