樹莓派教學文件

24 4 月

Raspberry Pi 1230 萬像素可換鏡頭相機 Pi HQ Camera

過去的 Raspberry Pi 鏡頭模組 v.2 只有 800 萬像素和定焦鏡頭，不是用來做監視就是玩人工智能，雖然亦有人用來作天文攝影或者縮時攝影，不過質素始終有限。日前官方公布推出一款高畫質可換鏡頭相機模組，採用 Sony 的 IMX477 1230 萬像素感光元件，配以 C 或 CS 接環，配搭相機鏡頭拍出高質素影像。

Raspberry Pi 官方表示，自 2016 年 4 月推出 RPi 相機模組 v2 以來，已售出超過 170 萬塊，不少 RPi 玩家都用它玩過不同攝影題材，例如高速攝影、天文攝影等。不過它的信噪比和低光攝影性能偏低，加上採用定焦鏡頭，當然不能滿足拍友的要求。

HQ 相機採用 Sony IMX477R 1,230 萬像素堆疊式背照式感光元件，尺寸為 7.9mm 。

HQ 相機一套包括相機模組、 連接 RPi 的 FPC 線、用來調校的螺絲批和防塵蓋。

可透過 C 接環接上不同種類鏡頭

而今次的「 Raspberry Pi High Quality Camera （ HQ 相機模組）」的感光元件尺寸為 7.9mm （ 1/3.2″ ），像素尺寸為 1.55μm × 1.55μm ，是 RPi 相機模組 v2 所用的感光元件 IMX219 的兩倍，而且是背照式感光元件，感光性能進一步提升。新模組可以拍攝解像度最高 4056×3040 的照片或 10fps 影片，或者 2028×1520 4:3 50fps 影片。售價為 $50 美元（約港幣 $388 ）。

HQ 相機模組各部分，包括防塵蓋、 C-CS 轉接環和後焦距調節環等。

RPi 相機模組 v2 拍攝的照片 與 HQ 相機模組拍攝的照片 比較

HQ 相機模組採用 C 接環，附送 C-CS 轉接環，並備有後焦距調節環和三腳架螺絲位，只要配上合適的轉接環，就可以接上不同的相機鏡頭，拍攝高質素的照片。而官方更推出了兩支入門手動鏡讓大家立即就有鏡用，分別是 6mm f1.2 3MP CS 接環廣角鏡頭和 16mm f1.4-1.6 10MP C 接環遠攝鏡。當然如果大家過去有玩 C Mount 手動鏡，也可以直接接上去。

接環底部還有安裝三腳架用的螺絲孔

 

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Raspberry Pi AI Camera
11 4 月

AI視覺 Raspberry Pi AI Camera的應用與教學

樹莓派 Raspberry Pi 一直是最受歡迎的開發平台，原廠推出的AI 相機攝影模組之一，讓影像與人工智慧應用變得更平易近人。這篇文章將帶您進一步了解它的功能、應用場景，並附上實際安裝教學和範例程式碼，讓您在第五個內就能跑出您的第一個 AI 專案。

Raspberry Pi AI Camera是什麼

Raspberry Pi AI Camera是一款支援高分辨率的攝影模組，可搭配 Raspberry Pi 4 或 5 使用，並可與 AI 工具（如 OpenCV、TensorFlow Lite）整合，實現即時影像、物件追蹤、視覺偵察等功能。

此款模組適用

  • AI教育專案
  • 智慧家庭監控
  • 自動化海關海關係統
  • 自製門禁海關係統
  • 客流分析、零售應用

硬件準備

  1. Raspberry Pi 4 或 5（建議搭配攝影風扇或散熱片）
  2. AI 相機模組（購買連結）
  3. microSD 記憶卡（建議 32GB 以上）
  4. 螢幕、滑鼠、鍵盤（或使用遙控器 SSH 控制）

安裝與設定教學

  1. 安裝Raspberry Pi OS（Lite 或 Desktop）
    可以從官方網站下載Raspberry Pi Imager安裝作業系統。建議使用Raspberry Pi OS 64位元。
  2. 啟動攝影機功能<開機後打開終端機導入：sudo raspi-config選擇：3 介面選項 → P1 相機 → 啟用重新啟動生效： sudo restart
  3. 3.安裝相機模組套件確認功能可用： libcamera-hello 若看到攝影機畫面，代表設定完成！使用Python實例作簡單的初始化
  4. 4. 安裝OpenCV：sudo apt安裝python3-opencv-y
  5. 5. 執行範例程序碼（填寫表單）導入 cv2

#啟動攝影機

cap = cv2.視訊擷取（0）

# 載入完成模型
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(cv2.data.haarcascades + ‘haarcascade_frontalface_default.xml’)

當 True 時：
ret，frame = cap.read()
gray = cv2.cvtColor(frame，cv2.COLOR_BGR2GRAY)

面 = face_cascade.detectMultiScale（灰色，scaleFactor=1.1，minNeighbors=5）

對於面中的 (x, y, w, h)：
cv2.rectangle(frame, (x,y), (x+w, y+h), (255,0,0), 2)

cv2.imshow(‘人臉偵測’, 框架)

如果 cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord(‘q’):
break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

更多應用

  • 智慧門禁：熟人開門，陌生人射擊記錄
  • 寵物探測：當寵物靠近時自動啟動餵食器
  • 垃圾分類：捕獲物種類，自動介入口
  • AI教學：結合TensorFlow Lite模型，讓學生了解AI基礎

這顆Raspberry Pi AI相機是每個AIoT初學者、開發者或老師的好幫手。將Raspberry Pi與Python搭配，不需要花大錢購買NVIDIA Jetson或高階攝影模組，也能做出功能完整的智慧視覺應用。

延伸閲讀

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Raspberry Pi 5 Model B 開發板
06 3 月

Arduino 與 Raspberry pi 的區別 該怎麼選擇？

Arduino 開發板和 Raspberry Pi 開發板是兩種非常受歡迎的開發平台，廣泛應用於電子和嵌入式系統領域。雖然它們有許多共同之處，如開放源碼和廣泛的社群支持，但它們之間在功能、用途和硬體結構上有著顯著的區別。

1. 硬體架構

Arduino：

  • Arduino 是基於微控制器（如 ATmega328）的開發板。微控制器是一個單一的處理單元，具備處理基本運算和控制輸入輸出的能力。
  • 它的處理能力相對較弱，適用於簡單的任務，如控制LED燈、感測器數據收集、電機驅動等。
  • 記憶體較小，通常只有幾KB的 RAM 和 Flash 存儲空間。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 是一個基於 ARM 處理器的單板電腦，具有更強的處理能力。
  • 它具備完整的作業系統支援（通常是 Raspbian 系統），並且能夠運行複雜的應用程式和網頁服務。
  • 記憶體一般為 1GB 或更多，存儲空間為 microSD 卡，這使得它能夠支持較為複雜的處理和多任務處理。

2. 運行環境與操作系統

Arduino：

  • Arduino 不運行完整的作業系統。開發者通常寫 C/C++ 程式碼，並將其直接燒錄到微控制器上。
  • 適合單一任務或簡單控制系統，不會處理複雜的多任務和多線程操作。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 運行完整的 Linux 作業系統（如 Raspbian），支持多線程和多任務運行。
  • 可以像普通電腦一樣運行應用程式、瀏覽網頁、播放多媒體、連接網絡等，並且能夠進行更高級的開發。

3. 輸入輸出接口

Arduino：

  • Arduino 擁有多個數字和類比輸入/輸出接口，適合處理感測器、馬達等低級別硬體交互。
  • 它的輸出端口適合簡單的硬體控制，如點亮LED、控制小型馬達等。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 提供較多的通訊接口（如 USB、HDMI、網路端口、GPIO 等），並且可以連接更多外部設備。
  • Raspberry Pi 的 GPIO 接口也支持數位和類比輸入輸出，但需要額外的模組來支持類比信號。

4. 用途

Arduino：

  • 由於其簡單的硬體架構和開發環境，Arduino 更適合用於小型、低功耗的嵌入式應用，尤其是在機器人、感測器數據收集和控制等領域。
  • 適合初學者進行簡單的硬體編程。

Raspberry Pi：

  • 由於其強大的處理能力和作業系統支持，Raspberry Pi 更適合用於需要大量計算或處理複雜任務的應用，如物聯網、媒體中心、個人伺服器或教育用途。
  • 也適合進行較為複雜的軟體開發、網頁伺服器搭建、桌面應用開發等。

5. 學習曲線

  • Arduino：
    由於硬體架構較為簡單，Arduino 的學習曲線相對較淺，適合入門者和初學者。開發過程中可以專注於基礎的電子學和編程知識。
  • Raspberry Pi：
    Raspberry Pi 提供更多功能和選項，學習曲線相對較陡。開發者需要學習如何使用 Linux 作業系統、編寫較為複雜的程式，以及如何處理硬體和軟體的交互。

6. 能效與成本

Arduino：

  • Arduino 消耗的電力非常低，適合長時間運行的嵌入式應用。
  • 價格相對較便宜，是一些簡單專案和 DIY 愛好者的首選。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 雖然比 Arduino 消耗更多的電力，但仍相對節能，並且提供更多功能。
  • 相比之下，Raspberry Pi 的價格較高，但對於那些需要高性能計算和更多外部接口的應用來說，性價比仍然很高。

總而言之，Arduino 適合於簡單的硬體控制和嵌入式應用，特別是在對低功耗、低成本的需求下；而 Raspberry Pi 則適合需要高處理能力和完整作業系統支援的應用，特別是在需要進行較為複雜的軟體開發和多任務處理的場合。選擇哪一個開發板，取決於您的專案需求和對開發環境的熟悉程度。

延伸閱讀

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05 3 月

Raspberry Pi 5 與 Raspberry Pi 4 有何不同？完整比較分析

Raspberry Pi 系列單板計算機自推出以來，就受到全球開發者和愛好者的追捧。這款低成本、高性能的計算機系統已被用於無數項目，其應用範圍之廣令人驚嘆。如今，在 Raspberry Pi 4 發布四年後，最新版本 Raspberry Pi 5 終於面世。與上一代相比，Raspberry Pi 5 在性能、功能和價格方面都有了不少變化和改進。本文將為您詳細分析 Raspberry Pi 5 和 Raspberry Pi 4 之間的主要區別和重大改進。

升級了什麽？

Raspberry Pi 5 是 樹莓派Raspberry Pi 系列單板計算機的最新成員，建立在 Raspberry Pi 4 的巨大成功之上。它的 CPU 性能是上一代的 2-3 倍，GPU 性能顯著提高，攝像頭、顯示器和 USB 接口也得到了改進。這些接口改進得益於 Raspberry Pi 自己的 RP1 I/O 控制器芯片。這是 Raspberry Pi 首次在其旗艦產品中使用 Raspberry Pi 晶片！

Raspberry Pi 還增加了兩個新功能來幫助跟蹤產品的銷售（和潛在退貨）：每個電路板的 PCB 頂部都有一個標記，用於識別特定電路板配備的內存密度。所有電路板在電路板和盒子上都有一個唯一的序列號，以便於跟蹤。

CPU 差異-Raspberry Pi 5型號搭載了最新的博通BCM2712晶片，與上一代Raspberry Pi 2711的BCM4相比，性能有了大幅提升。Pi5的處理器升級為四核Cortex-A76，主頻2.4GHz，比Pi72的四核Cortex-A4（主頻1.8GHz）速度有明顯提升。

GPU 差異Raspberry Pi 5 的圖形處理單元 (GPU) 也比上一代有顯著提升，Pi 5 的 VideoCore VII GPU 頻率為 1.1 GHz，而上一代 Raspberry Pi 4 的 VideoCore VI GPU 頻率僅為 800 MHz。

顯示支持差異-Raspberry Pi 5 在顯示支持方面表現優異，擁有雙 HDMI2.0 輸出，可實現 4Hz 60k 顯示。相比之下，Pi4 雖然擁有雙 HDMI2.0，但只有一個支持 4Hz 60k 顯示，另一個則限制在 30Hz。Raspberry Pi 5 擁有先進的設備能力，支持 H.265，與 H.264 相比，在壓縮效率和視頻質量方面具有顯著優勢。此外，Raspberry Pi 5 配備 4 通道 MIPI 接口，更適合高清視頻、高分辨率等對數據速率要求較高的應用場景。

更多差異-Raspberry Pi 5 引入了用於高性能外設的單通道 PCIe 端口，這是其前身 Raspberry Pi 4 所不具備的功能。此外，Raspberry Pi 5 還配備了一個新的板載電源按鈕，用戶只需輕按一下即可輕松完成簡單任務，從而消除了過去完成此類任務所需的冗余步驟。為了方便參考，我們提供了規格的並排比較，突出顯示了主要差異。下表詳細說明了差異。

價格和內存比較-也許令人驚訝的是，如果我們比較具有相同 RAM 的版本，Pi 5 並不比 Pi 4 貴很多。與 Pi 4 的 8GB 或 4GB 配置相比，Pi 4 的 8GB 或 5GB 配置僅貴 5 美元。

你可以用 Raspberry Pi 5 做什麽？

樹莓派 5 的硬件升級，讓它成為了對 CPU 或 GPU 要求較高的項目的理想選擇。最明顯的應用場景就是桌面 PC，這也是樹莓派 5 展現優勢的領域。在日常桌面使用方面，樹莓派 5 的性能與性能更強大的台式電腦或筆記本電腦相差無幾。此外，通過第三方 HAT 接口連接 NVMe SSD 運行操作系統，讓樹莓派 5 成為家庭桌面應用的首選。

Pi 5 對於 I/O 密集型項目也具有優勢。例如，NAS 或備份存儲解決方案將受益於 Pi 5 改進的 I/O 速度。對於涉及高分辨率攝像頭的項目，Raspberry Pi 5 也是一個更好的選擇，因為它的 MIPI 連接比 Raspberry Pi 4 提供更高的帶寬。
Raspberry Pi 5 與 Raspberry Pi 4：哪個更好？

Raspberry Pi 5 現已上市，其功能比 Raspberry Pi 4 強大得多。此外，Raspberry Pi 4 的 8GB 和 5GB 版本僅比 Raspberry Pi 4 的相應版本貴一點，因此如果您需要購買 4GB 或 8GB 的 Raspberry Pi，除非您嘗試運行僅限於 Raspberry Pi 5 的特定應用程序或項目，否則 Raspberry Pi 4 無疑是更好的選擇。

對於一些低強度的項目來說，2GB或4GB的Raspberry Pi 4會是更好的選擇。

延伸閱讀

常見問題 Q&A

Q：Raspberry Pi 5 能用 Pi 4 的配件嗎？
A：部分配件可共用（如 GPIO 模組），但散熱片、電源供應、外殼可能不相容。
Q：Pi 5 適合初學者使用嗎？
A：若你想學習 Python、Linux 或 IoT 開發，Pi 5 是非常適合的新一代入門工具。
Q：PCIe 是什麼？為何重要？
A：PCIe 是一種高速擴充介面，可讓你連接 SSD、加速卡或更高速設備，讓 Pi 能勝任更專業任務。

Pi 5 在 CPU、GPU、顯示、儲存、I/O 擴展上全面升級，是 Raspberry Pi 歷來最強版本。依照您的專案需求，選擇最適合的版本吧！

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Raspberry pi 5
24 2 月

Raspberry Pi 5 樹莓派5：重新定義創新與智慧應用的未來

raspberry pi 5 樹莓派第5代

隨著科技不斷進步，單板電腦已經不再僅僅是開發者與愛好者的工具，而是成為了全球智慧應用的一個重要基石。樹莓派（Raspberry Pi）作為全球最受歡迎的單板電腦品牌之一，已經進入了其全新的世代——Raspberry Pi 5 開發板。這款全新升級的產品以其卓越的性能、創新的設計和無限的應用潛力，將引領更多領域的數位化轉型。

卓越性能，無限可能

Raspberry Pi 5 比以往任何版本都來得更強大，它搭載了更高效能的四核心 ARM Cortex-A76 64位處理器，提供了令人印象深刻的運行速度與處理能力。這款處理器的強大性能，讓樹莓派5在多任務處理、高效能運算以及多媒體應用方面表現得淋漓盡致，無論是用於教育、開發、嵌入式系統，還是智能家居，都能輕鬆應對。

此外，樹莓派5擁有更強大的4GB或8GB LPDDR4X RAM，讓大規模數據處理、運行多個應用程序和高解析度視頻播放變得更加流暢。無論是在智慧製造、人工智慧還是物聯網（IoT）應用中，樹莓派5都能夠提供穩定和高效的運行環境。

連接性升級，創造更多智慧場景

樹莓派5大幅提升了其連接性，配備了更高速的USB 3.0端口、2個Micro HDMI接口（支援雙顯示器），以及Gigabit Ethernet。這些升級使其不僅能輕鬆連接更多設備，還能支持高解析度顯示器，實現更佳的視覺效果，尤其適合用於需要多屏顯示的數位標牌或監控系統。

樹莓派5還擁有強大的無線連接功能，配備了Wi-Fi 6與藍牙5.0技術，為用戶提供更加穩定和快速的無線網絡體驗。在智慧家居、智慧農業、智能零售等領域，樹莓派5的無線連接能力將能提供無縫、即時的數據傳輸，實現真正的智能化控制。

靈活應用，助力各行各業

樹莓派5 的強大功能和靈活性使其成為眾多創新應用的理想選擇。無論您是教育領域的老師、開發者，還是需要嵌入式控制系統的企業，樹莓派5都能提供便捷的解決方案。

教育領域：樹莓派5擁有強大的開發功能和多樣的教學資源，非常適合用於學校、編程課程與 STEM 教育，讓學生們可以輕鬆了解計算機科學、程式設計、機器人學等。

智慧家居：樹莓派5可以輕鬆接入各種智能設備，打造個性化的智慧家居環境。例如，您可以使用它來控制燈光、空調、安防系統等，並通過語音助手來進行互動。

物聯網應用：Raspberry Pi 5 可以作為物聯網的核心控制中心，實現數據采集、監控和自動化控制。它支援各種傳感器和執行器，廣泛應用於環境監控、智能農業。

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