买前IoT，买后吸尘机：说说这一年来我用树莓派做的小玩具

1.why树莓派

树莓派是个好东西，它既是一台linux电脑，也是一块linux开发板，更是一台性能优越的吸尘器。自 2011 年推出以来，搜索引擎里输入“树莓派”后，紧跟其后的都是“吃灰”。树莓派有非常高的使用价值和学习价值，这也让大多数人买前感到心动，买到之后又迷茫地思考它对自己有什么实用价值、自己又能用它学到什么。

我也是这大多数人，而且还是因为被大妈毒害所以买完一台迷茫完一次第二次看到又忍不住买了的那种。

大学时期，我曾被单片机和数字电路折磨得不轻，从那时起便希望有一块不需要做各种串口调试、交叉编译的开发板。然而直到我毕业后，树莓派这么一块理想的神器才真正走进我的视野。

那么，树莓派有什么使用价值？买之前，满脑子想的是智能家居，买回来后，看着满屋子的米家、京鱼，感觉没有必要了；下载机？我有两个群晖了；路由器？我已经有网件了……

那么，我能用它来学到什么？

2.学英语

读书时，我没好好学英语，毕业后反倒因为一直都要看各类英文文档、跟地球上的其他人交流而一直在学习着，就在去年又完成了一期薄荷阅读后，忽然觉得学来学去词汇量增长不大，是时候考虑下背单词了，但懒散的我又没法坚持每天去记多少个单词。

懒人总是有些奇怪的脑回路，那个时候我想到的是：被动背单词。

于是我开始计划在家里各处摆上一个小屏幕，各个小屏幕都同步显示一个单词、直到我走过去点下一个为止，这些屏幕可以是闲置的旧手机、kindle，或者是——树莓派！

想到树莓派我就忽然兴奋起来了，感觉自己找到了把它从尘封的角落拯救出来的路，于是淘宝买了几个屏幕装上，写了个程序：

因为我喜欢阅读，所以当时的思路是：找到自己要读的英文书籍的 TXT 文件，输入程序里，程序把里边的单词提取出来生成单词卡片，附上解释和原句，然后 7 x 24 显示在屏幕上。

经过一个周末马不停蹄的开发，程序写好了！

为了能让闲置手机和其他设备也能使用，我选择写了个 web 服务和网页，然后设置开机启动。

为了让它安静运行，我选了个看上去散热效果较好的九层亚克力外壳和对应的纯铜散热片：

然后我把它摆在书桌上，它很稳地跑了一年多，除了刚开始做的第一个月，之后我都没有想起过它也没有重启过它——

所以单词也没有背到多少。

项目地址

原材料：树莓派3B一台、九层亚克力外壳一套（￥10）、散热片一套（￥4）、微雪3.5寸SPI电阻屏一个（￥50）、TF卡一张。

做法：上好螺丝装好屏幕、系统，安装程序，运行。

3.台历

前两个星期我爸忽然说家里缺个台历，让我上网买一个。

淘宝逛了一天没找到合眼缘的，忽然看到桌子上静静地躺了许久的一台树莓派 Zero W，灵机一动：

自己做一个吧！

台历的话，就算吃灰也是理直气壮的对吧！谁家的台历不吃灰！

于是淘宝买了个 4.2 寸的墨水屏和外壳，兴奋地搓搓双手，敲下了第一行代码。

然后我爸给我泼了盆冷水：温度、天气都是多余的，不如把日历再放大点吧。

我精心设计的 24 小时温度曲线呐……

对于这个台历的外观，我是比较满意的——如果不看它背面的话。

有些台历表面光鲜，实际上背面是一坨坨的线和胶纸，幸好平时看不到。

从上往下依次是墨水屏驱动板、树莓派 Zero W 、魔改的外壳和 DS18B20 温度传感器。

另一面装了个 0.91 寸的 OLED 屏幕，用来显示一些系统信息——主要是用来确定它还活着。

项目地址

原材料：树莓派 Zero WH 一台、微雪4.2寸墨水屏一个（￥100）、墨水屏外壳一个（￥22）、墨水屏驱动板一块（￥43）、OLED 屏一个（￥9）、DS18B20 一个（￥3）、TF卡一张、尼龙螺丝和杜邦线若干。

4.监控小车

原本并不想做小车，因为大学时期已经做得够多了，直到前一段时间不小心进了 OpenCV 的坑，忽然觉得视觉识别很有趣。

为了刺激自己学习，还是做个看得见摸得着的车吧。

因为想要做的是视觉识别，所以各种传感器都没装，只安装了轮子、摄像头。

底盘是淘宝最便宜的两轮车亚克力底盘，电机为了照顾树莓派的性能，选了个30RPM的超低速减速电机，轮胎也用了防滑胎。

因为它自己能360度旋转，所以就没有给摄像头装云台了，这样一来，固定的摄像头也比较好测距。

背面的底下也装了个 OLED 屏，参考淘宝卖家提莫的项目做了个信息显示：

参考链接

正面的双目摄像头，看起来炯炯有神。

拆开看，它的组成很简单，一个双18650电池组的 UPS、一个树莓派 3B+、一个 GPIO 扩展板、电机驱动板、电机和编码器、DC-DC 升压板，电机驱动板的供电和摄像头都直接接在树莓派的 USB 接口上。它平常就是一个带拍照功能和图传的遥控车，偶尔用 OpenCV 玩一下自动巡逻。目前最大的作用是远程看看某个房间的窗关了没、门关了没、灯关了没。最大的缺陷是我还没研究出自动回充的方法，现在是外挂一片无线充电板、手动遥控它撞上充电板上实现充电。

5.关于供电

比较值得一说的是 UPS ,在用 UPS 之前，充电是个大问题，因为大部分移动电源都是插上电源的顺便会秒断电然后切换供电，对于手机来说没什么问题，但对于树莓派来说却是会让它瞬间断电的大问题，于是我买了好几个 UPS 和电源后终于找到了个比较合适的：

它的一个优点是可以装在树莓派下方、通过 GPIO 口供电，免去插线的问题。

并且还支持 3A 的输出、支持在树莓派上读取电量信息，可用性很高。

它也有一个给 Zero 用的小兄弟。

但是电量和电流都不是那么给力了，毕竟小。

不得不说各种 USB-UPS 和树莓派专用电源都不完美，如图，左上角是为太阳能电池设计的通用 USB-UPS ，自带升压到 12V 、可以直接连接太阳能电池板，缺点是输出只有 5V 1A，先前我用它接一台放在阳光下照射的 Zero ，稳定地跑了将近一个月；右下是支持 QC 的、使用 14500 电池的电源，充电很快、电流也足，然而充电时会断电，我一般拿它来这么用：

左下角的是性价比最高的、为 ESP 系列单片机设计的 UPS ，不含电池的售价不到十块钱，USB 输出可达 5V 2A，接线甚至能有 4A 的电流，缺点是体积有点大。

上图是连接了一个 ESP8266 的 UPS，配合 ESP 的深度睡眠模式，一节松下的 18650 电池用半年不是梦。

6.集群

如果你手上有多台树莓派，那么你一定会想把它们做成一个集群——

原本我搭了个7台3B/3B+的集群，后来实在用不上就拆剩下3台的基本配置了。

树莓派3代有几个优点：

1、便宜，单台3B售价最高只要200；

2、稳定，3B是第一个称得上稳定的版本；

3、自带WiFi，组网方便了许多；

4、四核，能模拟的任务和场景相当多；

5、节能，一个 Anker 六口的电源能带五台满血的3B；

6、备份、克隆比虚拟机还方便，只要拷贝 TF 卡就完事了；

综上，树莓派3是搭实验用集群和分布式系统的好东西，除了风扇太吵外可以说是没什么缺点了。

是的，因为它们太吵，大多数时候我都宁可开虚拟机去做实验……

7.最后

树莓派是一件玩具——这么去想的话就不用太纠结它吃灰的问题了。当然也有不少人的树莓派是有正式用途的——譬如当年的阿瓦隆、homebridge，那就更不担心吃灰的问题了。

对于我来说，一直写虚拟的程序是挺无聊的，偶尔能做点摸得着的东西很能让自己开心——树莓派就是这么一个好玩的媒介。

最后是真正吃了许多年灰的初代树莓派。