更新：RaspberryPiを使用してメモリを備えたUSBタブレットスキャナーネットワークを作成する方法。ビデオ講義とテキスト

今日はラズベリーパイに関する出版物が殺到しているので、5セントを挿入します。最近、Youtubeに講義を投稿し、Raspberry Piのネットワークドライブと、SANE、Samba、WiringPiを使用して、小さな電気技師とbashを所有するUSB​​スキャナーでスキャンするデバイスを作成する方法を示しました。示されているものはすべて、多少適応した形ではありますが、実際の生活で使用されています。興味のある方は…よく見て、コメントやカルマで批判してください。:)



講義はほぼ2時間だったので、Youtubeで直接見る方がおそらく良いでしょう。ビデオの説明に目次があります。ビデオの後には、短縮形のテキストトランスクリプトが続きます（Habr専用）。



幸せな視聴または読書。:)

問題の説明と解決策の概念

初期データから始めましょう。コンピューターのUSBポートに接続し、コンピューターにスキャンできる通常のスキャナー（私の場合はCanon CanoScan LiDE 120）があります。しかし、ここでは、たとえば、2台目のコンピューターが表示され、一般的にスキャンが必要になるため、毎回コンピューター間でスキャナーを切り替えるのは不便です。何をすべきか？はい、現在ネットワークMFPがありますが、何らかの理由でこれは私たちの選択肢ではありません。



この問題を解決するには、基本的に、スキャナー用に別の場所を用意し、ネットワークドライブを整理し、ホームネットワーク上のすべてのコンピューターをそれに接続し、スキャナーにこの同じネットワークドライブにスキャンするように教える必要があります。スキャン中のユーザーはスキャナーの近くにいて、ボタンを押してスキャンしたシートを変更します。彼はスキャンするコマンドを与えるために毎回コンピュータに走る必要はありません。そして、必要なものがすべてスキャンされると、彼は自分のコンピューターに移動し、スキャンしたファイルをネットワークドライブから自分自身にコピーまたは転送して、引き続き作業を続けます。



そこで、スキャナーを配置する場所を選択し、ローカルネットワークのルーターからケーブルをケーブルに接続し（WiFiも可能ですが、これはオプションとして残しておきます）、220V電源用のコンセントを配置します-そして次に何をしますか？



理論的には、スキャナーはコンピューターに接続する必要があります。しかし、これらの目的のために別のコンピューターを購入してインストールすることは費用がかかり、正当化されません。まあ、彼はキーボードとモニター付きのマウスが必要になります、彼らはまたスペースが必要です。同時に、特別なことは何もありません。主に1つのフォーマット（A4）をスキャンします。それでは、もっとポータブルなものに目を向けましょう。



私たちのプロジェクトでは、シングルボードコンピューターのRaspberry Pi 2モデルBを使用します。これは新しくはなく、それほど強力ではありませんが、その電力はタスクに十分であり、実際にはエネルギーを消費しません。GPIOが役立ちます。



既存のスキャナーに基づいてすぐにすべてを繰り返したい場合は、最初にSANEプロジェクトのWebサイトにアクセスすることをお勧めします。、サポートされているデバイスのリストに移動し、特定のスキャナーモデルがプロジェクトで適切にサポートされていることを確認します。そうでなければ、努力と、おそらくお金がパイプに飛び込む可能性があります。さらに、Debian 10（より正確には、Raspberry Pi Foundationがオペレーティングシステムを作成したバージョンをチェックするときの現在のバージョン）でマシン（仮想または実）を編成し、箱から出して正気になり、scanimageユーティリティを使用して作業をチェックすることは価値があります。すべてが正常であれば、おそらくラズベリーで機能します。

必要な補助

ラズベリーとスキャナーの電源については、デモプロジェクトでは通常の2アンペアのMicroUSB充電器を使用しています。しかし、ラズベリーが24時間動作することになっている場合は、それらを使用することはお勧めしません。これは彼らの仕事ではなく、24時間年中無休のモードでこのような小さな電流を長時間与えなくても特定の充電が失敗しないという事実ではありません。お金を節約せず、独自の電源ユニットを使用するか、そのような作業に適した別のユニットを採用することをお勧めします。

また、スキャナーを長さの長いUSBケーブルなどで接続することはお勧めしません。これは、6か月以上の運用経験によるものです。最も不適当な瞬間に驚きが起こる可能性があります。



「ディスク」メモリに関しては、ご存知のように、ラズベリーではmicroSDカードが使用されます。 10番目のRaspberryPiOSは4ギガのカードに収まります。しかし、そこにはまともなインストール可能なソフトウェアと、スキャン用のネットワークフォルダがあります。したがって、少なくとも8つに焦点を当てます。また、OSイメージの初期記録には、カードを接続できるカードリーダー付きのコンピューターが必要です。ラップトップに組み込まれているSDカードリーダー用のアダプターを使用しました。



体も必要です。たくさんのオプションがあります。示されているバリアントでは、厚みが増したオリジナルではないケースを使用しました。これにより、プロジェクトで提供された2つのボタンとLEDのスキームをトップカバーに取り付けることが可能になり（これについては後で詳しく説明します）、ケースの高さはボタン、ラズベリー、およびGPIOピンに接続するためのBLSコネクタに十分でした。このボディはプレキシガラスでできています。これは、組み立てられた回路での外観ですが、ラズベリーはありませ







ん：ここで、このケースをデバッグとデモンストレーションに使用します。戦闘バージョンでは、ラズベリーは電源と一緒に専用の電気パネルに取り付けられ、同時に別のタスクに使用され、回路が取り付けられます別の小さなケースに入れて、4芯のフラット電話ケーブルでラズベリーに接続します。



ラズベリーのもう1つの問題は、コアの加熱です。24時間体制で作業する場合は、小さなラジエーターを適切な熱伝導性のもので接着します。

メモリカードの準備

メモリカードの準備を始めましょう。最近、Raspberry PiFoundationはRaspbianの名前をRaspberryPi OSに変更しただけでなく、Windows、macOS、およびUbuntu用のRaspberry PiImagerと呼ばれるプログラムもリリースしました。このプログラムをダウンロードし、コンピューターにインストールして実行します。



まず、プログラムウィンドウで、ChooseOSを作成します。多くのオプションがあります。デフォルトでは、Raspberry Pi OS（32ビット）が提供されていますが、デスクトップ付きであり、2つはデスクトップがまあまあです。したがって、Raspberry Pi OS（その他）に移動し、そこでliteオプションを選択します。コマンドライン以外はほとんど必要ありません。次に、メモリカードを入れて選択し、そこに画像を書き込みます。このプロセスは、00：12：15のビデオに示されています。

初期設定

あなたはラズベリーにメモリカードを入れて、その設定に行くことができます。これを行うには、電源、インターネットとスキャナーを備えたネットワークに加えて、USBキーボードとモニターをHDMIケーブルで接続する必要があります（第4世代のラズベリーにはMicroHDMIがあります）。最後に電源を接続します。また、特にラズベリーがケースに入っておらず、電源が220Vとの電気的接触の点で疑わしい場合は、開いた導電性部品で作業するときの安全性について覚えておいてください。



電源を入れ、起動し、デフォルトのpiログインとラズベリーパスワードを使用してログインします。ビデオのセットアッププロセスは00:18:43から始まります。



まず、sudo aptupdateとsudoaptupgradeを必ず実行してください。ビデオの録画時に、初期設定の直前にメモリカードの画像を録画しましたが、リポジトリは30個のパッケージを更新することを提案しました。どうやら、リポジトリが更新されるたびに収集されるわけではありません。



さらに、必要に応じて、ロシア語の文字ではなく、コンソールの正方形の問題を解決します。sudo dpkg-reconfigure console-setupを呼び出して、メニューを確認します。次のパラメータを設定（またはそのまま）します。

• コンソールで使用するエンコーディング-UTF-8
• サポートする文字セット-最適な文字セットを推測します
• フォントサイズ-8x16

初めて再起動します。これは、sudorebootを介して通常の方法で行います。再度ログインし、sudo raspi-configを実行して、パラメータの初期設定に進みます。その中で次のタスクを実行します。

1. ( : System options — Password )
2. SSH (Interface options — SSH)
3. (Localisation options — Locale; en_GB.UTF-8 UTF-8, en_US.UTF-8 UTF-8 ru_RU.UTF-8 UTF-8, )
4. (Localisation options — Timezone; , )
5. (Advanced options — Expand filesystem).

その後、[完了]を選択します。プログラムは再起動を提案しますが、これは私たちが行います。



次に、再度ログインし（今回は新しいパスワードで）、sudo raspi-configに移動し、[ローカリゼーションオプション]、[キーボード]の順に選択します。キーボード設定プログラムはすでにロシア語で書かれています。



キーボードモデルでは、標準として「105キー（Int。）の通常のPC」を選択します。



レイアウトでは、最初に「その他」、次に「ロシア語」、次にオプション（「ロシア語」または既存のキーボードに適したもの）を選択します。



次に、必要に応じて、レイアウトやその他の異なるキーを切り替える方法を選択します。すべてがすぐに切り替わります。メインのraspi-configメニューに残り、[完了]に移動します。このユーティリティに再び戻ることはありません。

プロジェクトで使用される追加のソフトウェアのインストールと構成

sudo apt install Wireingpi sambasaneを行います。私はmcをこのリスト（および講義）に追加し、彼と一緒に作業する方法を示しましたが、これは純粋に個人的な好みの問題であり、誰にも課しません。



次に（できればほとんどの場合）永続的なIPアドレスをmalinkaに設定します。ルーターでこれを行う方が良いと思いますが、これが不可能な場合は、コメント「静的IP構成の例」の後に/etc/dhcpcd.confを編集して、静的ネットワーク設定を設定できます。 dhcpcdパッケージはRaspberryPi OSに含まれているので、インストールする必要はありません。



次のタスクは、スキャンファイルを保存するためのディレクトリを作成することです。このケースを選択して、/ var / scannedディレクトリを作成しました。このディレクトリは、sambaが操作できるように、そのような権限を設定する必要があります。



もちろん、現在、sambaを構成しています。 /etc/samba/smb.confに移動し、グローバル設定とセクションを、新しいネットワークリソースのデータと、そこに作成したディレクトリへのパスで登録します。ビデオは00:41:51にそれを示しています。しかし、もちろん、ネットワークの詳細は、そこに与えられた設定とは一定の違いをもたらす可能性があります。



構成後、ラズベリーを再起動し、コンピューターからネットワークドライブを確認することを強くお勧めします。そこから、ほとんどの場合、ディレクトリ内のファイルへのフルアクセスが必要になります。



針仕事とプログラミングに移行する前に、2つのタスクが残っています。鉄の部分を決定し、最初にスキャンプログラムのパラメータを把握することです。



鉄の部分から始めましょう。これを行うには、gpioreadallを実行します。 Malinkaは、GPIOコネクタのピンの番号を[物理]列に表示し、その目的を[名前]列に表示します。回路には、3つのGPIOポートと1つの共通ワイヤが必要です（[名前]列では0vと呼ばれます。コネクタには多数ありますが、それほど多くは必要ありません。いずれか1つを選択するだけです）。それらの名前と番号をコネクタに書き留めます。私自身は、ピン番号12のGPIO.1、ピン13のGPIO.2、ピン15のGPIO.3を選択しました。共通線をピン番号9に接続します。







それでは、すでにUSBに接続しているスキャナーを決定しましょう。 sudosane-find-scannerを実行しています。このユーティリティでスキャナーが表示されない場合は、スキャナー、ラズベリー、ケーブル、または電源に問題がある可能性があります。これは個別に対処する必要があります。 sudo scanimage –help |少ないと私たちのデバイスに許可されているオプションを参照してください。私自身のために、オプションl、t、x、y、解像度、フォーマットを書き留めておきます。これらのオプションは、スキャンプログラムのコマンドラインに移動します。



これで、ラズベリーの初期設定は完了です。回路を組み立てる前に、ラズベリーの電源を切る必要があります。これは、誰かが覚えていない場合は、コマンドsudo shutdown –hnowで実行されます。しばらくすると、画面上の画像が消え、電源LEDを除くラズベリーのすべてのLEDが消灯します。これは、システムが動作を終了したことを意味します。電源をオフにして、手工芸品を開始できます。

ラズベリーのGPIOはデジタル（つまり、2レベル0と1）のみであり、3つのモードで動作できます。入力（モードはinと呼ばれます）、抵抗が50〜65キロオームのプルアップ抵抗を備えた入力（呼び出されます）、出力（呼び出されます）です。最後の2つのモードを使用します。



前に書いたように、GPIO（「開始」と「停止」と呼びましょう）とLEDを介して2つのボタンを接続する必要があります。当然、電流を制限するには、制限抵抗を直列に接続する必要があります。公称値が2.2キロオームで散​​逸電力が0.25Wの出力抵抗を選択しました。通常はこれで十分です。接続図は次のとおりです。







アップモードの使用に基づいて、ボタンを押すと値0がGPIO入力から読み取られ、離すと-1になります。両方のボタンは通常開いており、固定されていません。



特に、すべてがすでに完了している完成したケースの写真を以前に示したので、ここでは実行の詳細については詳しく説明しません。安全上の理由から、露出した導電性部品で突き出ないように、外側の部品がすべてプラスチックであるボタンのみを選択することをお勧めします。コンピューターのケースで使用されているものと同様に、シングルピンBLSコネクターでGPIOピンに接続しました。このデモでは、適切なコネクタを備えたArduinoプロジェクトから多数のワイヤを取り出し、4つのマルチカラーのワイヤを選択し、不要な端を切り落とし、それらをクリーニングして細部にはんだ付けしました。もう1つのオプションは、40ピンの2列フラットケーブルコネクタを使用することです。他に何かある場合は、ハードドライブやCDドライブの古いIDEケーブルを使用することもできます。ちなみに、このオプションは標準的な高さの場合にも適しています。それらには、外部に出力するためのそのようなループ用のスロットがあります。



また、ラズベリーボード（いずれの場合も2モデルBと3モデルB）では、GPIOコネクタのピンの番号が示されていないという事実に苦しんでいたことを覚えています。今すぐ修正します。これらの2つのモデルには、この点で違いはありません。

ソフトウェア部分の実装

ソフトウェア部分は（tadam！）2つのbashスクリプトの形式で実装されます-configと作業スクリプト自体。フロー図と実装の詳細な説明は、01：08：30のビデオにあります。ここで詳細を説明するのは意味がないと思います。スクリプトのソースコードはここからダウンロードして、自由に調べることができます。



メインの作業スクリプトの起動は、/ etc /rc.localの起動に書き込まれます。唯一のこと-私は最初に作業ディレクトリの変更をスクリプトでディレクトリに登録する必要がありました。しかし、ここにはひどいことは何もありません。それはそれ以上の作業を妨げることはありません。もちろん、起動コマンドの後に＆アイコンを追加することを忘れないでください。そうしないと、システムの起動に問題が発生します。



それでは、実際には、実際のスキャンのプロセスと、ssh接続およびパラメーターの微調整をライブで表示するだけでした。あなたは01:41:04にビデオでそれを見ることができます。



どういうわけかそれが起こった。戦闘バージョンでは、違いのうち、スキャンのみがそれぞれ別のNASに送られ、スクリプトがわずかに変更されています。したがって、スキャンはどこかのボットによってメッセンジャーに送信することもできると思います。対応するAPIを理解し、curlでそのようなことをしたいだけです。たくさんのオプションがあります。実装で頑張ってください。:)