56、树莓派项目与优势全解析

树莓派项目与优势全解析

1. 树莓派项目介绍

无论你是想了解树莓派的功能，还是经验丰富的老手，以下这些项目值得你去挑战一番。

1.1 搭建基础越野机器人

这是一个完美的树莓派入门项目。该项目能帮助树莓派新手通过简单的 Python 命令创建并管理一个小型机器人。
- 学习内容 ：
- 如何设置带有两个引擎的引擎控制板
- 如何使用 Python 管理电机
- 如何制作机器人底盘
- 所需材料 ：
- 树莓派 3
- 电机控制板
- 2 个 3V - 6V 直流发动机
- 2 个轮子
- 电池及电池盒
- 球脚轮
- 电缆或跳线
- 一个 USB 电池组
- 简单电子设备

1.2 像蝙蝠一样“看”

对于热爱蝙蝠和树莓派的人来说，这是另一个有趣的项目。在这个项目中，你将学习如何构建一个可穿戴的回声定位设备，让你“像蝙蝠一样看”。
- 学习内容 ：
- 如何创建一个分压器
- 如何设置超声波距离传感器
- 如何计算超声波脉冲的范围
- 如何使用脉冲宽度调制（PWM）为小型电机供电
- 为什么函数可以用来解决抽象的数学问题
- 所需材料 ：
- 树莓派 3
- 超声波距离传感器
- 振动引擎
- 1 个 1.2k（或其他，见工作表）电阻
- 1 个 2.2k 电阻（或其他，见工作表）
- 1 个无焊面包板
- 6 根公对母跳线
- 2 根公对公跳线
- 6 根母对母跳线

1.3 创建智能镜子

在这个项目中，你有机会创建自己的智能镜子。完成后，镜子可以显示诸如天气、本地新闻或你喜欢的任何内容的应用程序和详细信息。该项目具有模块化特点，可以轻松移动或挂在墙上。
- 所需材料 ：
- 1 个树莓派 3
- 1 个薄型显示器（或旧显示屏）
- 12 英尺 - 1x2、12 英尺 - 1x3 胶水木材
- 1 根薄型 HDMI 电缆
- 1 块 18 - 24 英寸、1 毫米厚的透视亚克力镜子

1.4 创建自动园丁

如果你厌倦了花费宝贵的时间照料室内植物，为什么不让树莓派帮你打理花园呢？在这个项目中，你将学会通过创建一个便携式的、由树莓派供电的自动园丁来为植物浇水和照明，从此再也不用担心忘记给室内植物浇水了。
- 所需材料 ：
- 约 1 个树莓派 Zero
- 1 个 12V 蠕动泵
- 白色硅胶管，内径 1/8 英寸，外径 3/16 英寸
- 1 个 5V 生长灯
- 2 个 IRLB8721PBF N 沟道 MOSFET
- 通用跳线
- 4 套 M4 螺栓 + 螺母
- 2 套以上 M3 螺栓 + 螺母
- 2 套以上 M2.5 螺栓 + 螺母
- 1 卷电工胶带
- 约 1 个 12V 电源

1.5 为树莓派创建四轴飞行器

如果你熟悉树莓派项目的创建，那么可以考虑这个项目。你可以在这里创建自己的四轴飞行器无人机，它由你自己的树莓派软件提供动力。除了树莓派 3、Navio 套件和简单的电子设备外，构建无人机组件还需要比其他项目更多的零件。更多信息请查看完整指南。

1.6 创建自己的手机

对于更有经验的树莓派 DIY 爱好者来说，这个项目无疑将最大限度地考验你的技能。该项目将向你展示如何制作自己的树莓派手机（Pi - Phone）。该项目的开发者设法收集并拼凑零件，以低至 160 美元的成本组装了它。
- 所需材料 ：
- 树莓派 B 型
- PiTFT 320 - 240 触摸屏
- 2500mAh 锂聚合物电池
- GSM / GPRS SIM900 模块
- 3.3V 至 5V 1A DC - DC 升压转换器
- 电缆、插座、开关等

1.7 使用树莓派 4 制作口袋笔记本电脑

这是一个漂亮但复杂的树莓派项目。在这里，你可以使用纸板和树莓派 4 制作一个迷你口袋笔记本电脑。这个项目比列表中的其他项目更需要动手操作，但肯定会将你的专业技能提升到一个新的水平。此配置使用 4GB 树莓派 4、蓝牙键盘、电源 PCB 和 7 英寸显示器。当然，你可以根据自己的喜好和预算更改模板。

以下是这些项目的简单汇总表格：
|项目名称|学习重点|所需主要材料|
| ---- | ---- | ---- |
|搭建基础越野机器人|设置引擎控制板、用 Python 管理电机、制作底盘|树莓派 3、电机控制板、直流发动机等|
|像蝙蝠一样“看”|创建分压器、设置超声波传感器等|树莓派 3、超声波传感器、振动引擎等|
|创建智能镜子|显示应用和信息|树莓派 3、薄型显示器、透视亚克力镜子等|
|创建自动园丁|为植物浇水和照明|树莓派 Zero、蠕动泵、生长灯等|
|为树莓派创建四轴飞行器|构建无人机|树莓派 3、Navio 套件等|
|创建自己的手机|制作树莓派手机|树莓派 B 型、触摸屏、电池等|
|使用树莓派 4 制作口袋笔记本电脑|制作迷你笔记本|树莓派 4、蓝牙键盘、7 英寸显示器等|

下面是一个简单的流程图，展示这些项目的选择逻辑：

graph LR
    A[选择树莓派项目] --> B{是否新手?}
    B -- 是 --> C[搭建基础越野机器人]
    B -- 否 --> D{有特定兴趣?}
    D -- 是 --> E{蝙蝠爱好者?}
    E -- 是 --> F[像蝙蝠一样“看”]
    E -- 否 --> G{想做智能设备?}
    G -- 是 --> H[创建智能镜子]
    G -- 否 --> I{想打理花园?}
    I -- 是 --> J[创建自动园丁]
    I -- 否 --> K{熟悉项目创建?}
    K -- 是 --> L{想做飞行器?}
    L -- 是 --> M[为树莓派创建四轴飞行器]
    L -- 否 --> N{经验丰富?}
    N -- 是 --> O[创建自己的手机]
    N -- 否 --> P[使用树莓派 4 制作口袋笔记本电脑]

2. 树莓派的优势

树莓派不仅在项目搭建上有着丰富的可能性，还在计算领域展现出了诸多优势，使其成为个人和商业应用的有吸引力的解决方案。

2.1 低功耗

树莓派的功耗大约在五到七瓦，这大约是类似全尺寸机箱功耗的十分之一。由于服务器需要持续运行，电力节省会相当可观。据估计，如果树莓派（包括主板、外壳和电源）24 小时不间断运行 365 天，大约一年的电费节省就能抵回其成本。例如，使用像 CanaKit 基础套件（ASIN # B00DG9D6IK）这样性价比高的产品，能在保证质量的同时实现低成本运行。

2.2 无移动部件

树莓派使用 SD 卡进行存储，速度快且没有移动部件，也无需考虑风扇等设备。与低等级的卡相比，Class 10 SD 卡通常性能最佳，但主要影响的是 I/O 最多的启动时间。虽然 SD 卡的兼容性结果可能有所不同，但总体而言，创见（Transcend）卡性价比不错。

2.3 小巧的外形

树莓派（带外壳）可以轻松握在手中，而类似的全尺寸机箱则难以做到这一点。这意味着树莓派可以很容易地集成到各种设备中，为设备的小型化和便携化提供了可能。

2.4 无噪音

树莓派运行时完全安静，不会产生任何噪音。这对于需要安静环境的应用场景，如家庭影院、录音室等非常有利。

2.5 状态指示灯

树莓派的主板上有多个状态指示灯，这些指示灯可以帮助用户快速了解树莓派的运行状态，如电源状态、SD 卡读写状态等，方便进行故障排查和系统监控。

以下是树莓派优势的汇总表格：
|优势|描述|
| ---- | ---- |
|低功耗|约五到七瓦，是全尺寸机箱的十分之一，长期运行节省电费|
|无移动部件|使用 SD 卡存储，无风扇等，Class 10 SD 卡性能佳|
|小巧外形|可握在手中，便于集成到设备中|
|无噪音|运行时完全安静|
|状态指示灯|主板上有多个指示灯，方便了解运行状态|

下面的流程图展示了树莓派优势带来的应用场景：

graph LR
    A[树莓派优势] --> B{低功耗}
    A --> C{无移动部件}
    A --> D{小巧外形}
    A --> E{无噪音}
    A --> F{状态指示灯}
    B --> G[长期运行的服务器]
    C --> H[对稳定性要求高的设备]
    D --> I[便携设备]
    E --> J[安静环境的应用]
    F --> K[易于维护和监控的系统]

综上所述，树莓派无论是在项目搭建的趣味性和多样性上，还是在自身的性能优势方面，都有着出色的表现。无论是新手想要入门学习，还是经验丰富的开发者寻求新的挑战，树莓派都能满足不同用户的需求，为大家带来丰富的开发体验和实用价值。希望大家能根据自己的兴趣和需求，选择适合自己的树莓派项目，充分发挥树莓派的优势。