Kodėl Raspberry Pi yra tobulas įrankis namų projektams
Kai prieš kelerius metus pirmą kartą į rankas paėmiau Raspberry Pi, atrodė, kad tai tiesiog mažytis kompiuteris, kuris gal tiks kokiam nors paprastam eksperimentui. Klydom. Šis kredito kortelės dydžio įrenginys tapo tikra revoliucija namų automatizavimo, medijų centro ir įvairiausių DIY projektų pasaulyje. Už 35-75 eurus (priklausomai nuo modelio) gaunate visavertį kompiuterį su GPIO kontaktais, kurie leidžia valdyti bet kokią elektroniką.
Raspberry Pi populiarumas nėra atsitiktinis. Tai atviro kodo platforma su milžiniška bendruomene, kuri nuolat kuria naujus projektus, dalinasi kodais ir padeda pradedantiesiems. Nesvarbu, ar norite sukurti namų saugumo sistemą, retro žaidimų konsolę ar oro stotelę – Raspberry Pi tai įgyvendins. Ir kas svarbiausia – nebūtina būti programavimo guru. Daugelis projektų turi paruoštus sprendimus, kuriuos galima įdiegti per kelias valandas.
Medijų centras, kuris pranoksta Smart TV
Vienas populiariausių Raspberry Pi panaudojimo būdų namuose – medijų centro kūrimas. Įdiegus LibreELEC ar OSMC operacines sistemas su Kodi programine įranga, gaunate galingą medijų grotuvą, kuris leidžia žiūrėti filmus, klausytis muzikos, naršyti nuotraukas ir net transliuoti turinį iš įvairių šaltinių.
Kas daro šį sprendimą geresnį už Smart TV? Visų pirma, jūs kontroliuojate viską. Jokių reklamų, jokio duomenų rinkimo, jokių ribojimų. Galite prijungti išorinius diskus su terabaitu filmų, integruoti Netflix, YouTube, Spotify ir kitas paslaugas vienoje vietoje. Raspberry Pi 4 modelis su 4GB RAM lengvai geba atkurti net 4K vaizdo įrašus su HDR.
Praktinis patarimas: jei kuriate medijų centrą, investuokite į gerą maitinimo šaltinį (bent 3A) ir aktyvų aušintuvą. Raspberry Pi 4 gali gerokai įkaisti intensyviai naudojant, o nestabilus maitinimas sukelia atsitiktinius perkrovimus. Taip pat rekomenduoju įsigyti nuotolinį valdymo pultą su infraraudonųjų spindulių imtuvu – valdymas per telefoną yra patogus, bet tradicinis pultelis vis tiek laimės kasdieniniame naudojime.
Namų automatizacija be debesų paslaugų
Namų automatizacija – tai sritis, kur Raspberry Pi tikrai spindi. Home Assistant platforma, veikianti ant Raspberry Pi, leidžia sukurti visapusišką protingų namų sistemą, kuri veikia lokaliai, be priklausomybės nuo gamintojų serverių. Tai reiškia, kad jūsų duomenys lieka namuose, sistema veikia net interneto gedimo atveju, ir jūs nesate pririšti prie vieno gamintojo ekosistemos.
Su Home Assistant galite valdyti apšvietimą, šildymą, oro kondicionavimą, saugumo kameras, durų užraktus ir šimtus kitų įrenginių. Sistema palaiko daugiau nei 2000 skirtingų integracijų – nuo Philips Hue lempučių iki Tesla automobilių. Galite kurti sudėtingas automatizacijas: pavyzdžiui, kai grįžtate namo, sistema atpažįsta jūsų telefoną, atrakina duris, įjungia šildymą ir mėgstamą muziką.
Įdomiausia, kad nebūtina pirkti brangių protingų įrenginių. Su Raspberry Pi ir keliais pigiais sensoriais (temperatūros, drėgmės, judesio) galite sukurti savo sprendimus. Sonoff relės su perprogramuota Tasmota programine įranga kainuoja po kelis eurus ir puikiai integruojasi į Home Assistant. Zigbee koordinatorius už 15 eurų leidžia prijungti šimtus pigių Zigbee įrenginių.
Tinklo saugumo centras su Pi-hole
Pi-hole yra vienas paprasčiausių, bet efektyviausių Raspberry Pi projektų. Tai DNS serveris, kuris blokuoja reklamas ir sekimo skriptus tinklo lygmenyje – tai reiškia, kad visi jūsų namuose esantys įrenginiai (kompiuteriai, telefonai, planšetės, Smart TV) automatiškai gauna apsaugą nuo reklamų ir duomenų rinkimo.
Skirtumas nuo naršyklės plėtinių yra milžiniškas. Pi-hole blokuoja reklamas programėlėse, Smart TV, žaidimuose – visur, kur įprastos reklamos blokavimo priemonės neveikia. Sistema taip pat pagreitina naršymą, nes blokuojami elementai net neįkeliami. Mano namuose Pi-hole per mėnesį blokuoja apie 30% visų DNS užklausų – tai dešimtys tūkstančių reklamų ir sekimo bandymų.
Įdiegimas užtrunka apie 15 minučių. Atsisiuntę Pi-hole įdiegimo skriptą, paleidžiate jį Raspberry Pi, ir sistema automatiškai viską sukonfigūruoja. Vienintelis papildomas žingsnis – maršrutizatoriaus nustatymuose nurodote Raspberry Pi IP adresą kaip pirminį DNS serverį. Viskas. Dabar turite veikiantį tinklo lygio reklamos blokerį su puikia žiniatinklio sąsaja, kur matote statistiką ir galite tvarkyti juoduosius sąrašus.
Retro žaidimų konsolė su RetroPie
Nostalgija yra galinga jėga, ir RetroPie projektas tai puikiai išnaudoja. Ši platforma paverčia Raspberry Pi į universalią retro žaidimų konsolę, gebančią emuliuoti dešimtis skirtingų sistemų – nuo NES ir SNES iki PlayStation 1 ir Nintendo 64.
Kas ypač patrauklu – galite sukurti autentišką arcade mašiną. Internete parduodami paruošti korpusai su mygtukais ir joystick’ais, į kuriuos tiesiog įdedamas Raspberry Pi. Arba galite nusipirkti mažytį korpusą, primenantį klasikinę konsolę, ir prijungti prie televizoriaus. Originalūs USB valdikliai puikiai veikia, tad galite naudoti autentiškus PlayStation ar Xbox pultelius.
RetroPie įdiegimas yra paprastas: atsisiunčiate operacinės sistemos atvaizdą, įrašote į microSD kortelę, įdedate į Raspberry Pi ir įjungiate. Sistema automatiškai aptinka prijungtus valdiklius ir leidžia juos sukonfigūruoti. Žaidimų ROM failai (kuriuos, žinoma, turėtumėte turėti legaliai) tiesiog nukopijuojami į atitinkamus katalogus per tinklą arba USB.
Svarbu: Raspberry Pi 4 yra gerokai galingesnis už ankstesnius modelius ir gali emuliuoti net kai kuriuos naujesnių konsolių žaidimus. Tačiau N64 ir PSP emuliacija vis dar gali būti neideali – ne visi žaidimai veiks sklandžiai. Klasikinės 8-bit ir 16-bit konsolės veikia puikiai.
Asmeninė debesų saugykla su Nextcloud
Nuolatinės diskusijos apie privatumą ir duomenų saugumą verčia vis daugiau žmonių atsisakyti Google Drive, Dropbox ir panašių paslaugų. Nextcloud ant Raspberry Pi – tai puikus sprendimas tiems, kas nori turėti visišką kontrolę virš savo duomenų.
Nextcloud yra ne tik failų saugykla. Tai pilnavertė bendradarbiavimo platforma su kalendoriumi, kontaktais, užrašų rašymu, dokumentų redagavimu, vaizdo konferencijomis ir daugybe kitų funkcijų. Galite sinchronizuoti failus tarp visų savo įrenginių, dalintis failais su draugais, automatiškai kurti atsargines telefono nuotraukų kopijas – visa tai veikia jūsų namuose, jūsų kontroliuojamoje sistemoje.
Žinoma, yra keletas niuansų. Jei norite prieigą iš išorės (ne tik namų tinkle), reikės sukonfigūruoti maršrutizatorių arba naudoti VPN. Taip pat rekomenduoju prijungti išorinį kietąjį diską – microSD kortelės nėra patikimiausias duomenų saugojimo būdas ilgalaikiam naudojimui. Ir būtinai nustatykite automatines atsargines kopijas – geriausia į atskirą įrenginį ar debesų saugyklą (taip, ironija, bet svarbiausiems duomenims reikia dubliavimo).
Oro stotis ir aplinkos monitoringas
Raspberry Pi su keliais nebrangiais sensoriais gali tapti profesionalios kokybės oro stotimi. Temperatūros, drėgmės, slėgio, oro kokybės (PM2.5, PM10), CO2 lygio matavimas – visa tai įmanoma už gana kuklią sumą.
BME280 sensorius (kainuoja apie 5-10 eurų) matuoja temperatūrą, drėgmę ir atmosferos slėgį su puikiu tikslumu. SDS011 dulkių sensorius (apie 25 eurus) matuoja smulkiųjų dalelių koncentraciją ore – ypač aktualu miestuose ar gyvenant netoli judrios gatvės. MH-Z19 CO2 sensorius (apie 20 eurų) parodo, kada reikia vėdinti patalpas.
Duomenis galite vizualizuoti naudodami Grafana ir InfluxDB – gaunate profesionaliai atrodančius grafikus su istoriniais duomenimis. Galite integruoti į Home Assistant ir kurti automatizacijas: pavyzdžiui, įjungti oro valytuvą, kai PM2.5 lygis viršija normą, arba siųsti pranešimą, kai CO2 koncentracija tampa per didelė.
Praktinis patarimas: sensorius dedant į korpusą, palikite pakankamai ventiliacijos. Raspberry Pi išskiria šilumą, kuri iškraipo temperatūros matavimus. Geriausia sensorius išnešti už korpuso ribų arba naudoti ilgus laidus. Taip pat kalibruokite sensorius pagal patikimus etaloninius matavimus – ypač tai aktualu CO2 ir oro kokybės sensoriams.
VPN serveris kelionėms ir saugiam ryšiui
Viešieji Wi-Fi tinklai viešbučiuose, kavinėse ar oro uostuose yra patogu, bet nesaugu. VPN serveris namuose, veikiantis ant Raspberry Pi, leidžia saugiai prisijungti prie interneto iš bet kurio pasaulio taško, tarsi būtumėte namuose.
WireGuard – tai modernus, greitas ir saugus VPN protokolas, kuris puikiai veikia ant Raspberry Pi. Įdiegimas supaprastintas naudojant PiVPN skriptą, kuris automatizuoja visą konfigūraciją. Per 10-15 minučių turite veikiantį VPN serverį, o klientų konfigūracijos generuojamos QR kodais – tiesiog nuskenuojate telefonu ir esate prisijungę.
Naudojant namų VPN, visas jūsų interneto srautas kelionėje eina per jūsų namų tinklą. Tai reiškia, kad galite saugiai naudoti internetinę bankininkystę viešame Wi-Fi, pasiekti namų įrenginius (NAS, medijų serverį), apeiti geografinius apribojimus (jūsų IP adresas bus lietuviškas, net būdami užsienyje).
Svarbu: VPN serveriui reikia stabilaus interneto ryšio su pakankamai greitu įkėlimo greičiu. Jei jūsų namų internetas turi tik 5-10 Mbps įkėlimo greitį, VPN per jį nebus labai greitas. Taip pat reikės sukonfigūruoti maršrutizatorių, kad persiųstų WireGuard prievadą (paprastai 51820) į Raspberry Pi. Jei neturite statinio IP adreso, naudokite dinaminį DNS servisą kaip DuckDNS.
Kai vienas Pi nebepakanka: kelių projektų derinimas
Gera žinia – daugelis projektų gali veikti viename Raspberry Pi vienu metu. Pi-hole, VPN serveris ir lengvas žiniatinklio serveris puikiai sugyvena kartu. Tačiau kai kurie projektai, kaip medijų centras ar žaidimų konsolė, naudoja specializuotas operacines sistemas ir reikalauja atskirų įrenginių.
Raspberry Pi Zero W ar Zero 2 W – puikūs variantai specializuotiems projektams. Jie kainuoja tik 10-15 eurų ir užima minimaliai vietos. Galite turėti vieną Pi 4 kaip pagrindinį serverį su Home Assistant, Pi-hole ir VPN, o atskirą Zero W kaip oro stotį ar kameros valdiklį.
Docker konteineriai – tai dar vienas būdas paleisti kelis projektus viename įrenginyje. Home Assistant, Pi-hole, Nextcloud ir kiti servisai gali veikti atskiruose konteineriuose, nesitrukdydami vienas kitam. Portainer suteikia patogią žiniatinklio sąsają konteinerių valdymui. Tiesa, Docker ant Raspberry Pi gali būti šiek tiek lėtesnis, ypač su daug konteinerių, tad stebėkite sistemos resursų naudojimą.
Paskutinis patarimas: pradėkite nuo vieno projekto, kuris jums labiausiai įdomus ar naudingiausias. Išmokite jį tinkamai sukonfigūruoti, supraskite, kaip veikia, ir tik tada pridėkite kitus. Raspberry Pi pasaulis yra didžiulis, ir lengva pasimesti bandant viską iškart. Bet kai jau turite veikiantį projektą, kitas pridėti tampa daug paprasčiau – jau suprantate pagrindus, žinote, kaip SSH prisijungti, kaip redaguoti konfigūracijos failus, kaip ieškoti pagalbos bendruomenėje. Ir štai tada Raspberry Pi iš smalsaus eksperimento tampa tikrai naudingu įrankiu, kuris daro jūsų namus protingesnius, saugesnius ir įdomesnius.
