УДК 004.738, 004.62, 519.6
ББК 32.973
В12
В12 Raspberry Pi для детей / пер. с нем. Ю. Ю. Энглерт. – М.: ДМК Пресс, 2019. –
564 с.: ил.
Вайгенд М.
ISBN 978-5-97060-667-4
Книга предназначена для первоначального изучения Raspberry PI – одноплатного
компьютера размером с банковскую карту. Благодаря простым пошаговым инструкциям
юный читатель сможет превратить свою «малинку» и в настоящий медиацентр,
и в автосимулятор (с помощью языка Scratch), и в сердце умного дома (программируя
на Python и подключая разные датчики). А в конце будет создан настоящий сайт и протестирован
на смартфоне.
Издание рекомендуется школьникам средних и старших классов, желающим изучить
возможности Raspberry PI и научиться на нём программировать.
УДК 004.738, 004.62, 519.6
ББК 32.973
First published as Raspberry für Kids by Michael Weigend. © 3rd edition 2018 by MITP Verlag
GmbH&Co, KG. All rights reserved. Published with arrangements made by Maria Pinto-Peuckmann,
Literary Agency-World Copyright Promotion, Kaufering. Germany.
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой
бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев
авторских прав.
ISBN 978-3-95845-768-3 (нем.)
ISBN 978-5-97060-667-4 (рус.)
Copyright © 2018 mitp Verlags GmbH & Co. KG, Frechen
© Оформление, издание, перевод, ДМК Пресс, 2019
Стр.5
Содержание
Введение ............................................................................ 13
Raspberry Pi ....................................................................... 18
От материнской платы к готовому компьютеру ............ 18
Установка программного обеспечения ........................... 22
Первый запуск Raspberry Pi .............................................. 30
Рабочий стол ..................................................................... 35
Как подключить Raspberry Pi к интернету ...................... 38
А теперь посчитаем .......................................................... 39
Работаем с файловым менеджером................................. 41
Ввод Unix-команд в приложении LXTerminal ................. 46
Вопросы ............................................................................. 51
Задание: установка фона для рабочего стола ................. 52
Ответы на вопросы ........................................................... 53
Решение задачи: установка фона рабочего стола .......... 53
Создаём медиацентр и киоск
(интерактивный терминал) ........................................ 55
Как слушать музыку с помощью MOC ............................. 56
«Безголовый» Raspberry .................................................... 59
Проект 1. Музыкальный центр с дистанционным
управлением ..................................................................... 65
5
1
2
Стр.6
Содержание
Проект 2. Создание интерактивного терминала ............ 67
Проект 3. Raspberry Pi как медиацентр ........................... 71
Вопросы ............................................................................. 80
Ответы ............................................................................... 80
3
Автогонки и метеоры:
как их программировать в Scratch? ......................... 82
Запуск Scratch .................................................................... 83
Проект 4. «Ухуху-у-у!» – первый Scratch-проект ............ 85
Проект 5. Гоночная трасса Формулы 1 ............................. 95
Проект 6. «На помощь! Метеориты!» ..............................106
Студии программы Scratch .............................................120
Задания .............................................................................123
Решение задач ..................................................................125
Ответы на вопросы ..........................................................127
4
Мультяшные истории ..................................................128
Проект 7. Шуточный мультфильм ...................................128
Проект 8. Интерактивная анимация –
синхронизация через сообщения ...................................140
Проект 9. Викторина ........................................................151
Тестируем проект .............................................................161
Вопросы ............................................................................161
Задания ............................................................................162
Ответы на вопросы ..........................................................173
Ответы на задания ...........................................................173
5
6
Создание проектов с помощью Picoboard ............178
Плата Picoboard ................................................................178
Проект 10. Магические слова – распознавание речи ....182
Проект 11. Создаём измеритель уровня звука ...............186
Проект 12. Игра «Пинг-понг» ..........................................191
Проект 13. Устройство для приготовления
лимонада ..........................................................................197
Стр.7
Содержание
Вопросы ............................................................................205
Задания. Экспозиметр .....................................................205
Ответы на вопросы ..........................................................206
Ответы на задания ...........................................................207
Интерактивные игры и симуляторы ......................208
Проект 14. «Помоги утке!» ...............................................209
Проект 15. «Поймай комара» ...........................................213
Проект 16. Формула 1 .......................................................223
Вопросы ............................................................................230
Задания. Садимся на Луну ...............................................230
Ответы на вопросы ..........................................................232
Решение заданий .............................................................234
Знакомство с Python .....................................................237
Что такое Python? .............................................................237
Оболочка Python ..............................................................238
Первый скрипт для Python ..............................................245
Интерактивные программы ............................................253
Ввод и вывод данных .......................................................256
Проект 17. Тормозной путь ..............................................257
Имена и переменные .......................................................263
Вопросы ............................................................................266
Задания .............................................................................266
Ответы на вопросы ..........................................................269
Решение задач ..................................................................269
А что это там мигает? Управляем
светодиодами с помощью Raspberry Pi .................272
Сигналы SOS. Как подавать их с помощью
команд Python и светодиодов? .......................................272
Проект 18. Программируем сигнал SOS .........................284
Вопросы ............................................................................287
Задания. Создай два мигающих светодиода ..................288
7
6
7
8
Стр.8
Содержание
Ответы на вопросы ..........................................................289
Ответы на задания ...........................................................289
9
Компьютер принимает решения .............................291
Оператор ветвления ........................................................291
Проект 19. А что это за пластик? .....................................295
Условия .............................................................................298
Условный повтор
или инструкция while ......................................................300
Проект 10. Угадай число ..................................................301
Световые сигналы ............................................................303
Проект 21. Простая мигалка ............................................304
Проект 22. Шаблон мигалки ............................................305
Вопросы ............................................................................305
Задания. Идти на улицу или не идти? ............................305
Ответы на вопросы ..........................................................306
Решение задачи................................................................306
10
Управление с помощью переключателя ...............308
Переключатель .................................................................308
Проект 23. Счётчик ..........................................................311
Проект 24. Дверной звонок – проигрываем
звуковые файлы ...............................................................314
Проект 25. Сигнализация ................................................320
Проект 26. Единички и нолики. Перфокарта
в качестве цифрового ключа ...........................................323
Вопросы ............................................................................333
Задания .............................................................................333
Ответы на вопросы ..........................................................334
Решение задач ..................................................................335
11
8
Светодиодные дисплеи ...............................................338
Проект 27. Светодиодная матрица ..................................339
Проект 28. Перемещающиеся светящиеся линии..........346
Стр.9
Содержание
Блок со светодиодным матричным индикатором ........349
Проект 29. Управление отдельными светодиодами ......350
Вечно одно и то же! ..........................................................354
Вопросы ............................................................................354
Задания .............................................................................354
Ответы на вопросы ..........................................................356
Решение заданий .............................................................356
Сбор данных и их обработка .....................................359
Коллекции ........................................................................359
Обработка секвенций ......................................................361
Проект 30. Планеты ..........................................................365
Проект 31. Вытяни карту .................................................372
Проект 32. Учим лексику .................................................377
Проект 33. Световой сигнал ............................................379
Проект 34. Светодиодные буквы .....................................383
Вопросы ............................................................................385
Задание. Гороскоп ............................................................385
Ответы на вопросы ..........................................................386
Решение задачи................................................................387
Работа с ЖК-индикатором .........................................388
Работа с ЖК-дисплеем .....................................................388
Как отобразить текст на ЖК-индикаторе? .....................393
Кусочек целого. Срез ........................................................395
Проект 35. Цифровые часы с ЖК-индикатором ............396
Проект 36. Таймер ............................................................397
Вопросы ............................................................................401
Задание. Блуждающие звёзды ........................................401
Ответы на вопросы ..........................................................402
Решение задачи................................................................402
12
13
9
Стр.10
Содержание
14
Проекты с использованием
ультразвукового датчика ............................................404
Какие бывают функции? .................................................404
Проект 37. Каков размер окна в доме? ...........................412
Проекты с использованием ультразвукового
датчика .............................................................................415
Проект 38. Измерение расстояния ..................................419
Проект 39. Ориентация в пространстве с помощью
ультразвука .......................................................................425
Вопросы ............................................................................432
Задания .............................................................................433
Ответы на вопросы ..........................................................434
Ответы на задания ...........................................................435
15
Измерение температуры и система
«Умный дом» ...................................................................438
Измерение температуры .................................................438
Проект 40. Делаем замеры температурных
изменений ........................................................................442
Проект 41. Сохранение данных в формате CSV .............445
Как управлять беспроводной розеткой? ........................450
Проект 42. Отправляем секретные команды ночью .....457
Другие проекты ................................................................460
Вопросы ............................................................................461
Задания .............................................................................461
Ответы на вопросы ..........................................................463
Решение задач ..................................................................464
16
10
Графический пользовательский интерфейс ..... 468
Как создать пользовательский интерфейс? ...................468
Проект 43. «Сегодня ты выглядишь великолепно!» .......469
Картинки в виджетах .......................................................474
Цвета .................................................................................475
Проект 44. «Смешивание цветов» ...................................476
Проект 45. Сигнальная азбука .........................................477
Стр.11
Содержание
Проект 46. Делаем гимнастику с ультразвуком .............482
Делаем выбор с помощью экранных
переключателей и чекбоксов ..........................................486
Проект 47. Выбери цвет ...................................................486
Проект 48. Меню-консультант ........................................489
Вопросы ............................................................................491
Задания. Таймер...............................................................491
Ответы на вопросы ..........................................................492
Решение задач ..................................................................492
Работа с камерой ...........................................................494
Модуль видеокамеры .......................................................494
Тестируем модуль камеры ...............................................496
Программное обеспечение камеры ................................497
Модуль PIL ........................................................................499
Проект 49. Распознаём движение ...................................500
Проект 50. Покадровая замедленная съёмка .................504
Проект 51. «Цветной ключ» .............................................506
Вопросы ............................................................................511
Задания .............................................................................511
Ответы на вопросы ..........................................................514
Решение задач ..................................................................514
Raspberry Pi в качестве веб-сервера –
всегда к вашим услугам ...............................................518
Как настроить Raspberry Pi в виде сервера? ...................518
Проект 52. Который час? Создаём динамические
веб-страницы ...................................................................525
Проект 53. Шпион в саду .................................................529
Лёгким движением руки мобильник
превращается… в модем .................................................533
Проект 54. Совершенно секретно! Создаём сайт
с защитой доступа ...........................................................534
Проект 55. Управление светодиодом через сайт ...........539
Проект 56. Управление домашними устройствами
через беспроводную сеть ................................................542
11
17
18
Стр.12
Содержание
Вопросы ............................................................................546
Задание. Измерение температуры через сеть ...............547
Ответы на вопросы ..........................................................547
Решение задачи................................................................548
Примечания для родителей
и преподавателей ..........................................................551
Что нам нужно для работы? ............................................552
Список покупок ................................................................553
Почта со всех концов света, или Как заказать
онлайн ..............................................................................556
Как работать с книгой? ....................................................557
Указатель ..........................................................................559
12
Стр.13