رزبری پای (Raspberry Pi) چیست؟

بنیاد خیریه رزبری پای (Raspberry Pi) در انگلستان، مجموعه‌ای از کامپیوترهای تک بردی (Single-board) را به عنوان خانواده رزبری پای تولید کرد. هدف از تولید کامپیوترهای رزبری کمک به آموزش کامپیوتر و دسترسی ساده تر به این آموزش‌ها بوده است.

رزبری پای در سال 2012 ساخته شد و از آن زمان تاکنون تغییراتی داشته و چند نسخه مختلف از آن تولید شده است. نسخه اصلی از پای، یک کامپیوتر با سی پی یوی (CPU) تک هسته‌ای 700 مگاهرتزی با حافظه 256 مگابایتی بود. آخرین مدل این کامپیوتر هم دارای سی پی یوی چهار هسته‌ای 1.4 گیگاهرتزی و حافظه یک گیگابایتی است. همواره قیمت اصلی رزبری برابر با 35 دلار بوده و تمامی مدل‌های آن به قیمت 35 دلار یا کمتر عرضه می‌شوند. مدل Pi Zero هم تنها 5 دلار قیمت دارد.سفارش انجام پروژه رزبری پای (Raspberry Pi)

مردم در سراسر جهان از رزبری پای‌ها برای یادگیری مهارت‌های برنامه نویسی، اجرای پروژه‌های تولید سخت افزار و اتوماسیون‌های خانگی استفاده می‌کنند. این کامپیوترها در اپلیکیشن‌های صنعتی هم به کار می‌روند. رزبری پای یک کامپیوتر بسیار ارزان با سیستم عامل لینوکس است. همچنین مجموعه‌ای از پین‌های GPIO (ورودی- خروجی همه کاره) در آن قرار گرفته که امکان کنترل اجزای الکترونیک در محاسبات فیزیکی و بررسی اینترنت اشیا (نام درست: چیزها) (IoT) را فراهم می‌کند.

 

 

 

مدل‌های مختلف رزبری پای، کدامند؟

سه نسل از رزبری پای به صورت Pi1، Pi2 و Pi3 منتشر شده‌اند. اغلب مدل‌ها دارای نسخه‌های A و B هستند. مدل A ارزان تر است و معمولاً حافظه یا RAM  کمتری داشته و فاقد برخی پُرت‌ها مثل USB و اترنت(Ethernet) است. نسخه Pi Zero مدلی کوچکتر و ارزان تر ساخته شده از نسل اصلی (Pi1) رزبری پای است.

 

 

 

بنیاد رزبری پای چیست؟

بنیاد رزبری پای می‌خواهد قدرت محاسبات و دیجیتالی شدن را در اختیار تمامی مردم جهان قرار دهد. این بنیاد برای رسیدن به هدفش به تولید کامپیوترهای کم هزینه با عملکرد بهینه پرداخت تا مردم از آنها برای یادگیری، حل مسأله و سرگرمی استفاده کنند. این بنیاد خیریه دسترسی و آموزش در زمینه کامپیوتر و دیجیتالی شدن را در اختیار افراد بیشتری قرار داد. همچنین منابع رایگان برای کمک به یادگیری در زمینه کامپیوترها و محاسبات را برای افراد فراهم کرد و مربیانی آموزش دیده را برای کمک به یادگیری سایر افراد، تربیت کرد.

دو برنامه Code Club و CoderDojo  بخش‌هایی از بنیاد رزبری هستند، ولی به نرم افزار رزبری پای متصل نیستند. چون برنامه‌های پلتفرم اگنوستیک (platform-agnostic) محسوب می‌شوند. این بنیاد با تبلیغ این باشگاه‌ها به رشد شبکه آنها در سراسر جهان کمک کرده است. هدف از این کار، اطمینان از دسترسی تمامی کودکان جهان به یادگیری کامپیوتر است. بعلاوه شرکت در Raspberry Jams به عنوان رویدادهایی متمرکز بر این نهاد برای عموم مردم آزاد است. در این گردهمایی‌ها ایده‌ها و پروژه‌های این بنیاد مطرح شده و مردم آشنایی بیشتری با آن پیدا می‌کنند.

 

 

آیا رزبری پای، اپن سورس است؟

رزبری پای در اکوسیستم اپن سورس (open source) یا منبع باز، فعال است. سیستم عامل لینوکس را اجرا می‌کند.سیستم Raspbian به عنوان سیستم عامل پشتیبانی شده و اصلی آن به صورت اپن سورس است و به عنوان یک واحد نرم افزاری اپن سورس عمل می‌کند. این بنیاد با پروژه‌های اپن سورس از جمله Linux Kernel همکاری کرده و اغلب نرم افزارهای خودش را به صورت منبع باز منتشر کرده است.

شماتیک ساختاری رزبری منتشر شده است. ولی برد این کامپیوتر به صورت سخت افزار باز طراحی نشده است. همچنین فعالیت‌های خیریه این بنیاد مبتنی بر درآمد حاصل از فروش کامپیوترهایش است.

 

مطلب پیشنهادی: نرم افزار اپن سورس یا متن باز چیست؟

 

 

چه کارهایی با کمک رزبری پای قابل انجام است؟

برخی از مردم برای یادگیری کدنویسی از رزبری پای استفاده می‌کنند. آنهایی هم که با کدنویسی آشنا هستند، از آن برای یادگیری کدنویسی قطعات الکترونیک در پروژه‌های واقعی استفاده می‌کنند. با رزبری پای‌ها قادر به اجرای پروژه‌های اتوماسیون خانگی هستید. این پروژه‌ها در سیستم‌های اپن سورس نسبت به بسترهای بسته، طرفداران بیشتری دارد، چون خودتان روی سیستم، کنترل دارید.

برخی از پروژه‌های قابل اجرا به شرح زیر هستند:

• مسدود کردن تبلیغات اینترنتی با کمک Pi-hole
• ایجاد پایگاه داده ای Postgres روی Raspberry Pi
• ساخت ربات توییتر اختصاصی خودتان با استفاده از Python و Raspberry Pi
• اجرای پروژه‌های ساخت و ساز با دوربین Raspberry Pi
• اجرای وردپرس روی Raspberry Pi

 

 

در ادامه برخی از کاربردهای رزری پای 4 را مطرح می‌کنیم که برخی از آنها روی مدل‌های قدیمی‌تر هم قابل اجرا هستند.

 

1.رزبری پای را جایگزین کامپیوتر رومیزی کنید

 

 

ساده‌ترین کاربرد رزبری پای به صورت کامپیوتر رومیزی است. با داشتن رزبری پای، کارت micro SD، تأمین کننده برق، کابل HDMI و یک صفحه نمایش مناسب به یک کامپیوتر رومیزی می‌رسید. درست مثل کامپیوترهای قدیمی به کیبورد UDB و ماوس نیاز دارید.

مدل‌های پای 3 و جدیدتر دارای وای فای و بلوتوث هم هستند. اگر از مدلهای قدیمی‌تر استفاده می‌کنید به رابط‌های USB هم نیاز خواهید داشت. اگر هم نیاز به اترنت دارید، در تمامی مدل‌ها، پورت‌های اترنت وجود دارند. بعد از نصب سیستم عامل مدنظرتان، LibreOffice به همراه مرورگر Chromium به صورت پیش فرض نصب خواهند شد.

 

2. با رزبری پای، پرینت بگیرید

 

آیا پرینتر قدیمی دارید و می‌خواهید از آن استفاده کنید؟ ولی امکان اتصال بی سیم به آن وجود ندارد؟ شاید می‌خواهید آن را کنار بگذارید ولی نیازی نیست. تنها به رزبری پای متصل به شبکه خانگی اینترنت و نرم افزار سرور پرینت نیاز دارید.

با نصب نرم افزار، اشتراک گذاری فایل Samba و بعد CUPS قابل اجرا است. درایو‌های لازم برای پرینتر و کنسول اجرایی آن با سیستم پرینت Common Unix فراهم می‌شود. بعد از راه اندازی این اجزا باید پای را طوری تنظیم کنید که تمامی کامپیوترهای حاضر در شبکه خانگی به پرینتر دسترسی پیدا کنند. البته پرینتر شما نیازمند کابل USB است. اگر ندارد می‌توانید از آداپتور استفاده کنید.

 

3.از Kodi استفاده کنید

 

یکی از کاربردهای اصلی رزبری پای به کارگیری مرکز رسانه Kodi است. چند مدل از Kodi منتشر شده و OSMC و OpenElec از جمله محبوب ترین نسخه‌های این مرکز رسانه‌ای است. اگر می‌خواهید از رزبری برای سایر پروژه‌ها هم استفاده کنید، پس Kodi را نصب کنید. این پلتفرم حتی روی Raspbian هم قابل نصب است. می‌توانید آن را به سیستم‌های بازی هم اضافه کنید. با این حال نصب Kodi معایبی هم دارد و تمامی افزونه‌ها در دسترس نیستند. همچنین به کارگیری سایر دستگاهها در کنار رزبری دارای Kodi با معضل مشکلات امنیتی مواجه است.

 

4.راه اندازی دستگاه رتروگیمینگ (Retro Gaming)

 

 

رزبری پای به عنوان دستگاه رتروگیمینگ، ایده آل است. البته به عنوان یکی از قطعات سبک در دستگاه arcade بزرگ یا در کیت Game Boy به کار می‌رود. دو گزینه اصلی به نام‌های RetroPie و Recalbox برای رتروگیمینگ وجود دارد. سایر گزینه‌ها هم وجود دارند ولی نیازمند کنترل کننده مناسب و تنظیمات اولیه هستند. این دستگاه قادر به تقلید از پلتفرم‌های زیادی از بازی کلاسیک MS-DOS PC تا Commodore 64 است. بسیاری از کنسول‌های بازی محبوب 16 بیتی هم روی رزبری پای قابل اجرا هستند.

 

5.کنترل ربات

 

 

پروژه‌های کنترل ربات زیادی با رزبری پای قابل انجام است. برای مثال از پکیج رباتیک اختصاصی برای پای به همراه باتری برای برقراری ارتباط با ربات و کنترل آن استفاده کنید.

البته می‌توانید با کمک قطعات موجود به طراحی ربات بپردازید. در هر موردی باید مدل مناسب رزبری پای را انتخاب کنید. با اینکه Pi4 قدرت پردازش بالایی را در اختیارتان قرار می‌دهد ولی Pi Zero فشرده‌تر است. این نسخه فشرده دارای اتصال وایرلس است که برای ربات‌های سبک وزن، ایده آل است.

 

6. دوربین استاپ موشن بسازید

 

 

افراد زیادی به استاپ موشن علاقه دارند ولی چگونه باید آن را بسازیم؟ با ماژول اختصاصی دوربین و رزبری پای قادر به ساخت آن هستید. از زبان برنامه نویسی پایتون، جایگاه مناسب (کاغذ عکاسی و سه پایه استاندارد برای قرارگیری سطح خاکی یا عروسک‌ها) و نور کافی استفاده کنید. این فرایند بسیار زمانبر است. برای رسیدن به کار حرفه‌ای باید موسیقی متن تهیه کرده و صداگذاری هم انجام دهید. البته به تخته‌ای برای قرار دادن دکمه و اسکریپت پایتون برای گرفتن هر تصویر نیاز دارید (مگر این که از قبل دکمه پیستون دار مناسب و متصل به GPIO رزبری پای را نصب کرده باشید).

 

7.ویدئوی تایم لپس (Time Lapse) بسازید

 

 

با ترکیب ماژول دوربین پای و اسکریپت متفاوت می‌توانید ویدئوهای تایم لپس بسازید. در اینجا باید در طول یک تأخیر زمانی، فریم‌های واحد تهیه کنید. نحوه استفاده از عکاسی تایم لپس به خودتان بستگی دارد. احتمالاً به باتری پرتابل و سه پایه مناسب نیاز دارید. البته سه پایه گوشی هوشمند هم کفایت می‌کند. موضوع فیلمبرداری هم به علایق خودتان وابسته است.

 

 8.ایستگاه رادیویی FM بسازید

 

 

آیا می‌خواهید پیامتان را با سایرین یا گروه خاصی در میان بگذارید و دسترسی به اینترنت ندارید؟ خب رادیو گزینه خوبی است. رزبری پای امکان پخش باند FM را دارد! البته پخش رادیویی بدون مجوز، غیرقانونی است. خوشبختانه پخش رادیویی با Pi، فاصله کوتاهی را پوشش می‌دهد و دچاری مشکل خاصی نمی‌شوید. برای این کار به باتری پرتابل و مهارت لحیم کاری نیاز دارید. هر صوتی که می‌خواهید پخش کنید اول باید روی کارت microSD بارگیری شود و به صورت لوپ پخش شود.

 

9.سرور رزبری پای بسازید

 

 

یکی دیگر از کاربردهای جذاب پای، ساخت وب سرور است. یعنی می‌توان طوری آن را تنظیم کرد که به عنوان ‌هاست یک وب سایت عمل کند. برای مثال ‌هاست بلاگتان شود. چندین روش برای این کار وجود دارد. در ابتدا باید نرم افزار مناسب مثل Apache و لایبری‌های مرتبط با آن را نصب کنید. یا می‌توانید LAMP stack، PHP و MySQL را در کنار  Apache نصب کنید. این نرم افزارها برای راه اندازی FTP مفید هستند.

بعد از نصب آنها باید فایل‌های HTML را در /WWW/directory ذخیره کنید. حالا وب سرور آماده است. باید نرم افزارهای اختصاصی وب مثل وردپرس را هم نصب کنید. برای آنلاین شدن وب سایتتان به آدرس IP استاتیک از ارائه دهنده خدمات اینترنت نیاز دارید. اگر هم خیلی گران تمام می‌شود، می‌توانید از No-IP.com استفاده کنید.

 

10.ربات توییتر بسازید

 

 

توییتر به لطف ربات‌ها پر از مهمل گویی شده است. این ربات‌ها با هدف ارسال پیام‌ها ساخته شده‌اند. برخی از آنها مفید هستند و می‌توانند با توجه به وب سایت‌های محبوب شما به روزرسانی شوند. با این حال بسیاری از این ربات‌ها، مزاحم و ناخوشایند هستند.

اغلب این اکانت‌های خودکار، خوراک اسپم شدن هستند. البته ربات توییتر، مفید هم هست. می‌توانید از پایتون روی رزبری پای برای انتشار پیام‌های مفید استفاده کنید. اگر پای به اینترنت متصل است پس ساخت ربات توئیتر مسیر است.

اول باید از طریق وب سایت توییتر در اپلیکیشن آن ثبت نام کنید. با این کار به  Twiter API دسترسی دارید و امکان کدنویسی ربات (Node.js یا Python) فراهم می‌شود. حالا باید نوع محتوا برای توئیت شدن را مشخص کنید. این محتوا از اطلاعات کامپیوتری گرفته تا نقل قول نویسی و ارسال عکس ساده، متغیر است.

 

11.طراحی سیستم امنیتی حرکتی

آیا کسی به اموالتان چشم دارد؟ آیا فکر می‌کنید که کسی می‌تواند وارد اتاقتان شده و از وسایلتان استفاده کند؟ یا می‌خواهید بدانید که کسی از مسواکتان استفاده کرده است؟! تنها راه برای پاسخ به این پرسش‌ها، تهیه سیستم امنیت حرکتی است. با ماژول دوربین رزبری پای یا وب کم USB می‌توانید سیستم امنیتی حرکتی بسازید. البته به کارت microSD (یا دستگاه ذخیره سازی USB) هم برای ذخیره سازی فیلم ضبط شده نیاز دارید.

در این سیستم، نرم افزار حرکتی و UVCCapture؛ با کمک رزبری پای با هم تلفیق شده و فیلم وب کم را ضبط می‌کنند. نرم افزار ffmpeg هم برای کنترل bitrate و time Lapse به کار می‌رود. هنگامی که تمامی کارها انجام شد، سیستم شما هر حرکتی را که تشخیص دهد، ضبط می‌کند. هشدارهای ایمیلی هم قابل تظیم هستند.

 

12.تهیه فریم الهام بخش برای تصاویر دیجیتالی

 

 

فریم‌های تصویری دیجیتالی، جذاب هستند. اگر می‌خواهید عکس‌های خانوادگی را به طور جذاب تر و همراه با پیام‌های الهام بخش ببینید، می‌توانید فریم دیجیتالی تهیه کنید. برای این کار از صفحه لمسی رزبری پای و یا هرگونه LCD دیگری استفاده کنید.

 

13.عکاسی از آسمان شب

اگر استاپ موشن، تایم لپس و سیستم امنیتی حرکتی برای ماژول دوربین رزبری پای شما کفایت نمی‌کند؛ پس عکاسی از آسمان شب را امتحان کنید. برای این کار به Raspberry Pi No-IR نیاز دارید. این دوربین بدون فیلتر IR به عکس‌های بهتری در شب می‌رسد. قبل از خواب می‌توانید از آسمان بالای سرتان عکاسی کنید. با این دستگاه امکان عکاسی از ماه، ستاره‌ها، شهاب‌ها، و سیاره‌ها را پیدا می‌کنید. برای مثال از عکاسی تایم لپس می‌توان برای ردیابی مسیر عبور ماه و ستاره‌ها استفاده کرد. به هر حال رزبری پای برای هر برنامه‌ای که برای عکاسی شبانه دارید، مناسب است.

 

سفارش عکاسی

 

14.ساخت ابزار نظارت شبکه‌ای

نظارت بر دستگاههای درون شبکه ، جذاب است. آیا می‌خواهید از آنلاین بودن وب سایت یا وبلاگ یا قطع ارتباط با اینترنت مطلع شوید؟ نظارت شبکه‌ای راه حل خوبی برای این مشکلات است. چندین ابزار در این زمینه وجود دارد که ابزار اپن سورس Nagios محبوب ترین آنهاست که نصب و تنظیمش ساده است. این ابزار از قدیم روی Linux box نصب می‌شد ولی اگر کامپیوتر رومیزی یا سرور دارید پس نیازی به آن ندارید. تنها باید Nagios disk image را دانلود کرده و آن را روی کارت SD پای، فلش کنید. بهتر است تا از P2 و نسخه‌های جدیدتر برای رسیدن به نتایج بهتر استفاده کنید.

 

15.سیستم اتوماسیون خانگی

 

 

رزبری پای به عنوان مغز و رابط ایده آل برای سیستم اتوماسیون خانگی عمل می‌کند. این سیستم از ترکیب پای با Arduino و Node.js app Heimcontrol تهیه می‌شود و امکان کنترل از راه دور با ابزارهای رادیویی وجود دارد. با Heimcontrol می‌توانید هر ابزار متصل به آداپتورها را به واسطه پای و سیگنال‌های حاصل از Arduino، فعال یا غیرفعال کنید.

 

16.ارسال ویدئوهای لایو در یوتیوب

 

 

یکی دیگر از فواید ماژول دوربین پای، ارسال ویدئوهای لایو به یوتیوب است. این قابلیت روی رزبری پای 3 و بالاتر قابل اجرا است. با اینکه می‌توان از دوربین USB هم استفاده کرد ولی بهترین نتیجه با ابزارهای اصلی به دست می‌آید. در ابتدا به کانال یوتیوب نیاز دارید و بعد هم باید پکیج Libav-tools را نصب کنید.

 

17.یادگیری کدنویسی

هنگامی که رزبری پای در سال 2012 راه اندازی شد، هدف اصلی آن آموزش کدنویسی به کودکان بود. علاوه بر کودکان هر فردی می‌تواند از ابزارهای کدنویسی در این پلتفرم استفاده کند. برخی از نرم افزارهای فراهم شده در  Raspbian هم برای کمک به برنامه نویسی بیسیک مناسب است ولی Scratch اهمیت  بیشتری دارد. ابزار Scratch برای برنامه نویسی block-based مناسب است که پیچیدگی‌های خطوط ورودی کد را ندارد.

شما به راحتی می‌توانید فرمانها را به مکان دلخواه درگ کنید. با اجرای برنامه قادر به دیدن تأثیر فرمانهایتان و جابجایی آنها هستید. ابزار Scratch آنقدر ساده است که می‌توانید لامپ‌های متصل به GPIO پای را با آن دستکاری کرده و دارای پیچیدگی کافی برای برنامه نویسی بازی‌های ساده است.

 

18.تهیه آینه هوشمند

آیا می‌خواهید در حین اصلاح صورت خودتان از آخرین اخبار، ویدئوهای محبوب، فیلم‌های جدید، ترافیک سایت و سایر اطلاعات مطلع شوید؟ آینه هوشمند گزینه خوبی است. این آینه دوطرفه دارای نمایشگری در پشت شیشه است. برای این منظور می‌توانید از هر نوع آینه‌ای در هر اندازه‌ای استفاده کنید. این آینه از Rospberry Pi قدرت می‌گیرد.

 

19.بازی کردن روی رزبری پای

 

 

می‌توانید پلتفرم‌های کلاسیک را روی پای سوار کرده یا بازی‌های روی کامپیوتر را روی پای انجام دهید. برخی از بازی‌های جذاب مثل example is Doom روی پای قابل نصب هستند و نیازی به شبیه سازها ندارند. اگر مشکلی با انتقال بازی یا شبیه سازها ندارید، پس می‌توانید بازی‌های زیادی را نصب کنید.

 

در نهایت . . .

رزبری پای نام مجموعه‌ای از کامپیوترهای تک بردی و ساخته بنیاد خیریه‌ای با همین نام ،. آموزش و انجام محاسبات با تولید رزبری پای‌ها ساده‌تر شد و مردم نقاط مختلف دنیا به آن دسترسی پیدا کردند. این کامپیوتر برای انجام محاسبات فیزیکی مناسب بوده و دارای سیستم عامل لینوکس است. آیا تا به حال با این کامپیوترها سروکار داشته‌اید؟ به نظرتان تولید این کامپیوترها چه مزایایی برای زندگی روزمره دارند؟

 

سفارش یا انجام پروژه‌های برنامه نویسی

 

منابع

https://www.makeuseof.com/tag/different-uses-raspberry-pi

https://opensource.com/resources/raspberry-pi