Raspberry Pi 3: od osnovnih do naprednih projekata

U ovoj knjizi se razmatra računar Raspberry Pi 3 i njegova upotreba u aplikacijama za kontrolu i nadgledanje. U knjizi je jednostavnim terminima i pomoću testiranih i radnih primera projekata objašnjeno kako se konfiguriše računar Raspberry Pi 3, kako se instalira i koristi operativni sistem Linux i kako se pišu aplikacijski programi zasnovani na hardveru pomoću programskog jezika Python.

Dobra karakteristika ove knjige je da pokriva mnoge hardverske projekte zasnovane na računaru Raspberry Pi 3 u kojima se koriste najnoviji hardverski moduli, kao što su Sense HAT, Swiss Pi, MotoPi, Camera modul i mnogi drugi vrhunski analogni i digitalni senzori. Važna funkcija računara Raspberry Pi 3 je da sadrži Bluetooth i Wi-Fi module na ploči.

U ovoj knjizi su dati primeri projekata za upotrebu Wi-Fi i Bluetooth modula pomoću kojih je prikazano slanje stvarnih podataka na Cloud servis pomoću Wi-Fi modula i komunikacija sa Android mobilnim telefonom pomoću Bluetooth modula.

Knjiga je idealna za samostalno učenje i namenjena je za studente elektronike/elektrotehnike, inženjere u praksi, studente istraživače i hobiste. Preporučuje se da knjigu pratite prema datom rasporedu poglavlja.

Knjiga sadrži više od 30 projekata.

Svi projekti se zasnivaju na programskom jeziku Python i u potpunosti su testirani. U knjizi su dati kompletni listinzi programa svakog projekta, zajedno sa komentarima i punim opisom. Iskusni programeri bi trebalo lako da modifikuju i ažuriraju programe da bi ih prilagodili svojim potrebama.

Da bi čitaoci što lakše pratili projekte, za svaki projekat dati su sledeći podnaslovi: Naslov projekta – Opis – Cilj projekta – tip Raspberry Pi – Blok dijagram – Električna šema – Listing programa

Poglavlja

1 • Raspberry Pi modeli
2 • Instaliranje operativnog sistema
3 • Upotreba komandne linije
4 • Desktop GUI interfejs - Desktop aplikacije
5 • Upotreba uređivača teksta u Linux komandnom režimu
6 • Raspberry Pi 3 povezivanje hardvera
7 • Jednostavni projekti za Raspberry Pi 3
8 • Iscrtavanje grafikona u stvarnom vremenu
9 • Korišćenje modula pygame za prikaz vlažnosti i temperature
10 • Korišćenje Pi 3 Click Shield-a
11 • Korišćenje Sense HAT ploče
12 • Korišćenje Raspberry Pi kamere
13 • Korišćenje MotoPi ploče
14 – Upotreba Swiss Pi ploče
15 • Upotreba Wi-Fi veze na Raspberry Pi 3 ploči
16 • Korišćenje Bluetooth-a na Raspberry Pi 3 ploči
A • Konfiguracija GPIO pinova na Raspberry Pi 3 ploči
B • Android aplikacije za Raspberry Pi

O autoru

Prof. dr Dogan Ibrahim je akreditovani elektro inženjer i uvaženi član Instituta inženjerske tehnologije. Dogan je autor preko 60 tehničkih knjiga koje su objavili poznati međunarodni izdavači, kao što su Wiley, Butterworth i Newnes.

Pored toga, autor je više od 250 tehničkih stručnih radova koji su objavljeni u časopisima i predstavljeni na seminarima i konferencijama.

Sadržaj

POGLAVUE 1 • RASPBERRY PI MODELI
Predgovor, 11
O autoru, 12

POGLAVUE 1 • RASPBERRY PI MODELI, 13

1.1 Pregled, 13
1.2 Raspberry Pi 1 model A, 14
1.3 Raspberry Pi 1 model A+, 15
1.4 Raspberry Pi model B, 16
1.5 Raspberry Pi model B+, 17
1.6 Raspberry Pi model B, 18
1.7 Raspberry Pi Zero, 19
1.8 Raspberry Pi 3 model B, 20
1.9 Raspberry Pi Zero W, 21
1.10 Rezime, 21

POGLAVUE 2 • INSTALIRANJE OPERATIVNOG SISTEMA, NA RAČUNARU RASPBERRY PI 3, 22

2.1 Pregled, 22
2.2 Ploča Raspberry Pi 3, 22
2.3 Podešavanje operativnog sistema, 23
2.3.1 Upotreba NOOBS-a, 23
2.3.2 Instaliranje datoteke slike na micro SD karticu, 26
2.4 Primena napajanja na Raspberry Pi 3, 29
2.5 Podešavanje Wi-Fi veze i daljinski pristup, 31
Podešavanje Wi-Fi veze, 31
Daljinski pristup, 32
2.6 Isključivanje ili ponovno pokretanje u GUI režimu, 36
2.7 Daljinski pristup desktopu, 37
2.8 Omogućavanje Bluetooth veze, 39
2.9 Povezivanje Raspberry Pi 3 računara na žičnu mrežu, 40
2.9.1 Nije moguće povezati sa na žičnu mrežu, 41
2.10 Povezivanje računara Raspberry Pi 3 direktno sa PC računarom bez monitora , 42
2.11 Kreiranje i pokretanje Python programa, 46
2.12 GPIO biblioteka, 48
2.12.1 Numerisanje pinova, 48
2.13 Rezime, 52

POGLAVUE 3 • UPOTREBA KOMANDNE LINDE, 53

3.1 Pregled, 53
3.2 Komandna linija, 53
3.3 Korisne Linux komande, 53
3.3.1 Sistem i korisničke informacije, 53
3.3.2 Raspberry Pi struktura direktorijuma, 55
Dozvole za datoteku, 57
3.3.3 Nadgledanje resursa na Raspberry Pi-ju, 66
3.3.4 Isključivanje, 68
3.4 Rezime, 68

POGLAVUE 4 • DESKTOP GUI INTERFEJS - DESKTOP APLIKACIJE, 69

4.1 Pregled, 69
4.2 Desktop GUI aplikacije, 69
4.2.1 Meni Applications, 71
4.2.2 Meni Web Browser, 75
4.2.3 Meni File Manager, 75
4.2.4 Meni Terminal, 75
4.2.5 Mathematica , 75
4.2.6 Wolfram, 75
4.2.7 Manage Bluetooth Devices, 75
4.2.8 Wi-Fi, 75
4.2.9 Audio Volume Control, 76
4.3 Rezime, 76

POGLAVUE 5 • UPOTREBA UREĐIVAČA TEKSTA U LINUX KOMANDNOM REŽIMU , 77

5.1 Uređivač teksta nano, 77
5.2 Uređivač teksta vi , 82
5.3 Rezime, 85

POGLAVUE 6 • RASPBERRY PI 3 POVEZIVANJE HARDVERA, 86

6.1 Pregled, 86
6.2 Raspberry Pi 3 GPIO definicija pinova, 86
6.3 Raspberry Pi 3 hardverske razvojne ploče i hardverske alatke, 87
6.3.1 Raspberry Pi Compute Module 3 Lite, 87
6.3.2 Perma-Proto HAT, 87
6.3.3 Explorer HAT, 88
6.3.4 Four Letter pHAT, 89
6.3.5 Mini RTC modul za Raspberry Pi, 89
6.3.6 Sense HAT, 89
6.3.7 Scroll PHAT, 90
6.3.8 Touch pHAT, 90
6.3.9 Motor Control Kit, 91
6.3.10 DC and Stepper Motor Driver HAT, 91
6.3.11 Raspberry Pi GPS Module, 92
6.3.12 Raspberry Pi Camera Module, 92
6.3.13 Displej osetljiv na dodir, 93
6.3.14 MotoPi - ploča za kontrolu servo motora, 93
6.4 Rezime, 94

POGLAVUE 7 • JEDNOSTAVNI PROJEKTI ZA RASPBERRY PI 3, 95

7.1 Pregled, 95
7.2 Projekat 1 - Trepćud LED, 95
7.4 Projekat 3 - Novodogodišnje lampice (8 LED-ova koji nasumično trepere).105
7.5 Projekat 4 - Rotirajud LED-ovi sa prekidačem, 107
7.6 Projekat 5 - Program za vežbanje Morzeove azbuke sa zujalicom, 112
7.7 Projekat 6 - Ultrazvučni rasterivač komaraca, 117
7.8 Projekat 7 - Elektronska kockica, 121
7.9 Projekat 8 - Upotreba I2C LCD-a - brojač sekunda, 127
7.10 Projekat 9 • Analogni temperaturni senzor sa termometrom, 131
7.11 Projekat 10 - Reakcioni tajmer, 137
7.12 Projekat 11 - Automatska rasveta za vreme sumraka, 141
7.13 Projekat 12 - Senzori parkiranja , 143
7.14 Rezime, 149

POGLAVUE 8 • ISCRTAVANJE GRAFIKONA U STVARNOM VREMENU, 150

8.1 Pregled, 150
8.2 Iscrtavanje u Python-u , 150
8.2.1 Grafikon kvadratne funkcije, 150
8.2.2 Crtanje vise grafikona, 152
8.3 Projekat - Grafikon temperature i vlažnosti u stvarnom vremenu, 155
8.4 Rezime, 159

POGLAVUE 9 • KORIŠĆENJE MODULA PYGAME ZA PRIKAZ VLAŽNOSTII TEMPERATURE, 160

9.1 Pregled, 160
9.2 Pygame, 160
9.3 Iscrtavanje oblika, 160
9.3.1 Pravougaonik, 160
9.3.2 Krug, 161
9.4 Projekat - Grafikon temperature i vlažnosti u stvarnom vremenu, 162
9.5 Rezime, 165

POGLAVUE 10 • KORIŠĆENJE PI 3 CLICK SHIELD-A, 166

10.1 Pregled, 166
10.2 Pi 3 Click Shield, 166
10.3 Projekat - Korišćenje Click ploče sa 7-segmentnim displejem, 168
10.4 Rezime, 172

POGLAVUE 11 • KORIŠĆENJE SENSE HAT PLOČE, 173

11.2 Sense HAT ploča , 173
11.3 Sense HAT-a, 174
11.4 Prikaz teksta na Sense HAT-u, 174
11.5 Prikaz slika na Sense HAT-u, 175
11.6 Odtavanje temperature, pritiska i vlažnosti, 179
11.7 Inercijalni merni senzor, 181
11.7.1 Čitanje pravca kompasa, 181
11.7.2 Čitanje akceleracije, 181
11.8 Čitanje orijentacije (nagib, obrtanje, skretanje), 182
11. 9 Korišćenje džojstika, 183
11.10 Projekat 1 - Kontrola LED-a pomoću džojstika, 185
11.11 Projekat 2 - Prikaz temperature pomoću LED brojača, 189
11.12 Projekat 3 - Prikaz temperature kao decimalnog broja koji se zasniva na LED-u192
11.13 Projekat 14 - Trepćuća LED novogodišnja svetla na Sense HAT plod, 195
11.14 Projekat 5 - Glasovna vremenska prognoza, 196
11.15 Rezime, 200

POGLAVUE 12 • KORIŠĆENJE RASPBERRY PI KAMERE, 201

12. 1 Pregled, 201
12.2 Funkcije Raspberry Pi kamere, 201
12.3 Korišćenje kamere, 201
12.4 Korišćenje kamere u Python programima, 202
12.5 Projekat 1 - Snimanje vise fotografija, 203
12.6 Postavke kamere, 204
12.6.1 Dodavanje teksta na slikama, 204
12.6.2 Promena osvetljenosti i kontrasta slike, 205
12.6.3 Efekti slike, 205
12.6.4 Režimi ekspozicije kamere za sliku, 205
12.7 Snimanje video zapisa, 206
12.8 Projekat 2 - Snimanje fotografija pomoću dugmeta, 206
12.9 Projekat 3 - Snimanje video zapisa pomoću dugmeta, 209
12.10 Rezime, 210

PROJEKAT 13 • KORIŠĆENJE MOTOPI PLOČE, 211

13.1 Pregled, 211
13.2 Funkcije MotoPi ploče, 211
13.3 Analogni i digitalni portovi, 213
13.3 Projekat 1 - Korišćenje analognih portova, 214
13.4 Projekat 2 - Korišćenje digitalnih portova, 216
13.5 Servo motori , 218
13.6 MotoPi PWM kanali , 218
13.7 Projekat 3 - Jednostavna kontrola servo motora, 220
13.8 Projekat 4 - Detekcija prepreka kontrolisanog servo motora, 223
13.9 Rezime, 229

PROJEKAT 14 - UPOTREBA SWISS PI PLOČE, 230

14.1 Pregled, 230
14.2 Funkcije Swiss Pi kartice, 230
14.3 Softver, 232
14.3.1 Upotreba programa I/O Card Explorer, 234
14.3.2 Upotreba Swiss Pi-ja iz Python-a, 236
14.4 Projekat 1 -Termostat sa zujalicom koji se zasniva na Swiss Pi ploči.239
14.5 Projekat 2 - Kontrola brzine DC motora koja se zasniva na Swiss Pi-ju .242
14.6 Rezime, 245

POGLAVUE 15 • UPOTREBA WI-FI VEZE NA RASPBERRY PI 3 PLOČI, 246

15.1 Pregled, 246
15.2 Projekat - Slanje temperature i vlažnosti na servis Cloud, 246
15.3 Rezime, 251

POGLAVUE 16 • KORIŠĆENJE BLUETOOTH-A NA RASPBERRY PI 3 PLOČI, 252

16.1 Pregled, 252
16.2 Projekat - Kontrola zujalice i LED-a pomoću Bluetooth-a, 252
16.3 REZIME, 260

DODATAK A • KONFIGURACIJA GPIO PINOVA NA RASPBERRY PI 3 PLOČI, 261
DODATAK B • ANDROID APLIKACIJE ZA RASPBERRY PI, 262
B.l Fing, 262
B.2 Raspi Check, 262
B.3 VNC Viewer, 263
B.4 RPiREF, 264
B.5 Mobile SSH , 265
B.6 Pi HealthCheck, 265