آموزش راه‌اندازی و استفاده از Raspberry Pi 5 برای پروژه‌های هوشمندسازی خانگی

به گزارش فناور، با معرفی Raspberry Pi 5، یک کامپیوتر تک‌برد قدرتمند و کم‌هزینه، می‌توانید در چند گام ساده یک سیستم مانیتورینگ دما و روشنایی بسازید و آن را از راه دور کنترل کنید.

Raspberry Pi 5 جدیدترین نسخه‌ی سری محبوب Raspberry Pi است که پردازنده چهار هسته‌ای ۲ گیگاهرتزی، ۴ یا ۸ گیگابایت حافظه‌ی رم، دو پورت micro-HDMI و پشتیبانی از USB 3.0 را در ابعادی کوچک (۸۷×۵۶ میلی‌متر) ارائه می‌دهد. این برد، ایده‌آل برای پروژه‌های اینترنت اشیاء، رباتیک و اتوماسیون خانگی است.

چه چیزی نیاز دارید؟

• برد Raspberry Pi 5

• کارت microSD کلاس A2 با ظرفیت حداقل ۱۶ گیگابایت

• منبع تغذیه USB-C (حداقل 3A)

• کابل HDMI و مانیتور یا تلویزیون

• کیبورد و ماوس USB

• یک LED و مقاومت ۲۲۰Ω (برای تمرین اول)

• سنسور دما و رطوبت DHT22 (برای تمرین دوم)

• برد بورد و سیم بردبرد (Jumper Wires)

  نصب سیستم عامل و آماده‌سازی

  1. دانلود و نصب Raspberry Pi Imager:
     از سایت رسمی Raspberry Pi نرم‌افزار Imager را دانلود و روی کامپیوتر خود نصب کنید.

  2. فلش کردن سیستم عامل:

     1. Imager را اجرا کنید.

     2. در بخش “Choose OS” گزینه “Raspberry Pi OS (32-bit)” را انتخاب کنید.

     3. کارت SD را وارد کرده و به عنوان “Storage” آن را برگزینید.

     4. روی “Write” کلیک کنید و صبر کنید تا عملیات پایان یابد.

  3. راه‌اندازی اولیه:

     1. کارت microSD را در برد قرار دهید.

     2. مانیتور، کیبورد، ماوس و منبع تغذیه را وصل کنید.

     3. پس از اولین بوت، نام کاربری “pi” و رمز “raspberry” در مراحل ابتدایی پرسیده می‌شود—آن‌ها را تغییر دهید.

        پروژه ۱: چشمک‌زدن LED

        ۴.۱. مدار الکترونیکی

        • آند (پایه بلند LED) را به پین GPIO 18

        • کاتد (پایه کوتاه) را از طریق مقاومت ۲۲۰Ω به پین GND

        ۴.۲. اسکریپت پایتون

        1. در ترمینال:

           bash

           CopyEdit

           sudo apt update && sudo apt install python3-rpi.gpio -y


        2. فایل blink.py بسازید و کد زیر را در آن قرار دهید:

           python

           CopyEdit

           import RPi.GPIO as GPIO
           import time

           GPIO.setmode(GPIO.BCM)
           GPIO.setup(18, GPIO.OUT)

           try:
while True:
GPIO.output(18, GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(18, GPIO.LOW)
time.sleep(0.5)
except KeyboardInterrupt:
GPIO.cleanup()


        3. اجرا:

           bash

           CopyEdit

           python3 blink.py


        اکنون LED هر نیم‌ثانیه یک‌بار چشمک می‌زند.

        ۵. پروژه ۲: مانیتورینگ دما و رطوبت با DHT22

        ۵.۱. اتصال حسگر

        • داده (Data) → GPIO 4

        • VCC → 3.3V

        • GND → GND

        ۵.۲. نصب کتابخانه

        bash

        CopyEdit

        pip3 install Adafruit_DHT


        ۵.۳. کد پایتون

        فایل dht_monitor.py را با محتوای زیر بسازید:

        python

        CopyEdit

        import Adafruit_DHT
        import time

        sensor = Adafruit_DHT.DHT22
        pin = 4

        while True:
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
if humidity is not None and temperature is not None:
print(f"دما: {temperature:.1f}°C رطوبت: {humidity:.1f}%")
else:
print("خطا در خواندن حسگر")
time.sleep(2)


        با اجرای python3 dht_monitor.py مقادیر دما و رطوبت به‌صورت پیوسته نمایش داده می‌شوند.

        ---

        ۶. اتوماسیون و کنترل از راه دور

        1. نصب سرور ساده:

           bash

           CopyEdit

           pip3 install flask


        2. ساخت API:
           یک فایل app.py بسازید:

           python

           CopyEdit

           from flask import Flask, jsonify
           import Adafruit_DHT

           app = Flask(__name__)
           sensor = Adafruit_DHT.DHT22
           pin = 4

           @app.route("/status")
           def status():
           h, t = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
           return jsonify(temperature=f"{t:.1f}", humidity=f"{h:.1f}")

           if __name__ == "__main__":
app.run(host="0.0.0.0", port=5000)


        3. دسترسی از موبایل یا کامپیوتر دیگر:
           در مرورگر آدرس http://<IP-Raspberry-Pi>:5000/status را وارد کنید تا JSON وضعیت حسگر را ببینید.

        ---

        نکات پایانی

        • امنیت: برای دسترسی از راه دور از SSH با کلید RSA و فایروال UFW استفاده کنید.

        • گسترش پروژه: می‌توانید یک داشبورد وب (با React یا Vue.js) بسازید یا از MQTT برای ارسال دیتا به سرویس‌های ابری مثل Adafruit IO یا AWS IoT بهره بگیرید.

        • کاربردها: مانیتورینگ گلخانه، سیستم‌های هشدار تشخیص نشت گاز، کنترل روشنایی و دما در اتاق هوشمند و ده‌ها ایده دیگر.

        با Raspberry Pi 5، آموخته‌های الکترونیک و برنامه‌نویسی خود را به دنیای واقعی وارد کنید و قدم در مسیر ساختن خانه‌ای هوشمند و متصل بردارید!