Raspberry Pi 4 開發與應使用案例項

Raspberry Pi 4 作為一款功能強大的單板電腦，已成為許多開發者和愛好者的首選平臺。其豐富的 GPIO 擴充性，加上開源軟體和 Python 等程式語言的支援，讓使用者能輕鬆實作各種應用，從簡單的 LED 控制到複雜的物聯網裝置都能駕馭。本文的更新涵蓋了最新 Raspberry Pi 模型和 Raspbian 系統的變化，並新增了聲音和家庭自動化等應用，提供更全面的學習資源。讀者可以根據自身需求選擇性閱讀，並參考書中提供的程式碼範例和圖表，快速上手 Raspberry Pi 開發。

Raspberry Pi 4 的強大功能和開源軟體

Raspberry Pi 4 配備 4 GB 的效能選項，使其成為一款強大的桌面電腦替代品。開源軟體的可用性，包括網際網路瀏覽、電子郵件、辦公套件和照片編輯，將進一步提高 Raspberry Pi 的受歡迎程度。即使是最新的 Raspberry Pi 4，也仍然保留了通用輸入/輸出（GPIO）引腳，允許愛好者新增自己的電子裝置。

更新和新功能

本文已經徹底更新，以涵蓋新的 Raspberry Pi 模型，以及其 Raspbian 作業系統的變化和改進。此外，本文還新增了有關聲音和家庭自動化的章節。這些新增內容使得本文更加全面和豐富，為讀者提供了更多的知識和實踐經驗。

使用本文

本文採用了料理書的風格，因此您可以線性地閱讀，也可以隨機存取各個配方。如果某個配方需要您具備其他知識，它將引導您到其他相關配方。這種結構使得本文易於使用和查詢所需的資訊。

程式碼和開源軟體

伴隨本文的程式碼（主要是 Python 程式）都是開源的，並且可在 GitHub 上找到。對於大多數軟體相關的配方，您只需要一臺 Raspberry Pi 即可。我建議使用 Raspberry Pi 3 或 4 Model B。當涉及到製作自己的硬體來與 Raspberry Pi 互動時，我嘗試使用現成的模組、無焊接麵包板和跳線，以避免焊接的需要。

內容解密：

import RPi.GPIO as GPIO

# 設定 GPIO 模式
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# 定義 GPIO 引腳
LED_PIN = 17

# 設定 LED 引腳為輸出
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)

# 開啟 LED
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)

上述程式碼示範瞭如何使用 Python 控制 Raspberry Pi 的 GPIO 引腳。這是 Raspberry Pi 的基本功能，允許使用者控制外部裝置。

圖表翻譯：

  graph LR
    A[Raspberry Pi] -->|GPIO|> B[外部裝置]
    B -->|訊號|> A

此圖表顯示了 Raspberry Pi 和外部裝置之間的溝通。GPIO 引腳允許 Raspberry Pi 與外部裝置進行互動。

程式碼與內容風格

在撰寫技術文章時，使用適當的格式和風格對於清晰表達複雜的技術概念至關重要。以下是幾點關於如何呈現程式碼和內容的指導方針：

程式碼格式

• 斜體：用於表示新術語、URL、電子郵件地址、檔案名稱和檔案副檔名。
• 固定寬度：用於程式清單，以及在段落中參照程式元素，如變數或函式名稱、資料函式庫、資料型別、環境變數、陳述式和關鍵字。
• 固定寬度粗體：顯示應由使用者直接輸入的命令或文字。
• 固定寬度斜體：顯示應由使用者提供值或由玄貓替換的文字。

提示和警告

• 提示：表示提示、建議或一般注意事項。
• 警告：表示警告或注意事項。

附加資源

• 附加資源（程式碼範例等）：可供下載，以補充書籍內容。

使用程式碼範例

• 本文提供的程式碼範例可供使用，但必須遵守相關授權條款。一般而言，如果您使用書中的程式碼範例在您的程式或檔案中，除非您要複製大量的程式碼，否則不需要取得許可。然而，出售或分發書中的程式碼範例則需要許可。

關於版權和使用

• 對於使用本文的程式碼範例，雖然不需要，但我們仍然感謝您能夠提供適當的參照，包括書籍標題、作者、出版社和ISBN。

線上學習平臺

• O’Reilly線上學習平臺提供了豐富的技術和商業培訓資源，包括直播課程、深入學習路徑、互動編碼環境以及大量的文字和影片內容。

聯絡方式

• 如有任何關於本文的意見或問題，請聯絡出版社：O’Reilly Media, Inc.。

內容解密：

以上內容強調了在技術文章中呈現程式碼和內容的重要性，並提供了相關的格式和風格。同時，也提到了使用程式碼範例的注意事項和相關的版權資訊。最後，介紹了O’Reilly線上學習平臺的資源和如何聯絡出版社。這些資訊對於技術作者和讀者都非常有用，幫助他們更好地理解和使用技術資源。

選擇適合的 Raspberry Pi 模型

當您購買了一塊 Raspberry Pi 時，您基本上就是買了一塊已經組裝好的印刷電路板，它甚至不包含電源供應器或作業系統。因此，設定和管理您的 Raspberry Pi 是非常重要的。

1.0 介紹

Raspberry Pi 的設定過程相對簡單，因為它使用標準的 USB 鍵盤和滑鼠。但是，仍有一些特定的任務需要您關注。這些任務包括選擇適合的 Raspberry Pi 模型、設定作業系統和組態硬體等。

1.1 選擇 Raspberry Pi 模型

問題：有許多種類別的 Raspberry Pi 模型，您不知道該選擇哪一個。

解決方案：選擇適合的 Raspberry Pi 模型取決於您計劃如何使用它。以下是幾種常見的使用情況和建議的模型：

內容解密：

在選擇 Raspberry Pi 模型時，您需要考慮幾個因素，包括效能、記憶體和連線性。例如，如果您需要高效能運算，Raspberry Pi 4 Model B (8GB) 可能是更好的選擇。如果您需要一個小巧、低功耗的裝置，Raspberry Pi Zero W 可能是更好的選擇。

圖表翻譯：

  graph LR
    A[使用情況] -->|基本學習和實驗|> B[Raspberry Pi 4 Model B]
    A -->|高效能運算|> C[Raspberry Pi 4 Model B (8GB)]
    A -->|物聯網和自動化|> D[Raspberry Pi 3 Model B+]
    A -->|嵌入式系統|> E[Raspberry Pi Zero W]

圖表翻譯：

此圖表展示了不同使用情況下的建議 Raspberry Pi 模型。透過分析您的需求，您可以選擇最適合的模型，以確保您的專案順利進行。

選擇合適的單板電腦

當談到選擇一款合適的單板電腦時，尤其是用於取代傳統桌面電腦或進行電子實驗，幾個因素需要被考慮。其中，記憶體大小和硬體效能是兩個重要的方面。

桌面電腦替代方案

如果您正在尋找一款能夠取代傳統桌面電腦的單板電腦，尤其是用於網頁瀏覽等日常任務，Raspberry Pi 4 Model B（配備4GB記憶體）是一個不錯的選擇。這款裝置的4GB記憶體足以應對大多數的網頁瀏覽需求，提供了流暢的使用體驗。

電子實驗

對於電子實驗和開發專案，硬體的效能和記憶體大小也是重要的考慮因素。然而，在這種情況下，過高的效能可能不是必需的。Raspberry Pi 2或3 Model B通常已經足夠用於大多數的電子實驗和專案開發。這些版本的單板電腦提供了合理的效能和價格比，能夠滿足大多數電子實驗的需求，而不需要過度投資於硬體效能。

硬體選擇

• 記憶體大小：如果您主要用於網頁瀏覽等應用，4GB的記憶體是必要的，以確保順暢的使用體驗。
• 硬體效能：對於電子實驗和開發，過高的硬體效能可能不是必需的。選擇一個效能與需求相匹配的單板電腦，可以避免不必要的成本。
• 型號選擇：Raspberry Pi 4 Model B（4GB）適合用於桌面電腦替代，而Raspberry Pi 2或3 Model B則更適合電子實驗和開發專案。

Raspberry Pi 持續蓬勃發展，其最新版本 Raspberry Pi 4 的效能提升和 4GB 記憶體選項，使其足以勝任輕量級桌面電腦應用，進一步擴充套件其應用場景。本文的更新涵蓋了新模型的特性、Raspbian 系統的改進以及新增的聲音和家庭自動化應用，展現了 Raspberry Pi 生態的活力與持續創新。雖然 Raspberry Pi 4 的效能提升顯著，但對於高階運算需求仍有限制，這也驅使社群持續探索效能最佳化方案。本文以淺顯易懂的「料理書」風格協調，並提供開源程式碼及線上資源，降低了學習門檻，有助於 Raspberry Pi 生態的持續擴張。玄貓認為，Raspberry Pi 在教育、創客和嵌入式系統領域仍將扮演重要角色，其易用性和豐富的社群資源將持續吸引更多使用者。