Grove Base Kit pro Raspberry Pi - sada

Grove Base Kit pro Raspberry Pi - základní sada

Grove je modulární prototypový systém skládající se ze základní jednotky a různých prvků se standardizovaným konektorem. Základní jednotkou může být například Arduino Uno nebo Raspberry Pi, které umožňují komunikaci, zpracování dat a ovládání I / O z modulů Grove. Každý modul Grove obvykle plní jednu funkci, od jednoduchého tlačítka až po složitější monitor srdečního tepu. Všechny moduly mají standardizovaný konektor Grove, který umožňuje snadné a rychlé propojení jednotlivých prvků v blokovém systému, což usnadňuje a zpříjemňuje vytváření projektů pomocí většího počtu prvků. To umožňuje rychlejší učení a méně komplikované experimentování, vytváření a vytváření prototypů ve srovnání s pájením nebo standardními prototypy založenými na vodičích a propojkách. Pro minipočítač Raspberry Pi byl navržen převodník Grove Base Hat pro připojení ke konektoru GPIO, což umožňuje snadné připojení více modulů.

Uživatelé, kteří jsou v Grove noví, by si měli přečíst příručku pro začátečníky a naučit se základní operace v Grove. První část průvodce obsahuje informace o součástech obsažených v sadě. Následující kapitola pojednává o základní konfiguraci minipočítače Raspberry Pi a po těchto krátkých přípravách průvodce přejde k 11 instruktážním částem, které učí základní operace související s prvky startovací sady.  

Obsah

Grove Base Kit pro Raspberry Pi

Základní sada Grove Start Kit se skládá z jednoho Grove Base Hat (pro Raspberry Pi ) a 10 modulů Grove. Podrobné informace naleznete níže.

Podrobný popis produktů

Grove Base Hat

Grove Base Hat pro Raspberry Pi

Dnes se řada senzorů, akčních členů a displejů Grove významně rozrostla. Skládá se z novějších a novějších modulů, které usnadňují práci inženýrů, učitelů, studentů nebo dokonce umělců. Navrhování, vytváření, stavba - všechny tyto činnosti se díky modulům Grove staly rychlejšími a jednoduššími. Všechny tyto faktory znamenaly, že do nabídky modulu byly přidány překryvy určené pro fanoušky extrémně populárních minipočítačů. Grove Base Hat pro Raspberry Pi a Grove Base Hat pro RPi Zero. To vám umožní plně využít funkčnost modulů Grove s možnostmi malin.

Grove Base Hat pro Raspberry Pi je vybaven digitálními a analogovými porty, konektory pro rozhraní I2C nebo UART a PWM, takže uživateli nedojdou možnosti. Díky vestavěnému mikrokontroléru je pro Raspberry Pi k dispozici také 12bitový 8kanálový analogově-digitální převodník.

Vlastnosti

  • Kompatibilní s Raspberry 4B / 3B + / 3B / 2B / Zero
  • Integrovaný MCU
  • 12bitový analogově-digitální převodník
  • Multifunkční porty Grove

Přehled hardwaru

GPIO ： Stejné rozložení jako Raspberry Pi.

PWM port Port PWM Grove se připojuje k pinům GPIO / BCM pin12 (PWM0) a GPIO / BCM pin13 (PWM1), což je hardwarový PWM pin Raspberry Pi. Všechny piny GPIO lze navíc použít jako softwarové piny PWM.

Pozor

  • Všechna čísla pinů, s výjimkou portu Grove, jsou označena čísly pinů BCM. Další informace o rozdílech mezi kolíky BCM a fyzickými kolíky získáte kliknutím sem .

  • Ve srovnání s hardwarovým PWM není softwarový PWM tak přesný a bude mít problémy při vysokých frekvencích.

  • Pin GPIO / BCM 18 je také označen jako PWM 0, ve skutečnosti mají GPIO / BCM 12 a GPIO / BCM 18 stejný kanál PWM, takže nemohou nastavit jinou rychlost.

  • Zvukový výstupní konektor také používá PWM 0 a PWM 1, takže v tomto konektoru nemůžete mít zvukový výstup a používat PWM současně.

UART : Port Grove UART se připojuje k GPIO14 (UART0 TX) a GPIO15 (UART0 RX). UART se běžně používá na Raspberry Pi jako pohodlný způsob ovládání pomocí GPIO nebo přístupu ke spouštěcím zprávám jádra ze sériové konzoly (ve výchozím nastavení povoleno). Lze jej také použít jako způsob připojení Arduina, mikrokontrolérů ATmega, ESP8266 atd. K vašemu minipočítači.

 

Digitální ： Na desce je 6 digitálních zásuvek Grove. Jsou označeny symboly D5 / D16 / D18 / D22 / D24 / D26.

 

Analogový ： Jak víte, Raspberry Pi nemá analogově-digitální převodník, takže k němu nelze analogové senzory připojit přímo. S pomocí integrovaného STM32 MCU může Grove Base Hat pracovat s externím 12bitovým převodníkem. To znamená, že vaše Raspberry Pi může pracovat s analogovými senzory. Navíc jsou k dispozici až čtyři analogové zásuvky Grove. Po převodu analogových dat na digitální data jej převede do rozhraní Raspberry Pi přes rozhraní I2C.

 

I2C ： Na desce jsou tři porty I2C, všechny se připojují přímo k portu I2C Raspberry Pi. S touto částí můžete zacházet jako s rozbočovačem I2C. Většina nových modulů Grove má rozhraní I2C. Uvidíte sami že tyto tři porty jsou nesmírně užitečné.

 

SWD: Port SWD se používá k nahrání firmwaru štítu. Tato část navíc obsahuje 3 piny GPIO, tj. Pin 9 / pin 10 / pin 11. Tyto piny nepoužívá žádný port Grove, můžete je použít bez obav z připnutí.

Grove moduly

Grove - bzučák

Tento modul používá jako hlavní součást piezo bzučák. Je připojen k digitálnímu výstupu a je schopen generovat vysoké zvuky. Připojení k analogovému výstupu umožňuje generovat zvuky různých frekvencí. (Poznámka: Frekvenční rozsah, který lidské ucho dokáže rozpoznat, je od 20 Hz do 20 kHz).

Grove - Tlačítko s červenou LED

Grove - červené tlačítko s LED diodou. Tlačítko je stabilní a pevné. Jeho životnost je přibližně 100 000 kliknutí. Díky vestavěné LED diodě ji můžete použít v mnoha zajímavých projektech. Zajímavým řešením je použít jej jako indikátor stavu tlačítka.

Grove - senzor intenzity světla

Grove - Světelný senzor obsahuje fotorezistor, který detekuje intenzitu světla. S rostoucí intenzitou světla klesá odpor fotorezistoru. Duální čip OpAmp LM358 na desce produkuje napětí odpovídající intenzitě světla (tj. Na základě hodnoty odporu). Výstupní signál je analogová hodnota, čím jasnější je světlo, tím vyšší je jeho hodnota.

Grove - Čidlo vlhkosti půdy

Senzor vlhkosti lze použít k detekci úrovně vlhkosti v půdě nebo přítomnosti vody v okolí senzoru. Modul pomáhá při péči o rostliny. Jeho použití je snadné, jednoduše jej vložte do půdy a začněte číst data. Pomocí senzoru můžete snadno vytvořit design automatického indikátoru hydratace květin.

Grove - Mini PIR pohybový senzor

Grove - mini PIR pohybový senzor je pasivní infračervený senzor, který umožňuje detekovat pohyb v jeho dosahu. Stačí jej připojit k Grove - Base Shield a podle toho jej naprogramovat. Když se někdo pohybuje v detekčním rozsahu, senzor změní stav kolíku SIG na vysoký.

Grove - Servo

 

Servo je stejnosměrný motor s převodovkou a systémem zpětné vazby. Používá se v pohonných mechanismech robotů. Zajímavý modul pro milovníky Grove. Servo je vybaveno konektorem Grove, díky kterému jeho připojení nevyžaduje další připojovací kabely.

 

Grove - Čidlo teploty a vlhkosti （DHT11）

Čidlo teploty a vlhkosti s továrně kalibrovaným digitálním výstupem. Unikátní kapacitní senzorový prvek měří relativní vlhkost a teplota se měří termistorem se záporným teplotním koeficientem (NTC). Vyznačuje se spolehlivostí a dlouhodobou stabilitou. Pamatujte, že tento snímač nebude pracovat při teplotách pod 0 stupňů.

Grove - štafeta

Relé Grove je digitální normálně otevřený spínač. S jeho pomocí můžete přepínat obvod vysokého napětí pomocí nízkého napětí, například 5V z ovladače. Na desce je indikátor LED.

Grove - Ultrazvukový snímač vzdálenosti

Grove - ultrazvukový senzor vzdálenosti je bezkontaktní modul měření vzdálenosti pracující na frekvenci 40 kHz. Když dodáme pulzní spouštěcí signál s trváním větším než 10 µs prostřednictvím jediného kolíku, snímač vydá 8 cyklů při 40 kHz a detekuje ozvěnu. Šířka impulzu ozvěny je úměrná měřené vzdálenosti.

Grove - LCD displej 16 x 2 (bílé znaky na modrém pozadí)

Tento modul Grove je 16místný LCD displej se 2 řádky. Ke komunikaci s uvedením do provozu využívá rozhraní sběrnice I2C, díky čemuž snižuje počet použitých pinů z 10 na 2, což je pro systém Grove velmi výhodné. Modul displeje také umožňuje vytváření a zobrazování různých symbolů, například srdcí, s jednoduchou konfigurací kódu.

Jak začít?

K tomu budeme potřebovat:

Základní návod

Jak vypálit Raspbian na kartu?

1. Stáhněte si Raspbian Stretch

Stáhněte si Raspbian Stretch z oficiálního webu Raspberry Pi a vyberte verzi „s počítačem a doporučeným softwarem“.

2. Win32 Disk Imager

  • Stáhněte si Win32 Disk Imager z webu Sourceforge Project jako instalační soubor a povolte mu instalaci softwaru.

  • Vložte kartu microSD do slotu pro kartu v počítači.

  • Spusťte program Win32DiskImager z plochy nebo nabídky.

  • V poli zařízení vyberte příslušné písmeno jednotky pro kartu SD. Při výběru správné jednotky buďte opatrní: pokud zvolíte nesprávnou jednotku, můžete přijít o data na pevném disku počítače! Pokud ve svém počítači používáte slot pro kartu SD a nevidíte jednotku v okně Win32DiskImager, zkuste použít externí adaptér SD.

  • Klikněte na „Zapsat“ a počkejte, až počítač dokončí psaní.

  • Dokončit.

  • Ukončete program a vyjměte kartu SD.

Základní konfigurace

Bezdrátové připojení a SSH

1. Vytvořte soubor s názvem "wpa_supplicant.conf" v adresáři / boot a zkopírujte níže uvedený kód.

 country = PL
ctrl_interface = DIR = / var / run / wpa_supplicant GROUP = netdev
update_config = 1

síť = {
ssid = "Název WiFi"
psk = "WiFi-heslo"
key_mgmt = WPA-PSK
priorita = 1
}

Pozor

Název a heslo Wi-Fi by měly být stejné jako místní síť Wi-Fi, ke které je váš počítač připojen (ujistěte se, že váš počítač a Raspberry Pi jsou ve stejné síti LAN).

2. Vytvořte prázdný soubor s názvem "ssh" v adresáři / boot.

3. Vložte Raspbian SD kartu do Raspberry Pi

4. Připojte Raspberry Pi ke zdroji napájení.

5. Otevřete tmel pro připojení počítače k Raspberry Pi.

Stáhněte si tmel ： https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html

Výchozí uživatelské jméno: pi. Výchozí heslo: malina

Konfigurace VNC

 

1. Otevřete raspi-config zadáním následujícího příkazu do terminálu.

 sudo raspi-config

Přejděte dolů na „5 možností rozhraní“ a stisknutím „Enter“ proveďte výběr.

Přejděte dolů na „P3 VNC“ a stisknutím „Enter“ proveďte výběr.

Aktivujte výběrem „Ano“.

Zvolte „OK“.

 

** 2. ** Nainstalujte si VNC Viewer

Stáhnout VNC Viewe r

Otevřete prohlížeč VNC a zadejte IP adresu Raspberry Pi. IP adresu najdete zadáním ifconfig v terminálu Raspberry Pi (nebo můžete zadat raspberrypi.local).

Pozor

Pokud pro přihlášení používáte raspberrypi.local, měli byste se ujistit, že se ve vaší LAN používá pouze jeden Raspberry Pi.

Zadejte výchozí uživatelské jméno a heslo, nyní můžete zadat vzdálenou plochu Raspberry Pi!

Povedlo se!

Konfigurace základního klobouku

1. Vypněte Raspberry Pi

 sudo shutdown -h hned

Připojte základní klobouk Grove k Raspberry Pi.

2 . Připojte napájení k Raspberry Pi pomocí kabelu microUSB, abyste povolili sběrnici I2C, otevřete raspi-config pomocí níže uvedeného příkazu.

 sudo raspi-config

Přejděte dolů na „5 možností rozhraní“ a výběr potvrďte stisknutím klávesy „Enter“.

Přejděte dolů na „P5 I2C“ a stisknutím „Enter“ proveďte výběr.

Aktivujte výběrem „Ano“.

Zvolte „OK“.

Klepnutím na tlačítko Dokončit uložte změny.

3. Rychlá instalace pomocí níže uvedeného příkazu.

 

 curl -sL https://github.com/Seeed-Studio/grove.py/raw/master/install.sh | sudo bash -s -

Pokud vše proběhlo úspěšně, měla by se zobrazit zpráva níže.

  

 Úspěšně nainstalován grove.py-0.6
####################################################### # #####
Poslední instalace Grove.py z instalace github dokončena !!!!!
####################################################### # #####

4. Kromě rychlé instalace můžete také nainstalovat všechny proměnné .

5. Naklonujte nejnovější knihovnu úložiště python.py.

 git clone https://github.com/Seeed-Studio/grove.py

Ukázka tlačítka LED

Po základním nastavení Raspberry Pi můžeme nyní spustit demo kód LED. Poznámka: Chcete-li pokračovat, nejprve postupujte podle výše uvedených kroků.

Hardwarové připojení

Krok 1: Připojte tlačítko Grove - červené LED k portu D5 na Base Hat

Krok 2: Připojte Base Hat k Raspberry Pi

Krok 3: Připojte Raspberry Pi ke zdroji napájení pomocí kabelu microUSB.

Zadejte kód

Krok 1 : Zadejte níže uvedený příkaz a vytvořte soubor Pythonu

 cd grove.py
nano example.py

Krok 2 : Zkopírujte níže uvedený kód do souboru Pythonu

  

Pozor

Ujistěte se, že váš textový editor má unixový formát.

 

 #! / usr / bin / env python

čas importu
z importu Grove.grove_ryb_led_button GroveLedButton

def main ():
    ledbtn = GroveLedButton (5)

    zatímco je pravda:
        ledbtn.led.light (True)
        time.sleep (1)

        ledbtn.led.light (False)
        time.sleep (1)

pokud __name__ == '__main__':
    hlavní ()

Krok 3 ： Spusťte program

 sudo chmod + x example.py
sudo ./example.py

Když jednou kliknete na tlačítko LED, dioda LED se rozsvítí na „ZAPNUTO“, a pokud jej budete delší dobu držet na „VYPNUTO“. Po dvojitém kliknutí na tlačítko začne LED blikat.

 pi @ raspberrypi: ~ / grove.py $ sudo ./example.py
rozsvítí LED
rozsvítí LED
zhasnout LED
rozsvítí LED
LED bliká
^ CTraceback (poslední hovor poslední):
  Soubor „./example.py“, řádek 17, v
    hlavní ()
  Soubor „./example.py“, řádek 14, hlavní
    time.sleep (1)
Přerušení klávesnice
pi @ raspberrypi: ~ / grove.py $

Vysvětlení blikajícího kódu

V Pythonu, protože moduly se navzájem vztahují, mohou různé moduly mít různé definice „ hlavního “ a může existovat pouze jeden vstupní program najednou, výběr vstupního programu závisí na hodnotě názvu. „If__name __ == ' main '“ je rovno, znamená to, že se jedná o emulaci pythonu.

 pokud __name__ == '__main__':
    hlavní ()

Grove Base Kit pro Raspberry Pi

Jste připraveni poznat systém Grove? Vytvořili jsme 8 výukových programů, které můžete začít s jádrovými moduly Grove. Tato část ukazuje, jak připojit moduly a používat je ve skutečných aplikacích.

Předpoklad

Ke spuštění kurzu Grove je nutná základní znalost Raspberry Pi a programovacího jazyka Python. Ujistěte se, že jste úspěšně dokončili výše uvedený základní průvodce instalací, dokončili ukázku Blink LED a ujistěte se, že je plně kompatibilní s vaším Raspberry Pi a Grove Base Hat.

Výsledky učení

  • Grove Base Hat budete moci používat k vytváření aplikací s moduly Grove.
  • Budete moci předvést každý prvek startovací sady Grove a použít příslušný modul pro své vlastní projekty
  • Budete schopni rozpoznat typy modulů obsažené v této sadě a jejich použití.
  • Pochopíte rozdíl mezi analogovým signálem a digitálním signálem.

zveme vás ke spolupráci!