Hur du utökar din Raspberry Pi Mini PC

Raspberry Pi är redan mångsidig ur lådan. Men med hårdvarutillägg som kopplas direkt på kortet kan du öka möjligheterna avsevärt. Vi introducerar dig för några anmärkningsvärda komponenter.

Med konceptet "Hardware Attached on Top" (HAT) har Raspberry ett enkelt sätt att utöka sina möjligheter. Tilläggen ansluts helt enkelt till GPIO-stiften på kortet. Expansionssatserna innehåller vanligtvis även plastdistanser för att skydda mot kortslutning om huvudkortet och expansionskortet kommer för nära varandra. Utbudet av sådana förlängningar har vuxit avsevärt de senaste åren. Förutom de officiella hattarna, tillverkaren Pimoroni sticker ut särskilt.

I den här artikeln presenterar vi en serie särskilt intressanta HAT-tavlor. Fokus ligger på modell 4, men brädorna som presenteras här kan även passa äldre modeller eller helt nya Pi 5, även om de inte måste. Du bör därför ta reda på kompatibiliteten innan du köper (se sista punkten "Kontrollera innan du köper!").

Riktigt ljud med DAC

En förlängning som fungerar omedelbart, d.v.s. "out of the box", förbättrar brädans ljudegenskaper. Raspberry Foundation har olika modeller av sådana "Digital Audio Controllers" (DAC) att erbjuda.

Vilken bräda som är rätt för dig beror på din miljö. De Digi AMP+ är rätt val om du vill ansluta passiva högtalare till datorn. Kortet erbjuder de vanliga klämanslutningarna för kablarna och ger en effekt på upp till 35 watt per kanal. Det räcker definitivt för vardagsrummet hemma.

Smakämnen Raspberry Pi DAC eller dess Plus-version, å andra sidan, är avsedda för aktiva högtalare. De erbjuder den klassiska anslutningen via bananpluggar. I ett sådant system är högtalaren med den integrerade förstärkaren ansluten till signalkällan. HAT:arna omvandlar digitala signaler till analoga signaler så att du kan ansluta Raspberry antingen direkt till högtalare eller stereosystemet (AUX-ingång). I kombination med rätt mjukvara kan du förvandla Raspberry Pi till en streamingbox för WLAN eller använda den för att spela musik lagrad på datalagringsmedia.

För alla Lego-fans

Smakämnen Raspberry Pi Build HAT expansionskort, som kan styra upp till fyra motorer och sensorer – inklusive komponenter från Mindstorm-kosmos – är tillgängligt för alla ambitiösa Lego-hobbyister som är intensivt involverade i Lego Technics. Du kan till och med hitta en Lego-bräda i specialiserade butiker, som du kan använda för att integrera tavlan direkt i dina Lego-skapelser. Du kan ansluta de flesta komponenter som använder en LPF2-anslutning. Detaljer om kompatibilitet finns på styrelsens officiella produktsida.

Men se upp: Den integrerade strömförsörjningen är inte tillräcklig för att driva en motor på kortet.

En extern strömförsörjningsenhet erbjuds som komplement till HAT-kortet, som endast är lämplig för denna komponent. Du kan inte använda denna strömförsörjningsenhet för att driva Pi 400, till exempel. Det finns ett omfattande bibliotek för Python-projekt för att styra avstånds-, rörelse- eller färgsensorer, som förklaras i detalj.

Förlängningen kostar strax under $30. Den matchande strömförsörjningen kostar då lite mindre än $20.

Raspbee II: För hemautomation

Letar du efter ett sätt att styra ditt smarta hem centralt via Raspberry Pi? Då bör du definitivt ta en titt på Raspbee II styrelse. Som namnet antyder är det ett tillägg som kommunicerar med enheter som använder Zigbee-standarden. Det lilla kortet har till och med en plats för ett batteri så att enheter kan styras via en realtidsklocka (RTC).

Grundtanken är att bli av med de olika gateways från andra tillverkare. Detta fungerar också så länge som komponenterna känns igen av tillverkarens programvara. Det är därför värt att titta igenom dokumentationen innan du fattar ett köpbeslut. Trots allt är Zigbee bara ett kommunikationsprotokoll. Styrsystemets "magi" måste då utföras av mjukvara.

Detta användbara tillägg till det smarta hemmet kostar mindre än $30.

Game Hat: The Raspberry blir en konsol

Vi presenterade Retro-paj projekt för många år sedan: Syftet är att förvandla det lilla kretskortet till en spelkonsol. Den idealiska följeslagaren för detta projekt är Spelhatt från Waveshare. Det är dock ibland bara tillgängligt i Tyskland med en väntetid.

Termen "HAT" passar inte riktigt här, eftersom Raspberry Pi är ansluten till hårdvaran på gamepad. Game HAT kommer med en 3.5-tumsskärm med en upplösning på 480×320 pixlar och 60 FPS. Detta borde lätt räcka till klassiska spel.

Två små högtalare och en anslutningsmöjlighet för hörlurar är integrerade. De vanliga knapparna som är bekanta från andra gamepads är grupperade runt den. Det finns också två triggers på toppen av huset. Men dessa är ganska känsliga - så du bör inte spela så vilt för att hålla spelet roligt så länge som möjligt.

Det är väldigt lätt att ställa in. Ett batteri krävs för att driva hela systemet så att du kan spela när som helst och var som helst. Du kan hitta specifikationerna för att köpa den externa strömkällan i produktbeskrivningen och i projektwikin.

Tillverkaren uppger att upp till två timmars batteritid är möjlig. Detta är dock mycket optimistiskt. I praktiken och när man aktivt spelar ett spel är speltiden mer sannolikt en bra timme. Detta förtar dock inte det roliga med tillägget, som kostar runt $45.

Maskininlärning med Pi

Fascinerande projekt är möjliga med Braincraft HATT. Men du måste också vara villig att sätta dig in i det komplexa ämnet. Förlängningen är inte för ett "snabbprojekt" på en helg.

Tanken bakom tillägget är att erbjuda (även professionella användare) ett sätt att skapa "hjärnor" för maskininlärning på en mängd olika platser. Proffs talar också gärna om edge computing i detta sammanhang.

"Ögonen" och andra sinnen behöver fortfarande läggas till kombinationen av HAT och kretskort. Men tack vare de mångsidiga anslutningsalternativen är detta ganska enkelt att göra. Braincraft HAT har en 240×240 TFT IPS-skärm för att mata ut feedback från systemet, platser för kamerans anslutningskablar för bildbehandlingsprojekt, en femvägs joystick, vänster och höger mikrofon, stereohörlursutgång, stereo 1W högtalarutgång och tre RGB dotstar lysdioder. En Stemma QT-anslutning möjliggör anslutning av termiska sensorer. Alternativt kan du även installera en fläkt på undersidan, som då håller brädan vid en behaglig temperatur för datorintensiva projekt.

För en bra $40 får du en mycket solid grund för dina projekt. Tillverkaren visar de mångsidiga möjligheterna i en serie videor på produktsidan.

Display: "Låt det vara beröring"

Ingång direkt på skärmen? Det är heller inga problem. Den resistiva 3.5-tumsskärmen från Waveshare är en riktig HAT, som du helt enkelt fäster på GPIO baren som vanligt. I leveransen ingår även den matchande pennan. Drivrutinerna möjliggör problemfri drift under Ubuntu Mate eller Retropie. För cirka $40 kan du lägga till detta enkla inmatningsalternativ till hallon.

A pekskärm med en upplösning på 800×480 pixlar finns tillgänglig från samma tillverkare, som är betydligt större på 5 tum och kapacitiv (dvs. reagerar på enkel beröring utan tryck). Detta förvandlar Pi till en liten surfplatta. Förarna fungerar utmärkt. Precis som med andra surfplattor kan du styra skärmens ljusstyrka direkt på skrivbordet.

Denna display är dock ingen direkt HAT: Istället ansluter du kortet via en kamerabar och kabel. Det skulle inte ha varit mycket meningsfullt tvärtom, eftersom skärmen är större än själva brädan. Fördelen med denna design är att GPIO-stiften förblir tillgängliga och tillgängliga.

Och om du inte vill designa ditt eget hus med en 3D-skrivare kan du hitta en hel rad hus i elektronikaffärer, varav några också har en monter för att bygga ett slags kiosksystem.

Gatupriset för den större skärmen är cirka 50 USD.

Viktiga hattar för hobbyister

En av utmaningarna för alla utomhusprojekt är att förse datorn med ström. Det beror på att det inte alltid finns ett eluttag nära användningsplatsen. Du kan hitta en hel rad kretskort som kan försörja Raspi med ström oberoende i de välkända elbutikerna under nyckelordet "UPS." Dessa är ofta batteripaket där du bara behöver sätta i vanliga uppladdningsbara batterier. Waveshare, till exempel, har UPS-HATT på erbjudandet.

Smakämnen Pi Juice är dyrare. För drygt 50 dollar och uppåt får du ett batteri med en kapacitet på 1820 mAh. Prestanda har sitt pris. Längre leveranstider är också att räkna med. Kretskortet inkluderar en realtidsklocka så att tidskontroller och tidsstämplar förblir korrekta.

Har du en nätverksswitch som kan leverera ström till enheter anslutna via Ethernet-kabel? Sedan tjänstemannen PoE+ HAT är ett bra val för att förse minidatorn med ström via Ethernet-kabeln. Kortet klarar inspänningar från 37 till 57V och levererar då konstant 5V till kortet. En integrerad fläkt låter den högre temperaturen vid gränssnittet försvinna. Innan du köper bör du dock kontrollera spänningen och därmed strömmen från nätverksswitchen. Om detta är lämpligt är $20 en vettig investering för många arbetssituationer.

Komma igång med robotteknik

Visserligen: till cirka 60 $ för ett rent startpaket Trilobot från Pimoroni är inget fynd. Det utgör dock grunden för att komma in i robotikens fascinerande värld. Detta säkerställs av det omfattande mjukvarubiblioteket som, som vanligt från tillverkaren, är väldokumenterat.

Vad mer behöver du köpa för att njuta av hela nöjet? Självklart behöver du en Raspberry Pi med SD-kortet som grund. Eftersom detta är basen för en mobil robot behöver du också en strömförsörjning som är oberoende av plats. De utmärkta instruktionerna visar hur du fäster batteripaketet. Du bör definitivt konsultera dessa innan du köper ytterligare delar. A Raspberry Pi v2 kamera läggs också snabbt till i inköpslistan så att du också kan "se" från robotens perspektiv.

Och vad får du för pengarna? Tja, även i det här fallet är "HAT" ganska missvisande, eftersom du faktiskt installerar Hallon Pi 4 i konstruktionen. Detta består av ett kretskort på vilket det finns två elmotorer som driver fram hjulen, som påminner om ett månfordon. För att undvika kollisioner har satsen ultraljudsavståndssensorer. Och för att få körningen av roboten att se riktigt cool ut ger RGB-lysdioder på undersidan atmosfärisk belysning. Satsen är såklart också bra för alla anställda på utbildningsinstitutioner att lära ut grunderna i robotik.