Proste projekty na Raspberry Pi i Arduino – pomysły dla początkujących

Świat elektroniki i programowania jest dziś wyjątkowo dostępny dzięki platformom takim jak Arduino i Raspberry Pi, które pozwalają tworzyć efektowne projekty przy minimalnych kosztach i bez zaawansowanego zaplecza technicznego.

W tym przewodniku znajdziesz praktyczne, proste projekty dla początkujących – od migającej diody LED po mini systemy inteligentnego domu – wraz z wymaganymi komponentami, kodem i podpowiedziami programistycznymi.

Zrozumienie platform – Arduino kontra Raspberry Pi

Arduino to mikrokontroler do precyzyjnego sterowania sprzętem, a Raspberry Pi to minikomputer z systemem Linux do zadań wymagających większej mocy obliczeniowej i pracy sieciowej. Poniżej znajdziesz kluczowe różnice między popularnymi modelami:

Platforma	Typ	Procesor	RAM	GPIO / logika	System	Orientacyjna cena
Arduino Uno	Mikrokontroler	ATmega328P (16 MHz)	2 KB SRAM	5 V, ~20 linii I/O	Brak (program wgrywany)	~99 PLN
Raspberry Pi 4	Minikomputer	ARM Cortex‑A72	2–8 GB	3,3 V, 40 pinów	Raspberry Pi OS	~200–400+ PLN
Raspberry Pi Zero 2 W	Minikomputer	ARM Cortex‑A53	512 MB	3,3 V, 40 pinów	Raspberry Pi OS	~100–200 PLN

Arduino – mikrokontroler do zaawansowanego sterowania

Arduino to elastyczna platforma oparta na mikrokontrolerach, zaprojektowana z myślą o prostocie i szybkim startcie. Popularność zawdzięcza niskiej cenie, prostemu środowisku i bogactwu bibliotek.

Arduino Uno wykorzystuje mikrokontroler ATmega328 i oferuje 14 wejść/wyjść cyfrowych, 6 wejść analogowych oraz 32 KB pamięci flash. Kod tworzysz w Arduino IDE, a mikrokontroler wykonuje go w pętli.

Arduino Uno, kosztujące około 99 zł, to świetny pierwszy wybór dla początkujących.

Poniżej znajdziesz krótką listę sytuacji, w których Arduino jest szczególnie dobrym wyborem:

• precyzyjna kontrola sprzętu – sterowanie czujnikami, przekaźnikami, serwami i silnikami w czasie rzeczywistym;
• ultraniska złożoność – wgrywasz kod i działa bez systemu operacyjnego, co ułatwia debugowanie i zwiększa niezawodność;
• niski pobór mocy – idealne do urządzeń bateryjnych i projektów terenowych;
• łatwy start – prosty język (uproszczone C/C++) i ogrom przykładów dla modułów i bibliotek.

Arduino sprawdza się tam, gdzie wymagana jest precyzyjna kontrola czujników i urządzeń peryferyjnych. Programujesz w uproszczonym C++, a opcjonalnie w Pythonie przy użyciu bibliotek takich jak Firmata.

Raspberry Pi – pełnoprawny minikomputer z możliwościami serwera

Raspberry Pi to komputer jednopłytkowy z Raspberry Pi OS (Linux), procesorem ARM, pamięcią RAM i kartą microSD jako dyskiem. Może działać jako serwer WWW, centrum multimedialne, węzeł IoT czy komputer edukacyjny.

Posiada piny GPIO (logika 3,3 V) i obsługuje I2C, SPI oraz UART. Pojedynczy pin nie powinien przekraczać ok. 16 mA, a wyższe moce wymagają zewnętrznego zasilania. Koszt Raspberry Pi zaczyna się zwykle od ~100 PLN zależnie od modelu.

Kiedy lepiej wybrać Raspberry Pi:

• pełny system operacyjny – potrzebujesz przeglądarki, sieci, wielozadaniowości i dockerów;
• moc obliczeniowa – przetwarzanie obrazu, multimedia, analizy danych i usługi serwerowe;
• bogata łączność – Wi‑Fi, Bluetooth, Ethernet i peryferia USB;
• języki wysokiego poziomu – Python, Node.js, itp., z tysiącami bibliotek.

Esencjalne komponenty elektroniczne dla początkujących

Podstawowe elementy obwodu

Do startu wystarczy kilka tanich elementów. Poniżej znajdziesz przykładowy zestaw startowy:

• diody LED i rezystory ograniczające prąd (typowo 220 Ω),
• kondensatory i tranzystory (np. NPN do wzmacniania sygnałów),
• płytka stykowa (breadboard) i przewody połączeniowe,
• czujniki (np. DHT11, PIR, HC‑SR04),
• konwerter I2C do wyświetlaczy LCD (np. PCF8574),
• zasilacz 5 V dla Raspberry Pi i 5–9 V dla Arduino.

Płytka stykowa umożliwia szybkie prototypowanie bez lutowania, a odpowiednie rezystory chronią diody i mikrokontrolery przed uszkodzeniem.

Czujniki – rozpoznawanie otaczającego świata

Czujniki pozwalają urządzeniom „widzieć” środowisko i reagować na nie. Oto popularne sensory dla początkujących:

• DHT11 – prosty czujnik temperatury i wilgotności; tani, wystarczający do nauki;
• PIR (Passive Infrared) – wykrywa ruch ludzi na podstawie promieniowania podczerwonego;
• HC‑SR04 – czujnik ultradźwiękowy do pomiaru odległości, idealny do robotów;
• czujnik wilgotności gleby – sterowanie podlewaniem, dostępny w wersji rezystancyjnej i pojemnościowej.

Większość modułów czujników ma proste interfejsy i gotowe biblioteki, co znacząco przyspiesza integrację z Arduino i Raspberry Pi.

Wyświetlacze – wizualizacja danych

Wyświetlacze LCD 16×2 lub 20×4 są tanie i popularne. Z konwerterem I2C liczba wymaganych linii maleje do dwóch: SDA i SCL. Do obsługi użyj biblioteki LiquidCrystal_I2C.

Wyświetlacze OLED oferują świetny kontrast i małe wymiary. W Arduino korzystasz z prostych funkcji, takich jak setCursor() czy print().

Arduino dla początkujących – fundamentalne projekty

Projekt pierwszy – migająca dioda LED

To klasyk, który uczy pinów cyfrowych, funkcji setup() i loop() oraz pracy z rezystorem. Poniżej minimalny szkic do uruchomienia efektu migania:

const int ledPin = 13;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(500);
}

Rezystor 220 Ω chroni diodę i mikrokontroler przed nadmiernym prądem.

Projekt drugi – stacja pogodowa z czujnikami

Stacja pogodowa z DHT11 i wyświetlaczem LCD pozwala poznać podstawy akwizycji danych. Poniżej przykładowy odczyt do portu szeregowego:

#include <DHT11.h>
DHT11 DHT11;
#define DHT11PIN 2
void setup() {
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
int chk = DHT11.read(DHT11PIN);
if (chk == DHTLIB_OK) {
Serial.print("Wilgotnosc: ");
Serial.print((float)DHT11.humidity, 2);
Serial.print(" %\t");
Serial.print("Temperatura: ");
Serial.print((float)DHT11.temperature, 2);
Serial.println(" C");
}
delay(1000);
}

Projekt łatwo rozszerzyć o wyświetlacz LCD I2C lub zapis danych do EEPROM.

Projekt trzeci – automatyczny system podlewania roślin

Wykorzystaj czujnik wilgotności gleby, przekaźnik i pompę. Gdy wilgotność spadnie poniżej progu, Arduino załącza pompę na określony czas. Dodaj czujnik poziomu wody i harmonogram, aby zwiększyć niezawodność.

Projekt czwarty – alarm przeciwkradzieżowy z czujnikiem ruchu

Połączenie PIR i buzzera piezo tworzy prosty alarm: wykrycie ruchu powoduje generowanie sygnału dźwiękowego. Rozszerz projekt o moduł Wi‑Fi/Bluetooth i powiadomienia na telefon.

Projekt piąty – lampa LED sterowana Arduino

Ucz się PWM, sterując jasnością diody lub pasków LED. Poniżej minimalny przykład płynnego ściemniania:

const int ledPin = 9;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
for (int i = 0; i <= 255; i++) {
analogWrite(ledPin, i);
delay(10);
}
for (int i = 255; i >= 0; i--) {
analogWrite(ledPin, i);
delay(10);
}
}

Funkcja analogWrite() przyjmuje wartości 0–255, gdzie 255 oznacza maksymalną jasność.

Zaawansowane projekty Arduino

Cyfrowy termometr z wyświetlaczem LCD

Integracja czujnika DS18B20 (interfejs 1‑Wire) z LCD to świetny krok w górę. Zastosuj biblioteki OneWire, DallasTemperature i LiquidCrystal_I2C:

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#define ONE_WIRE_BUS 10
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup() {
sensors.begin();
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.print("Temp:");
}

void loop() {
sensors.requestTemperatures();
float t = sensors.getTempCByIndex(0);
lcd.setCursor(6, 0);
lcd.print(t);
lcd.print((char)223);
lcd.print("C");
delay(1000);
}

Raspberry Pi dla początkujących – praktyczne zastosowania

Retro konsola do gier z RetroPie

Zmienisz Raspberry Pi w retro konsolę dzięki RetroPie. Raspberry Pi 4 radzi sobie z epoką 8‑bitową aż po PlayStation 1. Wgraj obraz na microSD (np. Etcher), uruchom i korzystaj z interfejsu EmulationStation.

Centrum multimedialne z Kodi

Po instalacji LibreELEC lub OSMC otrzymujesz kompletne centrum multimedialne z Kodi. Dodajesz biblioteki filmów i muzyki, konfigurujesz źródła sieciowe oraz sterowanie pilotem, przeglądarką lub aplikacją mobilną.

Inteligentny dom z Domoticz

Domoticz to rozbudowana platforma automatyzacji działająca na Raspberry Pi. Instalacja jest prosta – użyj polecenia:

curl -sSL install.domoticz.com | sudo bash

Integracja z MQTT i Apple HomeKit umożliwia zdalne sterowanie, tworzenie scen oraz monitorowanie zdarzeń.

Bezprzewodowa stacja meteorologiczna

Raspberry Pi (szczególnie Zero 2 W) z czujnikami pogodowymi i zasilaniem z powerbanku pozwala zbudować w pełni bezprzewodową stację. Dane zapisuj lokalnie, wysyłaj do chmury lub prezentuj w interfejsie WWW.

Roboty mobilne i autonomiczne

Dodaj mostki H, czujniki odległości i linii, aby stworzyć robota omijającego przeszkody lub podążającego za linią. To doskonały poligon do nauki algorytmów i integracji sprzętu.

Micro:bit – alternatywna platforma dla edukacji

Wprowadzenie do Micro:bit

BBC Micro:bit ma matrycę LED 5×5, przyciski, czujniki światła, kompas, akcelerometr, mikrofon, głośnik i Bluetooth 5.0. Wersja Micro:bit 2 rozszerza możliwości audio.

Programowanie Micro:bit

Programuj w Microsoft MakeCode (bloki/JavaScript/Python). Poniższa „kostka” wyświetla liczbę 1–6 po wstrząśnięciu:

def on_gesture_shake():
basic.show_number(randint(1, 6))

input.on_gesture(Gesture.SHAKE, on_gesture_shake)

Fundamenty programowania – od teorii do praktyki

Struktura programu Arduino

Każdy szkic ma dwie kluczowe funkcje: setup() (inicjalizacja, uruchamiana raz) i loop() (logika główna, działa w pętli). Poprawne zrozumienie przepływu programu ułatwia debugowanie i rozwój projektu.

Typowe typy danych: int, float, boolean, char. Pamiętaj o zasięgu zmiennych (globalne vs lokalne).

Funkcje wejścia/wyjścia

digitalWrite() i digitalRead() obsługują piny cyfrowe, a analogWrite() i analogRead() – piny analogowe/PWM. PWM symuluje poziomy analogowe przez zmianę wypełnienia impulsu.

Instrukcje sterowania przepływem

Wykorzystuj if‑else, switch‑case oraz pętle for i while, aby budować logikę decyzyjną i sekwencje działań. Opanowanie tych konstrukcji pozwala tworzyć złożone, niezawodne sterowniki.

Biblioteki Arduino

Standardowe biblioteki (Serial, Wire, SPI) są wbudowane, a dodatkowe instaluje się przez „Manage Libraries”. DHT11, LiquidCrystal_I2C, Servo i NewPing przyspieszają pracę z popularnymi modułami.

Programowanie Raspberry Pi – Python jako język wyboru

Wprowadzenie do Pythona na Raspberry Pi

Python jest domyślnym wyborem dzięki czytelności i bogatemu ekosystemowi. Bibliotekę RPi.GPIO zainstalujesz poleceniem:

pip install RPi.GPIO

Podstawy obsługi GPIO w Pythonie

Poniższy przykład miga diodą na pinie GPIO17:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
LED_PIN = 17
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)

try:
while True:
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
time.sleep(1)
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
pass
finally:
GPIO.cleanup()

Zaawansowana kontrola GPIO – wejścia i odczyty

Przykład obsługi przycisku z rezystorem podciągającym i sterowaniem LED:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
LED_PIN = 17
BUTTON_PIN = 27

GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)
GPIO.setup(BUTTON_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)

try:
while True:
if GPIO.input(BUTTON_PIN) == GPIO.HIGH:
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
else:
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
pass
finally:
GPIO.cleanup()

Zabudowa i połączenia – praktyczne wskazówki

Prawidłowe lutowanie i mechanika

Do trwałych połączeń używaj temperatury grota ok. 350–400°C i cyny z topnikiem w minimalnej ilości. Unikaj przegrzewania elementów i wspieraj przewody mechanicznie, aby uniknąć pęknięć.

Dla startu prototypuj na płytce stykowej, aby szybko testować rozwiązania bez lutowania.

Zasilanie i bezpieczeństwo

Przestrzegaj podstaw, by nie uszkodzić sprzętu:

• zasilaj Raspberry Pi stabilnym źródłem 5 V o wydajności co najmniej 2 A (dla Pi 4),
• nie włączaj zasilania podczas modyfikacji obwodów – najpierw odłącz, podłącz elementy, dopiero potem zasil,
• chroń układy diodami i bezpiecznikami, a elementy indukcyjne (przekaźniki/silniki) diodą wsteczną,
• pamiętaj, że GPIO Raspberry Pi pracują na 3,3 V – nie podawaj 5 V bez konwertera poziomów.

Poprawne zasilanie i ochrona przed błędną polaryzacją to najprostszy sposób na długowieczność projektu.

Zaawansowane koncepcje – kolejny krok

Sterowanie silnikami

Serwomechanizm SG90 to tani sposób na dokładne pozycjonowanie. Biblioteka Servo upraszcza sterowanie:

#include <Servo.h>
Servo servo;
int angle = 10;
void setup() {
servo.attach(8);
servo.write(angle);
}
void loop() {
for (angle = 10; angle < 180; angle++) {
servo.write(angle);
delay(15);
}
for (angle = 180; angle > 10; angle--) {
servo.write(angle);
delay(15);
}
}

Dla silników DC użyj mostka L298N do zmiany kierunku i PWM dla regulacji prędkości.

Komunikacja bezprzewodowa

ESP8266 i ESP32 dodają Wi‑Fi do Arduino, a Bluetooth ułatwia łączność z telefonem. Integracja z chmurą i usługami IoT umożliwia zdalne monitorowanie i sterowanie z dowolnego miejsca.

Zasoby edukacyjne i wsparcie społeczności

Kursy online i materiały edukacyjne

Warto korzystać z kursów (np. Strefakursów.pl), kanałów YouTube i dokumentacji. Oficjalne materiały Arduino i Raspberry Pi Foundation są rzetelne i aktualne.

Społeczności i fora

Forum Arduino, Stack Overflow i polskie społeczności (np. elektroda.pl) to skarbnica wiedzy i inspiracji. Dzielenie się projektami przyspiesza naukę i pomaga rozwiązywać problemy.

Podejście i wytyczne projektowe

Projektuj iteracyjnie: zaczynaj prosto, testuj, wyciągaj wnioski i stopniowo zwiększaj złożoność. Każda nieudana próba to cenna informacja, która przybliża Cię do działającego rozwiązania.