我折腾单板计算机和微控制器已经有一段时间了,有一件事我花了太久才意识到:它们不是竞争对手,而是搭配起来更出色。Arduino 擅长电路、传感器和自动化,而树莓派负责更繁重的计算。把两者结合起来,就能实现任何一方单独都难以做好的项目。
我最喜欢的组合是 Home Assistant 气象站。Arduino 读取面包板上的 BME280 传感器,树莓派运行 Home Assistant,两者通过 MQTT 连接。它便宜又可靠,仪表盘上能实时显示我家阳台的温度和湿度。
另一个让我反复回头去做的是智能棋盘:Arduino Nano 驱动棋盘下方的 LED 和开关,而树莓派运行 Stockfish 国际象棋引擎作为 AI 对手。这是电子、3D 打印和软件的有趣结合。
如果你喜欢复古游戏,树莓派可以成为一台出色的模拟器主机,而 Arduino 可以为它做成一个 DIY 游戏手柄。我还见过一些聪明人做了 RFID 门锁:树莓派存储标签数据库,Arduino 负责读卡器和电控锁——这是一个真正实用的家庭项目。
如果你刚刚入门,别想太多:买一块二手 Arduino 和一块树莓派,从头到尾完成一个小项目。经验会迅速积累,不知不觉中你就会开始构思自己的作品了。
来源:XDA Developers
这个项目发布在 Robotistan Maker 博客上,解决了所有常在会议之间奔波的人都熟悉的烦恼:不必反复查看日历标签页,也不必等手机通知,只需在桌面的实体屏幕上就能看到下一场会议。
项目使用一块 5.0 英寸的 ESP32 HMI TFT LCD 屏幕。屏幕上已经集成了 ESP32-S3 微控制器、Wi-Fi 和图形驱动电路,因此无需用杜邦线额外连接一块 ESP32。系统连接 Wi-Fi 后通过 Google Calendar API 查询即将到来的日程,并在 800x480 分辨率的屏幕上显示会议标题、时间和描述。当前时间从 NTP 服务器获取。往日历里添加新会议时,无需触碰 ESP32,设备会定时检查日历并自行更新屏幕。
屏幕支持电容式触摸,但这一版并未使用触摸功能,面板只用来显示信息。项目不只是电子和软件:它由 3.7V 1800mAh 的 1S 锂聚合物电池供电,并设计了一个 3D 打印的壁挂外壳,可以同时容纳屏幕和电池。这样面板无需一直插着 USB 线,就能挂在墙上使用。开发阶段还用了一块 30 针的 ESP32 开发板,但最终实现并不需要它。
我喜欢它的一点是:用很少的零件做出了一个真正每天都用得上的工具。同样的思路也可以改造成展示学校或工作坊日程的看板。物料清单很短,初学者也可以放心尝试。
来源:Robotistan Maker
framboise314在RTL-SDR V4加密狗的系列实验之后,发布了一篇关于在树莓派4上解码APRS的专题文章。其目标是把这块小板子变成业余无线电接收台,监听欧洲使用的VHF频率144.800 MHz。
文章首先介绍了APRS(Automatic Packet Reporting System,自动数据包报告系统)。它诞生于1980年代末,属于分组无线电:以1200波特AFSK调制的极短音频突发,封装在AX.25帧中。它用于位置跟踪、遥测(如气象站、偏远中继站的电池状态)以及简短消息。该网络借助数字中继站在没有互联网的情况下运行,iGate则负责与网络连接。作者还将其与Meshtastic做了比较,认为两者最大的区别在于法规和频率。
在实践层面,方案是先用仔细设置的GQRX接收,再通过纯软件TNC Dire Wolf解码数据帧。教程涵盖安装过程、通过UDP传输音频的路由,以及一个非常实际的坑:GQRX默认使用IPv6发送,因此必须强制流量改用IPv4,Dire Wolf才能收到数据。最后,文章还谈到了一个硬件问题:信号处理负载下处理器会因温度过高而降频,若想让电台长时间稳定运行,这个问题必须解决。
让我觉得很亲切的,是作者的语气:他在1990年代就玩过分组无线电,如今用几十欧元的硬件重新接触这项技术。对于想把树莓派和无线电结合起来的人来说,这是一个很好的起点。
来源:Framboise 314
一提到大语言模型,大家首先想到的往往是聊天机器人,但Needle走的是另一条路。它是由Cactus Compute开发的小型AI模型,只有14 MB,只做一件事:把自然语言请求转换为对Python函数的调用。它不是用来聊天的,而是用来控制应用、设备和自动化的。
让我感兴趣的是,它不需要云端,也不需要专用AI硬件,只靠树莓派5的CPU就能在本地运行。不必去写accendi_led()之类的函数,只需说“打开LED 1”,模型就会选中正确的函数。它也支持意大利语指令,项目网站上还有可以在线体验的演示,包括家庭自动化、扫地机器人、智能手表和AR眼镜。
RaspberryItaly的教程搭建了一个小型本地助手:它可以把笔记保存到文件里、读取树莓派的温度、开关LED,并理解用意大利语写的指令。所需材料包括一块树莓派(最好是5代)、更新到最新的Raspberry Pi OS、Python 3、一颗搭配220或330欧姆电阻的LED,以及几根跳线。安装通过虚拟环境和cactus-needle软件包完成,只有第一次下载时才需要联网。
作者还给出一个值得记住的建议:最好一次只下一个指令。像“关掉厨房的灯并把百叶窗放下”这样的句子可能无法被正确理解,而把两个指令分开下达就能正常工作。
作为项目创意,我觉得它非常实用:结合本地语音识别,就可以在不依赖任何网络服务的情况下,用语音控制机器人或小型自动化设备。
来源:RaspberryItaly
Embarcados 介绍了 Seeed Studio 推出的 XIAOML Kit,它是为配合哈佛大学 Vijay Janapa Reddi 教授的书《Machine Learning Systems》中的实践实验而设计的。这些实验是与巴西伊塔茹巴联邦大学(UNIFEI)的 Marcelo Rovai 教授共同开发的,属于 tinyML4D 小组。
套件包含一块搭载 OV3660 摄像头、数字麦克风和 SD 卡读卡器的 XIAO ESP32-S3 Sense,以及一块带有 6 轴 IMU 和 0.42 英寸 OLED 显示屏的扩展板。这样就覆盖了书中涉及的三类数据:图像、声音和运动。套件还附带一根 2.4 GHz FPC 天线、两片散热片,以及一张带适配器的 32 GB microSD 卡。
主控是 ESP32-S3R8,双核 Xtensa LX7,主频 240 MHz,配有 512 KB SRAM、8 MB PSRAM 和 8 MB 闪存。IMU 是 LSM6DS3TR-C,OLED 使用 SSD1315 控制器,但库里把它当作 72 x 40 像素的 SSD1306 来处理。组装后的尺寸为 21 x 17.8 x 30 mm,重 10.6 g。作者提到一个实用细节:IMU 和 OLED 共用同一条 I2C 总线,地址分别是 0x6A 和 0x3C,所以如果要再接其他 I2C 传感器,得避开这两个地址。IMU 板上还有一个用于 3.7 V 锂电池的 JST 接口,很适合可穿戴项目。
我最喜欢的是这种组合:一本参考书配上便宜小巧的硬件,可以从理论直接走到在真正的微控制器上运行推理。当然,OLED 只能容纳两三行可读文字,但用来显示推理出的类别或置信度百分比已经足够。
来源:Embarcados
Arduino已开始接受Ventuno Q的预购,这款产品早在3月就已公布。据Make的报道,这块开发板售价298.99欧元,预购设备预计约四周后发货。它主要面向边缘AI和机器人领域。
让我觉得有意思的是“双脑”概念。Linux一侧是Qualcomm Dragonwing IQ8(QCS8275),拥有八个Kryo核心,以及最高40 TOPS的Hexagon NPU。对时间敏感的任务交给基于Cortex-M33的STM32H5F5,它运行搭载Arduino核心的Zephyr RTOS,负责控制电机、PWM和GPIO。两端通过RPC桥接通信。对机器人来说,这意味着无需组合多块板子,就能在本地分析摄像头画面,同时处理电机控制。
以Arduino的标准来看,配置相当丰富:16GB LPDDR5、64GB eMMC、用于NVMe固态硬盘的M.2插槽、三个MIPI-CSI摄像头接口、2.5吉比特以太网、Wi-Fi 6和蓝牙5.3。此外还有I2C、SPI、UART、多路CAN-FD接口、Qwiic接口、四个RGB LED,以及一块8×13的LED点阵屏。
软件方面计划支持Ubuntu,Debian随后跟进。据Arduino介绍,Docker和apt均可直接使用。在Arduino App Lab中,可以把草图、Python脚本和容器化的AI模型连接起来。预装的有Qwen、Gemma、Whisper、YOLOX和MediaPipe等,自己的GGUF模型也能通过llama.cpp运行。
价格远高于Arduino的常规水平,所以它更适合大型项目,而不是入门者。我最感兴趣的是本地语音控制、不依赖云端的自动化这一构想。
来源:heise online (Make)
盛夏高温时,独居老人因没察觉室内温度持续升高而中暑被送医的情况越来越多。Zenn 上公开的个人开发项目「THSense」面向照顾异地家人的人群,它监测房间的温湿度,温度达到危险水平时通过邮件通知。
功能很简单:每分钟测量一次室内温湿度,超过 35℃ 就发送邮件,并能在浏览器中以图表查看当前数值和历史走势。据作者说,之所以做成图表,是为了及早发现温度持续上升之类的预兆。
系统的构成很有意思。温度传感器(DHT20)的读取没有交给 Raspberry Pi,而是交给了 Grove Beginner Kit 上的 Arduino,因为它实时性更好,也更容易取得准确的数值。Arduino 每 60 秒通过 USB 串口向 Raspberry Pi 发送一串字符,Raspberry Pi 上的 Python 程序用 pyserial 接收并还原成数值,然后负责温度判断、发送邮件以及存入数据库。数据库是部署在 Azure 虚拟机上的 MariaDB,页面则用 Flask 和 Chart.js 实现。邮件通过 smtplib 经由 Gmail 的 SMTP 发出,账户信息不写在代码里,而是从 .env 文件读取。
分工非常清楚,是一个很好的小型物联网设计范例。由 Arduino 负责采集、Raspberry Pi 负责判断和通知,这种分法在我自己考虑类似的小制作时也用得上。作者说源代码已在 GitHub 上公开。
出处:Zenn
树莓派终于开始销售它的智能显示模块了。该模块今年1月首次公布,从本周起可以通过授权经销商以30美元购买。Compute Module 5需要单独购买,所以它是一块裸适配器板,而不是完整的电脑。
它是一块为Compute Module 5设计的适配器板,可以插入遵循英特尔智能显示模块(SDM)规范的显示器和投影仪。电源、视频、音频、数据和控制信号全部通过内部连接器传输,这意味着屏幕背面不会再有额外的线缆、电源适配器或支架。该产品与Sharp Display Solutions Europe共同开发,支持4K视频播放。
板上还有一个M.2插槽,可以安装高速存储或Hailo等AI加速模块。这块板无风扇、运行安静,主要面向需要全天候运行的数字标牌,例如航班信息显示屏、导向指示、零售和企业屏幕,或者搭配SDM投影仪的沉浸式展览。
早期测试者之一是一家名为Media Looper的小型标牌服务商,他们在一台夏普显示器上运行了三个月。其创始人表示,它能完成他们树莓派5方案的所有工作,而且不再有可能被顾客碰松的线缆、电源或支架,他们今后将把它作为所有带SDM插槽显示器的默认选择。
我喜欢这类公告,因为它显示出这个平台已经从爱好者开发板,走向更整洁的嵌入式硬件。对于正在做显示项目的人来说,一块30美元、可以隐藏在屏幕内部的模块是个不错的选择,不过你仍需确认自己的显示器确实带有SDM插槽。
来源:Raspberry Pi News
HDA Link,也就是 Azalia 接口,通常只出现在 PC 芯片组中。一位 Habr 作者想验证树莓派 Pico 上的 RP2040 微控制器能否充当它的主机。目标很明确:多声道 HDA 音频编解码器的声道数远多于 I²S。
项目以带有 PIO 模块的 RP2040 为核心,板上是 Realtek ALC889 编解码器。这块板子是之前用 STM32F103 和 Spartan-3 的尝试失败后留下的。BCLK 必须是稳定的 24 MHz,无法用软件生成。接口使用 BCLK、SYNC、SDO、SDI 四根线,一帧 1000 位即可得到 48 kHz;96 kHz 和 192 kHz 时,每帧的采样数会增加。
实现使用了四个 PIO 状态机:SDO 输出、SYNC 输出、包含 BCLK 生成的 SDI 输入,以及为编解码器分配地址的状态机。数据通过 DMA 传输,RP2040 的第二个核心负责打包采样和命令,并解析编解码器的回应。演示项目在五个立体声 DAC 上生成正弦波,三次谐波约为 −123 dB。
编解码器在 192 kHz 采样率下正常工作。将 RP2040 超频到 32 MHz(256 kHz)也能运行,但编解码器发热明显。板子在 3.3 V 下功耗为 150 至 270 mA。也存在限制:内置滤波器相当于截止频率约 4 Hz 的一阶高通,而且 HDA 输入带宽无法同时支持三路 24/192 立体声。
作者还发现,DMA、USB 和 XIP 采样同时工作时 RP2040 存在同步问题,其原因由 Raspberry Pi 的专家查明。对于复杂处理,他推荐带有 DSP 指令的 RP2350。这篇文章既展示了结果,也坦诚地指出了弱点,我很喜欢这一点。
来源:Habr
传感器已经不再只是车间或工厂角落里几乎看不见的零件。Hardware Libre 介绍了西班牙和欧洲的多个项目:这些项目把联网设备网络、数据平台和人工智能结合起来,用于完全不同的任务,比如预测设备故障、监测污染、通过鸟鸣识别鸟类,或者提高车辆安全性。
其中介绍得最详细的是马德里的 Scamia。这是市政住房公司 EMVS 的一个项目,到 2027 年将在 15 栋建筑中应用,其中 13 栋是公共住房。项目预算约 520 万欧元,包括欧洲共同出资,核心是为每栋建筑建立一个数字孪生。每栋楼约 200 个传感器通过 Wi-Fi 和物联网连接,测量温度、相对湿度或二氧化碳浓度,并分析数据,在邻居察觉之前发现异常。数据经过匿名化处理,关联的是住户而不是个人。
负责人估计,空气热能设备或锅炉等设备的维护成本可降低 15% 至 20%,能源消耗可降低 5% 至 10%。文章也给出了现实的一面:这些百分比相当于每户每年约 40 至 100 欧元的能源节省,而真正的价值要在把许多住户加在一起、避免昂贵的故障时才能体现出来。
在卡塔赫纳,还在为北部街区筹备另一个网络,合同金额为含增值税 130,258 欧元,约 15 台设备将用于测量二氧化氮、臭氧等气体。
我觉得这篇文章很好地提醒了我:我们在家庭小项目里用微控制器和温度传感器遵循的原理,同样可以扩展到整座城市。正如文中所说,难点不在于测量,而在于把数以百万计的读数转化为有用的决策。
来源:Hardware Libre
Pavel Loktev在Habr上发布了一篇评测,他用了一周Elecrow CrowPanel墙面面板(ESP32-P4),并探讨了这类设备究竟有没有必要。他的结论很坦诚,所以我转述一下要点。
设备配有10.1英寸1024×600屏幕、32 MB PSRAM、16 MB闪存、电容触摸屏、音频、SD卡槽和GPIO。固件是闭源的,所以它更像成品,而不是开发平台。面板以客户端方式工作:在Home Assistant服务器上安装一个插件,然后在面板本身输入服务器地址、登录名和密码,它就会显示普通的HA仪表盘,无需另行设计界面。
作者给出了实测数据。从冷启动到显示可用的仪表盘约20秒。按下按钮到状态改变需要0.7–0.8秒,切换标签页直到模块就绪需要1.1–1.3秒。指令几乎立即发出,但屏幕上的视觉确认明显更晚。滑块工作正常,摄像头和媒体播放也做了测试。
他对替代方案也很坦诚。平板更快、更通用,但需要支架、供电和信息亭模式。带LVGL的ESPHome更便宜,但界面要自己开发和维护。Sonoff NSPanel之类的成品面板解决了外壳和供电问题,却常常需要第三方固件。CrowPanel则是折中的选择:手机、电脑和墙面都能用同一个仪表盘。
缺点方面,作者提到性能较低、分辨率对复杂仪表盘偏小、固件闭源。它也没有内置电池。结论是:这不是平板的替代品,而是门口、厨房或车库控制遥控器的替代品。我很喜欢他对“带大屏幕的开关”这一说法,我觉得非常贴切。
来源:Habr