Сложно представить, что бы делали любители DIY-электроники в случае, если бы «малинки» никто не изобрел. На основе Raspberry Pi разных поколений создано столько проектов, что представить невозможно, и каждый день появляются все новые и новые. Есть откровенно простые, а есть и весьма продвинутые, комплексные. В этой подборке собраны 5 необычных проектов, основанных на «малинках», которые нам показались интересными. Подробности — ниже.

Open source сельскохозяйственный робот



Выращивание культурных растений, пригодных в пищу, становится все более сложным делом. Растений требуется больше, ухода, соответственно, тоже. Сейчас фермеры во многих странах автоматизируют сельское хозяйство, поскольку вести его становится все сложнее, если речь идет о людях.

Ну и Raspberry Pi помогает в этом нелегком деле. Не так давно на базе «малинки» был разработан робот, который сейчас помогает людям автоматизировать рутинную работу в поле. Увидеть систему, о которой пойдет речь ниже, можно в Сан Грегорио, Калифорния, США.


Сам проект не такой уж и новый, но его не так давно проапгрейдили. Разработчики добавили систему аварийного торможения, которая позволяет очень быстро остановить робота. Кроме того, появилась еще и усовершенствованная навигационная система, которая позволяет роботу перемещаться по сложным маршрутам. Ну и третье важное обновление — режим симуляции, который позволяет запускать программное обеспечение робота внутри Docker-контейнера и тестировать, не задействуя физически самого робота.

Кроме «малинки», а это Raspberry Pi 4, есть еще плата Nvidia Jetson, заточенная под машинное обучение и автоматизацию. Она служит «мозгом» для всей этой полезной системы. Ну а остальная работа выполняется одноплатником Raspberry. Робота можно запрограммировать на быстрое передвижение по дорогам, а после прибытия на место он распознает поле и начинает работу. Есть телеметрия, в планах — обучить систему слушать голосовые команды владельца.

Порт Doom на Pi Pico



Казалось бы, игровая система на базе микроконтроллера? Но да, это возможно, со специальным портом Doom, собранного как раз под эту систему. В целом, Doom уже где только не запускали, включая программируемые калькуляторы, умные часы и даже тест для беременности (впрочем, после демонстрации выяснилось, что тест был модифицирован специальным образом).

Ну а теперь вот разработчики решили запустить игру на Pico.


Кстати, двухъядерный процессор Pico рендерит игру, а вот GPIO задействованы для возможности подключения до четырех игроков в многопользовательском режиме. Технические подробности проекта (все) доступны на GitHub

Здесь используется специализированный метод сжатия изображения WHD, что означает «Where’s Half the Data?.. Он в состоянии сжимать файл на 57%, попутно перекодируя звук. Полученный исполняемый файл помещается в 256 КБ ОЗУ Pico с 34 КБ в запасе, что позволяет использовать шесть слотов для сохранения игры.


По словам разработчика, которого зовут Graham Sanderson, одноплатники способные и на большее. Например, тот же Adafruit's Feather RP2040 позволяет спокойно запустить и играть в Doom II и Ultimate Doom. Конечно, тоже специальным образом адаптированные.


PCB UV-система



Фотография этой системы для изготовления печатных плат уже публиковалась на Хабре, автор ее тоже есть здесь, если у него будет желание и возможность, то, надеемся, он сможет рассказать подробности в комментариях. Система просто шикарная, она позволяет создавать прототипы печатных плат для любых видов электроники.

По словам автора, он реализовал проект для того, чтобы иметь возможность оперативно выполнять работы по прототипированию плат. Итоговый результат на фото — он получил название Medusa. Девайс работает на Raspberry Pi 4 и использует
дисплей 2K.

Для создания конечного продукта, пустая печатная плата должна быть подготовлена ​​​​с использованием фоторезиста, покрытия, устойчивым к ультрафиолетовому излучению. Файл дизайна печатной платы загружается в «Медузу» для обработки. По словам Wolfy-j, на отрисовку односторонней печатной платы с маской уходит около 20 минут.


В «медузе» используется Raspberry Pi 4 Model B под управлением 64-битной версии ОС Raspberry Pi. Вот список прочих элементов и модулей, которые входят в состав конструкции:

  • Понижающий модуль 5В (5А).
  • Светодиод Cree UV 10 Вт + драйвер.
  • 3 Вт красный светодиод + ШИМ-драйвер.
  • Экран 2K с драйвером HDMI.
  • Arduino pro — датчик температуры и светодиоды ws28.
  • Светодиоды WS28 для индикатора выполнения.

Подробности — вот в этой ветке Reddit.

Робот для поиска звезд на базе «малинки» и Lego




Еще один крайне любопытный проект, который определенно понравится любителям астрономии. Он позволяет задавать поиск звезды и находит удаленное светило, которое может находится в тысячах световых лет от Земли, по введенным пользователем данных.

Называется проект Galilego, и несмотря на то, что собран он из Lego (не обычного, а Mindstorms), у него очень точная система позиционирования.


Разработчик с ником EldenGoat использовал набор Lego Mindstorms Robot Inventor 51515 для сборки корпуса. В этом проекте применяется камера HD с разрешением 12,3 МП, которая идеально подходит для съемки звезд, расположенных на невообразимых расстояниях. Он также включает в себя встроенный компас и полностью портативный благодаря аккумулятору емкостью 10000 мАч 3,7 В.

Подробное описание здесь.

Оптоволоконный дисплей на базе Raspberry Pi


У разработчика ElliotMade получилось создать отличную оптоволоконную систему для вывода разноцветных движущихся изображений на специализированный пиксельный дисплей. Практического смысла он не несет, но в качестве декоративного элемента — просто мечта.

Raspberry Pi управляет здесь выводом заданного пользователем изображения на экран, и получается действительно эффектно.


Большинство деталей, из которых собран проект, можно распечатать на 3D-принтере, вырезать при помощи лазера или изготовить еще каким-либо образом. Дисплей состоит из трех пластин, одна из которых служит базой для всей системы. Вторая — поддерживает светодиодную матрицу. Ну а передняя пластина удерживает оптоволокна таким образом, чтобы и получился дисплей.

Ссылка на проект доступна вот здесь, на Instructables.

Комментарии (27)


  1. RealBeria
    04.04.2022 07:46
    +7

    Для честности: у первого робота сельскохозяйственость заключается только в том, что он умеет ездить по сельскохозяйственным полям.


    1. alex_kag
      04.04.2022 07:55
      +2

      Это первое, что заинтересовало, что же он умеет. Для чего его делали....


      1. ILaeeeee
        04.04.2022 08:23
        +1

        Самоходная телега. Бабы, да мужики, в поле на работы, будут ездить на ней. Кучера не требует.


        1. DarkWolf13
          04.04.2022 08:31
          +2

          где-то попадалась гораздо меньшая сельхозтележка, которую обучили сорняки пропалывать, единственный недостаток для системы распознования требуется подключение к интеренет.


      1. ernestocruz
        04.04.2022 10:14
        +4

        показать новую кофточку и лосины.


    1. rostislav-zp
      04.04.2022 09:32
      +4

      Сам работаю в этой сфере и очень заинтересовался новостью,но в итоге так и не понял смысл изобретения


      1. iShrimp
        04.04.2022 18:16
        +1

        Сельскохозяйственный робот может принести пользу даже имея только камеру - это позволяет объективно следить за здоровьем растений, наличием вредителей и сорняков, состоянием почвы. Ну а при наличии исполнительных механизмов, пусть даже только помпы с распылителем, сфера его применения может стать значительно шире.


      1. irnis
        05.04.2022 16:22

        давить жуков, пропалывать сорняки, собирать клубнику или ешё какие ягоды, цветы, листья... конечно, если оснастить камерой, манпипулятором и научить всему этому...

        из традиционных приёмов обработки, кроме опрыскивания, наверное вполне справится с рыхлением междурядий (для уменьшения потерь влаги и уничтожения сорняков) - там прозвучало про регенеративное земледелие и прочая "без химии", для таких ферм это может быть актуальным.


    1. CrocoCat
      04.04.2022 16:33
      +1

      Если оснастить пылесосом, можно колорадского жука собирать. Хотя, конечно, ничто не сможет сравниться по уровню постижения дзен с ручной сборкой))


  1. K50
    04.04.2022 08:23
    +5

    Хотелось бы подробностей про PCB UV.


    1. vassabi
      04.04.2022 09:28
      +2

      спецификация с реддита

      Rpi4 - 64bit native OS

      5V step down module (5A)

      10W Cree UV led + driver

      3W red led + PWM driver

      2K mono display with HDMI driver

      Arduino pro - temperature sensor and ws28 leds.

      WS28 leds for progress bar

      Software:

      https://github.com/tracespace/tracespace - convert Gerber to Layers.

      https://spiral.dev/ - UI and orchestration of hardware.

      Golang for hardware bindings.

      Вкратце - автор пишет, что у него пачка плат, покрытых фоторезистом, когда надо плата - то он просто достает оттуда и печатает.

      Процесс печати у него сделан только для 2 слойных плат. 98% успешного выхода. Есть только печать, без сверления.

      Автор везде пишет um : "(50um пиксели)" и "минимальная ширина дорожки 100um", но я думаю это скорее мкм чем нм.


      1. K50
        04.04.2022 09:31

        Как я понимаю, УФ светодиод просвечивает через монохромный экран, на который выводится топология платы.


      1. Furriest
        04.04.2022 10:24
        +3

        Да, "u" в английском заменяет символ "μ", т.е. собственно "микро".


      1. Lachezis
        04.04.2022 13:26

        Верно, мкм.


      1. 0x3f00
        04.04.2022 18:39
        +1

        По своему опыту могу сказать, что

        а) 0.1 мм там не будет из-за засвета от меди, метиться можно в 0.25/0.25, но я так мелко уже не стал бы делать.

        б) печатная плата с фоторезистом слишком кривая, четкая картинка хорошо если на площади в 1х1 см получится. В следующий раз буду использовать просто пленку фоторезиста под мягкой резиной, и уже засвеченную пленку наклеивать на текстолит с медью.


        1. 0x3f00
          04.04.2022 18:45
          +1

          Частичный успех выглядел так.


          1. osmanpasha
            05.04.2022 06:35
            +1

            Кажется, что дорожки такой толщины и плотности можно и ЛУТом сделать, разве нет? А технологическая цепочка у ЛУТа в целом примерно такой же длины, если не короче


            1. 0x3f00
              05.04.2022 08:29

              Не буду спорить. УФ это еще и про паяльную маску. Делать smd-монтаж без паяльной маски — тратить свое время и нервы. Я правда для этих целей уже SLA-принтер не использовал, в следующем проекте пятачки просто закрасил перманентным маркером.


              1. osmanpasha
                05.04.2022 19:54

                Хммм, можно подробнее? Вместо нанесения нормальной маски просто закрасить маркером то, к чему ничего не должно припаиваться?

                Вообще соглашусь, что паять без маски - это действительно не доставляет такого удовольствия, как с маской.


                1. 0x3f00
                  06.04.2022 05:14

                  Паяльная маска нормальная. Разбавлена слегка спиртом. Тонкий слой на печатной плате делает центрифуга из старого кулера в коробке. Затем плата высушивается феном.

                  Маркером замазываю пятачки мест для припоя. Кладу под УФ небольшой мощности. Минут через 10-15 маска закрепляется, пятачки смываю спиртом. То есть на этом этапе маркер у меня заменяет прозрачную пленку с принтером.


    1. Tabke
      04.04.2022 12:53

      Собственно экран и матрицу УФ светодиодов можно взять готовые с али, которые там продаются для использования в SLA 3D принтерах.

      А у кого уже есть такой принтер, можно его использовать. На ютубе есть инструкция.


    1. Lachezis
      04.04.2022 13:25
      +10

      Так получилось что автор это я, чуть позже оформлю в отедельную статью.


      1. madcatdev
        04.04.2022 19:35

        Ждем!


  1. bungu
    05.04.2022 00:12

    К сожалению raspberry Pi на российском рынке на данный момент нет


    1. Kristaller486
      05.04.2022 09:40

      Да никогда не было по сути дела. Некоторые модели завозили на farnell (оно до сих там продаётся). В рознице не было ничего, кроме, пожалуй Pico. На Али все их берут, кроме того что цена сильно выше "рекомендуемой" минусов особо нет.


      1. osmanpasha
        05.04.2022 19:48

        В чипидипе они всегда были, по их обычным конским ценам, правда. Ну лет 5 точно. Да и в мелких интернет-магазинах тоже были, с более привлекательными ценами; в прошлом году штук 5 RPi 3B покупали.


  1. osmanpasha
    05.04.2022 05:06

    использовал набор Lego Mindstorms Robot Inventor 51515 для сборки корпуса

    Не корпуса. Корпус, судя по фото, сделан из карьерного экскаватора 42055 (и ещё одного набора с красными балками). Mindstorms как раз используется для перемещения частей конструкции с помощью моторов.