Raspberry Pi a jeho využití
Počítač Raspberry Pi nevznikl proto, aby byl jen další „krabičkou“, k níž se připojí monitor, klávesnice a myš. Naopak, jeho cílová skupina je jiná – jsou to především domácí kutilové, kteří spojí tento počítač, další hardwarové prostředky a samozřejmě patřičný software do jednoho většího celku, do počítačově řízeného systému.
Jedním z populárních termínů dneška je „internet věcí“. Často to vypadá tak, že výrobce dodává něco hotového – něco, co se připojuje na servery výrobce, odesílá tam nějaká data a jiná přijímá, lze to ovládat přes webové rozhraní a případně další ovládací kanály. Je to pohodlné, ale ne každému to vyhovuje.
Důvodů, proč si to řešit po svém, je řada. Hotové výrobky mají škálu funkcí určenou výrobcem a málokdy ji lze v nějaké větší míře rozšiřovat. Vazba na servery výrobce znamená, že až se výrobce rozhodne ukončit podporu, zařízení nebude fungovat vůbec nebo jen omezeně. A v neposlední řadě ne každý se chce smířit s tím, že zařízení odesílá nějaké informace, často citlivé, někam do světa.
Proto počítač Raspberry Pi (a s ním i mnohé další, založené na stejných principech) získal tak velkou oblibu. Obsahuje jak běžné počítačové součásti (tj. procesor, paměť, běžná komunikační rozhraní…), tak i vnější rozhraní GPIO, k němuž lze připojit širokou škálu existujících i nově postavených zařízení.
Kniha Donalda Norrise cílí na ty, kdo to s takovým použití Raspberry Pi myslí vážně. Na ty, kdo neváhají vzít do rukou nářadí od šroubováku po páječku a současně si aspoň trochu rozumí s Linuxem a s programováním, zejména v Pythonu.
V knize najdete mnoho obrázků (fotografií, screenshotů, elektrických schémat, grafů…), takže v záplavě textu se rozhodně neutopíte. Na druhou stranu se vyplatí znalosti a dovednosti z řady oblastí, matematikou a fyzikou počínaje přes elektrotechniku, informační technologie až po již zmíněný vývoj v Pythonu. Autor se snaží některé věci v základech vysvětlit, ale ne vždy to bude stačit k plnému pochopení problematiky.
Vše je koncipováno formou „projektů“, tedy samostatných celků, které můžete podle knihy od začátku do konce realizovat, případně si je přizpůsobit svým potřebám.
Kapitoly
Úvod k počítači Raspberry Pi
Kdo s Raspberry Pi teprve začíná, dostane zde všeobecné základy ohledně toho, co s tímto počítačem dělat lze a co se naopak nesmí (zejména pozor na elektrická napětí – poplést si 5 V a 3,3 V lze snadno, následky bývají zničující). Tady má každý možnost si rozmyslet, zda bude pokračovat dál a pustí se do nějaké skutečné práce.
Blikač s diodou LED
Jako ve všech podobných případech, také u Raspberry Pi je dobré začít s něčím úplně jednoduchým. To je tu reprezentováno ovládáním světla LED. Jako bonus se zde naučíte – přinejmenším v teoretické rovině – správně pájet.
Přehrávač MP3
Druhý projekt je také poměrně jednoduchý a z větší části softwarový. Neobejdete se ale ani bez nějakého toho „drátování“, přehrávač totiž obsahuje hardwarová ovládací tlačítka. Dozvíte se tu také něco o akustice a o zvukových datových formátech.
Ovladač kamery
Nadpis kapitoly příliš neříká o tom, na co je tento projekt zaměřen. Jde v podstatě o to pořizovat snímky (s bleskem nebo bez něj) na základě nějakých okolností – například ve vhodný okamžik při rychlém pohybu. Fotoaparát nebo kameru (a případně také blesk) je třeba spustit ve správnou chvíli, technicky ovládání obnáší například oddělení obvodů s různým napětím.
GPS
GPS modul pro zjišťování polohy je dnes součástí většiny mobilních telefonů, mnohých tabletů, fotoaparátů apod. S polohovými daty se dají dělat všelijaká kouzla, k čemuž může posloužit Raspberry Pi. Tady sice žádná konkrétní kouzla neuvidíte (zůstává na vaší fantazii, jak s daty naložíte), ale naučíte se propojovat počítač s GPS moduly a pracovat s daty ve standardizovaném formátu NMEA.
Detektor zemětřesení
Raspberry Pi může v kombinaci s odpovídajícím snímačem detekovat a zaznamenávat zemětřesení. Největší význam má tato kapitola z hlediska vysvětlení principu vzorkování a převodu analogových dat na digitální (A/D převod), protože to má širokou využitelnost, zdaleka nejen pro snímání otřesů.
Automatizace domácnosti
Právě na takový projekt asi leckdo čekal. Tato možnost využití Raspberry Pi je zvláště atraktivní, v této kapitole to ale teprve začíná. Autor například popisuje různé způsoby komunikace zařízení uvnitř domu a podrobněji se pak věnuje systému Z-wave.
Kontrolér zabezpečení domácnosti
Jednou z významných oblastí domácí automatizace je zcela jistě zabezpečení. Projekt popisovaný v této kapitole je složen z detekce vniknutí (pomocí laserového paprsku) a z prohlížení prostoru webovou kamerou.
Čtečka NFC/RFID
Se zabezpečením úzce souvisí také přenos dat prostřednictvím NFC a identifikace RFID. Například si můžete těmito technologiemi zabezpečit vstup. Jak na to se dozvíte v této kapitole.
Meteorologická stanice se sběrnicí 1-Wire
Předtím autor představil bezdrátovou komunikaci Z-wave, tady se věnuje komunikaci po drátě, a to po drátě jediném, ve formě sběrnice 1-Wire. Můžete ji využít třeba pro meteostanici popsanou v této kapitole, ale i pro spoustu jiných účelů.
Místní a vzdálený logický kontrolér
Tady se setkáte jak opět se sběrnicí 1-Wire, tak se spoustou nových věcí. Ovládat různá zařízení v domácnosti můžete totiž nejen přímo z Raspberry Pi, ale také z přístroje se systémem Android. V této kapitole je relativně málo hardwarové práce, ale o to více softwaru.
Robotické vozítko: Část 1
Stavbu této „hračky“ autor rozdělil do dvou kapitol. První je věnována hlavně vlastní stavbě vozítka, tedy jak vyrobit podvozek, držák monitoru a další věci a jak to pak celé smontovat dohromady.
Robotické vozítko: Část 2
Máte-li hotovo po stránce „železa“, můžete vozítko oživit, aby jezdilo a šlo ovládat přes Bluetooth. Autor na konci navrhuje (podobně jako v dřívějších kapitolách, ale tady přece jen o něco víc), jak by šlo vozítko vylepšit – například přidat kameru, senzory (ultrazvukové, infračervené) pro změnu dráhy podle překážek, GPS modul pro řízení trasy atd.
Detektor radonu
Autor sice ve svém domě žádný radon nenašel, ale vy ho doma možná máte. Nebo můžete být schopni měřit radioaktivitu i jinde. Podle této kapitoly si postavíte skutečný Geiger-Müllerův počítač a propojíte ho s Raspberry Pi do plnohodnotného měřicího přístroje.
Časové služby s hodinami reálného času RTC a síťovým časovým protokolem NTP
Tohle je možná úplně nejzbytečnější projekt, protože kvalitních časových etalonů najdete na internetu mnoho a můžete je bez problémů využívat. Ovšem pokud si chcete vyzkoušet, jak se to dělá, máte možnost. Takový zdroj času se může hodit i v sítích, které nejsou připojeny k internetu.
Zhodnocení
Kniha je tvořena doslova „smrští projektů“, kde jen silní přežijí a mnozí odpadnou. Do realizace projektů se zkrátka pouštějte jen obrnění trpělivostí a ochotou si řadu věcí nastudovat jinde, protože i když autor řadu věcí vysvětluje relativně podrobně, některé se tam zkrátka nedozvíte nebo se je dozvíte příliš zjednodušeně (podobně si autor nedělá těžkou hlavu s terminologií a občas může dát práci pochopit, co měl na mysli).
Silný koncentrát informací z knihy je třeba dávkovat opatrně. Pokud se rozhodnete si knihu pořídit (což je ovšem – pokud to s Raspberry Pi myslíte vážně – výborný nápad!), vyplatí se postupovat pomalu a průběžně si informace doplňovat jinde. Trochu těžkou hlavu vám může udělat i fakt, že některé komponenty v knize popisované mohou být těžko k sehnání, na druhou stranu ale třeba zjistíte, co všechno (co lze u nás koupit) lze například ovládat přes Z-wave či 1-Wire a tedy jaké obzory znalost jejich funkce otevírá.
Název knihy: Raspberry Pi
Podtitul: Projekty
Autor: Donald Norris
Počet stran: 264
Nakladatelství: Computer Press (Albatros Media a.s.)
EAN/ISBN: 9788025143469