A novembre 2015 la Raspberry Pi Foundation ha ampliato la famiglia dei single-board computer con un nuovo prodotto, il Raspberry Pi Zero. In generale le specifiche di questa edizione ricordano molto quelle del Pi 1 modello A+, anche se la larghezza e l’altezza di questa versione sono la metà dell’edizione rilasciata l’anno precedente. In questo articolo vi spieghiamo che cosa si nasconde dietro questo mini computer ancora più mini rispetto ai predecessori e quali progetti interessanti sono già stati realizzati con il Raspberry Pi Zero.
Lo scenario iniziale che ha portato allo sviluppo del Raspberry Pi Zero è stato soprattutto il desiderio di utilizzare il mini computer per quei progetti in cui risultava necessario sfruttare ogni centimetro quadrato. Per questo motivo sul Raspberry Pi Zero, che pesa solo nove grammi, lascheda è stata ridotta a 35 millimetri. Tutti gli altri modelli risultano larghi quasi il doppio con i loro 56 millimetri.
Inoltre l’edizione ancora più mini ha un’altezza di 5 millimetri rispetto al Raspberry Pi 2 e 3 (che sono alti 20 millimetri) e offre così maggiori possibilità di inserimento in altri dispositivi. Per risparmiare spazio, il connettore HDMI è stato sostituito da un’entrata mini HDMI, mentre la porta USB A è stata rimpiazzata da una micro USB.
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A livello tecnico il Raspberry Pi Zero, che costa solo 5 dollari, risulta una via di mezzo tra la prima e la seconda generazione del mini computer, infatti si contraddistingue per un processore da 1 gigahertz, che arriva a essere anche fino al 40 percento più veloce rispetto al Raspberry Pi 1. Pure per quanto riguarda la RAM con i suoi 512 MB l’edizione Zero è sempre stata più avanti rispetto ai dispositivi della prima generazione; solo ad agosto 2016 la Foundation ha aumentato la memoria del Pi 1 (A+), portandola da 256 MB alla stessa capacità del modello Zero.
A differenza del Pi 1 (B/B+) e del mini computer di seconda e terza generazione, il Pi Zero non ha la porta Ethernet. Con il modello Pi Zero W (circa 10 Dollari) è disponibile dall’inizio del 2017 una variante con il chip elettronicoCypress CYW43438, che supporta il Wi-Fi (802.11 b/g/n) e il Bluetooth (4.1). Di seguito trovate una presentazione delle specifiche tecniche del Raspberry Pi Zero:
| Data di rilascio | 26 novembre 2015 |
|---|---|
| Prezzo (IVA esclusa) | 5 dollari |
| Dimensioni (lunghezza x larghezza x altezza) | 65 x 31 x 5 millimetri |
| Peso | 9 grammi |
| Processore | Processore single core da 1 gigahertz |
| Architettura | ARMv6 (32 bit) |
| Uscita video | Composite Video (FBAS); Mini HDMI (tipo C) |
| Uscita audio | HDMI (digital) |
Sin dall’inizio la richiesta del Pi Zero è stata enorme e quindi il mini computer dal prezzo imbattibile è andato esaurito velocemente in tutti i negozi dedicati. Lo stesso si è verificato con l’uscita della rivista The MagPi, pubblicata nello stesso periodo, che conteneva una versione gratuita del mini Pi. Per questo non c’è da meravigliarsi che si legga regolarmente di nuovi e interessanti progetti che sono stati realizzati con il Raspberry Pi Zero. Non ci sono limiti alla fantasia e alla creatività degli appassionati del settore che spaziano da pratici aiuti per la vita di tutti i giorni, passando per i droni fino ai dispositivi votati all’intrattenimento. Vi illustriamo alcune di queste idee negli esempi seguenti.
Già il primo esempio mette alla prova in maniera interessante la flessibilità del mini computer. Il programmatore Derek Woodroffe, fan dell’elettronica, nell’ambito del suo progetto “Extreme Electronics” ha trasformato il Raspberry Pi Zero così tanto da riuscire a utilizzarlo per controllare una o più bobine di Tesla. Come se questa idea non fosse già abbastanza insolita, lo spettacolo visivo viene anche accompagnato da un sottofondo musicale, riproducendo contemporaneamente un file MIDI che si trova sul single-board computer. Sulla sua pagina Internet svela quale software e hardware ha utilizzato per la realizzazione di questo capolavoro.
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Un team di sviluppatori spagnoli coordinato da Víctor Mayoral, co-fondatore della start-up di robotica Erle Robotics, ha fatto partecipare gli appassionati interessati al suo progetto ideato con il Raspberry Pi sulla piattaforma onlineHackster: Pi0drone. In questo modo, grazie al Raspberry Pi Zero, è stato realizzato un drone che si può controllare a distanza con un telecomando, come se ne trovano molti in commercio. Il prezzo per i materiali per questo aeromobile fai da te si attesta intorno ai 200 dollari, anche se la maggior parte è attribuibile alla necessaria board autopilot PXFmini (circa 70 Euro).
Il sistema operativo utilizzato è una distribuzione basata su Debian, che Erle Robotics ha assemblato a questo scopo e mette a disposizione come immagine. Per il resto la pagina del progetto Hackster non si limita a presentare il progetto in sé, ma comprende anche una guida con indicazioni sui componenti software e hardware necessari per creare da soli il drone.
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La start-up giapponese Idein ricorre per lo sviluppo del suo hardware multifunzionale Actbulb ai moduli Compute presenti sul Raspberry Pi. Actbulb è concepito per diversi dispositivi o parti di dispositivi che lavorano con la registrazione numerica e l’analisi dati, come ad esempio le lampadine, le fotocamere di rete, i microfoni o gli strumenti per il VR/AR (rispettivamente Virtual Reality e Augmented Reality). Tuttavia Idein da molto tempo non esegue più i test su questi dispositivi, ma lo fa su un gruppo di 16 Raspberry Pi Zero.
La board “PiZero Cluster” dispone di 32 porte micro USB per il rifornimento di energia e di dati (2 per ogni Pi Zero), 16 porte USB A e 16 interfacce Ethernet, una di ogni tipo per ciascuno dei 16 mini computer. In seguito a difficoltà con i fondi necessari, l’azienda giapponese ha dovuto contare sulle donazioni di altri utenti Pi per poter completare il cluster.
We've almost finished creating PiZero cluster board. But I wonder when we can buy remaining 15 PiZeros. #PiZeropic.twitter.com/mvHyoonlix
— Koichi Nakamura (@9_ties) 20. Januar 2016
Un altro progetto interessante dove viene utilizzato il Raspberry Pi Zero è lo skateboard elettronico del Raspberry Pi Guy. Il giovane inglese, che offre innumerevoli tutorial per il mini computer sul suo canale YouTube, ha sviluppato il progetto durante le vacanze estive, raggiungendo un risultato notevole. Dotato di un singolo motore (120 Amp, 2,2 kW), il veicolo arriva a una velocità massima di 30 chilometri orari. Per accelerare o per frenare lo skateboard viene utilizzato un classico controller Nintendo Wii. Su GitHub trovate una lista completa dei componenti utilizzati.
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Un progetto per la casa molto interessante, realizzato con il Raspberry Pi Zero, è il giardiniere automatizzato per gli interni ideato da Hacker Shack. Il team di sviluppatori, composto da due ex studenti di ingegneria dell’Iowa State University, ha sfruttato a proprio vantaggio la potenza di calcolo del mini computer per semplificare notevolmente la cura delle piante da interno.
Per questo motivo hanno utilizzato il Raspberry Pi Zero come componente principale per la regolazione di una pompa peristaltica (12 Volt) e di una luce al LED per le piante (5 Volt), grazie alle quali le piante possono essere annaffiate o irradiate di luce artificiale. Poi si regolano intensità e orario dallo script “Automated Gardener”. Su Hackster.io trovate una guida dettagliata per riprodurre il pratico giardiniere.
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Nel 1989 Nintendo ha rilasciato il Game Boy, una delle console di giochi portatili di maggior successo di tutti i tempi: i negozi hanno venduto quasi 120 milioni di esemplari fino alla sua sostituzione con un display a colori nel Game Boy Color (1998). Venticinque anni dopo, quando ormai il Game Boy aveva fatto storia con giochi quali Tetris e Super Mario Bros, un famoso appassionato, conosciuto con lo pseudonimo di wermy, ha dato nuova vita a questo classico, servendosi del Raspberry Pi Zero. Il suo progetto “Game Boy Zero“ non solo dispone di un display a colori, ma anche di porte USB A e micro USB, di uno slot mini HDMI e di due tasti di controllo aggiuntivi.
Il sistema operativo utilizzato è RetroPie, una distribuzione che contiene emulatori per diverse console, con cui si può giocare anche ad altri classici (tra cui SNES, NES), che devono essere scaricati come ROM. Infine un connettore giochi trasformato, comprensivo di una scheda SD, garantisce che il mini computer possa avere accesso all’hardware del Game Boy. I singoli passaggi per lo sviluppo sono stati documentati da wermy e pubblicati il 6 aprile 2016 su Imgur.
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I fan sfegatati della serie di Star Wars hanno sicuramente sempre desiderato di avere un proprio R2-D2. Il britannico Les Pounder ha realizzato questo sogno e ha riprodotto il piccolo astrodroide che nei film di George Lucas è un vero asso nelle riparazioni meccaniche. Il componente principale è stato ancora una volta un Raspberry Pi Zero. Pounder ha utilizzato il mini computer per creare una versione giocattolo di R2-D2 di tutto rispetto, combinando la boardExplorer pHAT e due motoriduttori in micro metallo, che garantiscono la necessaria potenza del motore.
Il sistema operativo in uso è la versione corrente del diffuso derivato di Debian Raspbian. Su Techradar trovate una descrizione più dettagliata del creativo progetto per Raspberry Pi Zero e il codice software necessario, utilizzabile gratuitamente.
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Per permettere la riproduzione senza fili su altoparlanti esterni di musica contenuta sui dispositivi Apple, come il Mac, l’iPad o l’iPhone, è necessario che supportino Apple AirPlay. Visto che questa tecnologia non è solo a uso esclusivo degli hardware di casa Apple, come l’Apple TV, c’è ormai un’ampia scelta di dispositivi che dispongono di un simile supporto. Ciò però non ha impedito al belga Frederick Vandenbosch di mettere a punto un proprio altoparlante compatibile con AirPlay. Per questo motivo ha inserito in un Raspberry Pi Zero una boardpHAT DAC di Pimoroni e ampliato così l’opzione di riproduzione audio.
Sul single-board computer ha installato oltre al sistema operativo Raspbian il software ShairPort che svolge la funzione di emulatore AirPlay. Danno gli ultimi ritocchi all’aspetto una scocca di legno di Meranti, una griglia per l’altoparlante realizzata con una stampante 3D e due barre laterali. Gli interessati possono scoprirne di più su tutto il processo di sviluppo, iniziato l’11 marzo 2016, consultando hackster.io.
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Il Raspberry Pi Zero è stato utilizzato anche nel progetto di Nick Brewer per il World Maker Faire 2016 (festival per l’ispirazione, la creatività e l’innovazione): con PIX-E l’americano ha creato una fotocamera, che al posto delle classiche foto scatta delle GIF di alcuni secondi. Per questo non viene usato solo il mini computer, ma anche il modulo della fotocamera del Raspberry Pi. Tutti i componenti della scocca della fotocamera sono stati realizzati con una stampante 3D.
Sulla scheda SD del Raspberry sono installati diversi componenti software per consentire la creazione della fotografia GIF. Nello specifico si ritrovano il programma di elaborazione di immagini GraphicsMagick, l’interfaccia utente del modulo PiCamera e la GifCam, un software programmato specificamente per la PIX-E. Servendosi dell’applicazione, l’utente può ad esempio stabilire la durata della GIF o decidere se debba essere salvata sulla scheda SD o nel cloud, o caricata direttamente su un social network.
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Terren Peterson ha sviluppato con il Raspberry Pi Zero un assistente per la casa che porta a termine un compito importante: l’assistente battezzato con il nome di JavaWatch assicura il caffè mattutino, tenendo sotto controllo lo stato del recipiente con i chicchi di caffè e ordina automaticamente le scorte su Amazon, quando stanno per finire. Anche il modulo incorporato della fotocamera Pi rileva la quantità rimasta di chicchi di caffè a intervalli regolari e trasmette il risultato alle applicazioni Amazon CloudS3 Bucket e Rekognition che elaborano i dati delle immagini ricevuti. Il fattore decisivo che porta a stabilire se è necessario un nuovo ordine o meno è dato dalla regola Lambda.
Dopo aver regolato l’inclinazione della fotocamera, chi possiede una macchina per il caffè di questo tipo si registra su javawatcher.com, indica il tipo di chicchi di caffè che preferisce e riceve per tempo in modo automatico un nuovo pacco, senza doversene più preoccupare d’ora in avanti. Su Hackster si trova una guida dettagliata da consultare, comprensiva di tutti i codici necessari per il programma, per realizzare così questo pratico progetto per il Raspberry Pi Zero.
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Il Raspberry Pi è un mini PC con un buon rapporto qualità-prezzo, che si comporta sotto molti aspetti come un normale computer. Potete infatti impostare un sistema operativo, andare su Internet, utilizzarlo come server o media center e realizzare molti altri progetti. Vi presentiamo questo PC in miniatura e vi indichiamo 17 applicazioni utili da utilizzare con un Raspberry Pi.
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