Rådgiver
Teksten forneden er maskineoversat fra den tyske originaltekst.
Interessante fakta om Arduino Shields og Pi HATs
Forståelse af enkeltkortcomputere og mikrokontrollerborde
Hvad er Ardurino Shields og Pi HAT?
Hvilke typer Arduino-skjolde og Pi-HAT'er er der?
Vores praktiske tip: Brug mikrokontrollere til det smarte hjem
FAQ - Ofte stillede spørgsmål om Arduino Shields og Pi HATs
Forståelse af enkeltkortcomputere og mikrokontrollerborde
Figur: Enkeltkortcomputer Raspberry Pi® 2 med GPI0-port og USB-tilslutninger
Microcontroller boards og single board computere tilbyder hobbyister og hobbyister muligheden for at implementere deres egne elektronikprojekter. En enkelt kortcomputer er en uafhængig computer, der allerede er udstyret med alle de væsentlige komponenter, der kræves til dens drift. Dette er komponenter såsom processorer, urgeneratorer og read-only memory (ROM) samt grænseflader, for eksempel til W-LAN eller Ethernet. Som udtrykket enkeltkort allerede antyder, kombineres alle komponenter på et enkelt kredsløbskort.
Et eksempel på en kendt enkeltpladecomputer er Raspberry Pi, et en-chip-system med en ARM-mikroprocessor. Det var oprindeligt designet til hobby- og uddannelsesmæssige formål, men bruges også i industrien, for eksempel inden for måling, kontrol og reguleringsteknologi og procesautomation.
Microcontroller boards er mindre komplekse end single-board computere og er meget enkle og brugervenlige. Hjertet i disse kredsløbskort er en mikrokontroller. Det er en halvlederchip, der skjuler elektroniske komponenter, såsom en processor, hukommelse, timer-moduler eller digital-til-analog-konverter. Hver mikrocontroller er udstyret med såkaldte I / O-stifter (input / output pins). Dette er kontakter, som digitale signaler kan modtages eller sendes med.
Om de fungerer som input- eller output-kontakter kan frit bestemmes. Af denne grund kaldes antallet af kontakter også samlet som "generel input / output" (engelsk: GPIO). Pins, der er konfigureret som input, er i stand til at modtage signaler, hvis de f.eks. Er tilsluttet en sensor. En pin, der er konfigureret som en udgang, gør det blandt andet muligt at styre LED'er, højttalere, motorer, sensorer eller skærme. De elektroniske komponenter er tilsluttet de tilsvarende indgange og udgange og kan aflæses, styres og kombineres med hinanden af mikrokontrolleren.
Et meget kendt mikrokontrolpanel er Arduino. Det fås i forskellige modelvarianter, der er forskellige i deres udstyr. For eksempel er der Arduino Uno, Arduino Nano og Arduino Mega. Arduino Uno er meget velegnet til små projekter på grund af sit lille antal grænseflader og er et godt valg for begyndere. En udvidet version er Arduino Nano, som er forudbestemt til miniature-projekter takket være dets særligt lille format. Arduino Mega er kendetegnet ved et stort antal I / O-stifter og er derfor velegnet til mere komplekse projekter.
Hvad er Arduino Shields og Pi HATs?
Arduino Shields og Pi HATS er den nemmeste måde at udvide funktionalitetsområdet på almindelige mikrokontrollerborde eller enkeltkortcomputere. Med deres hjælp kan ekstra perifere enheder installeres uden at skulle lodde, skrue eller wire. Integration af springere og brødbrædder er ikke nødvendig. Så dette er pladsbesparende løsninger, der kræver lidt indsats.
Arduino-afskærmninger er ekspansionsplader, der er tilsluttet et Arduino-kort. De har det samme formål som udvidelseskort til pc'er og tilføjer yderligere funktionalitet ved at øge Arduinokapaciteten. De er designet til nøjagtigt at matche form og pin-tildeling af hovedtavlen. Af denne grund kan de nemt fastgøres. I modsætning hertil er Pi HAT'er designet til Raspberry Pi. Forkortelsen HAT står for hardware fastgjort ovenpå, som allerede opsummerer formålet med tavlerne. Pi HAT'er er også blot tilsluttet. Afhængig af versionen er de velegnede til implementering af forskellige projekter.
En stor fordel ved Arduino Shields og Pi HATs er, at de kan kombineres med hinanden. Dette gør det muligt at bruge flere skjolde eller HAT'er på en enhed. Udvidelseskortene bruger stifter på undersiden til at hente stikkontakter, der ikke er påkrævet, og bro dem til gengæld til toppen af brættet. Dette tillader, at flere skjolde eller HAT'er kan stables oven på hinanden. Den tekniske betegnelse for dette er stabling. Det er vigtigt at bemærke, at der ikke er dobbelt tildeling af de enkelte stifter. Nogle tavler har derfor DIP-switche eller jumpere til at ændre tildelingen af de forespurgte stifter.
Hvilke typer Arduino-skjolde og Pi-HAT'er er der?
Shields og HATs fås i forskellige versioner og er hver designet til specifikke formål. De mest udbredte er datatransmissionskort (Ethernet, WLAN, Bluetooth og så videre). Årsagen hertil er, at mange Arduino-tavler, for eksempel, ikke i sig selv er netværkskompatible. Ethernet-skjolde er en mulighed for stadig at etablere en netværksforbindelse. Arduino er tilsluttet det lokale netværk og endelig forbundet til internettet. WiFi- og Bluetooth-skjolde er også tilgængelige og kan bruges til at parre smarte enheder. Det er også muligt at integrere en Arduino i mobilnetværket, f.eks. Ved hjælp af et GPRS-skjold.
Skærme og HAT'er bruges også til at styre motorer (f.eks. Via relæer). Ved hjælp af Arduino Motor Shield, for eksempel, kan motorer og servoer tilsluttes, betjenes og styres på Arduino-tavlen. Derudover er der relæskærme, der tillader tilslutning af komponenter med høj driftsspænding, som Arduino ikke dækker som standard.
Prototyping er også muligt med skjolde og HAT'er til hurtigt at afprøve enkle kredsløb eller til at implementere nye ideer. Eksempler på prototypeplader er Arduino Proto Shield og Raspberry Pi Prototyping HAT. Med sidstnævnte kan strukturer på brødbrættet (brødbræt til eksperimentelle kredsløb og eksperimenter) overføres til kredsløbspladen.
Derudover kan skjolde bruges til at vise data på et display eller til at kontrollere Arduino via berøringsskærm. LCD Shield og TFT Touch Shield er to gode eksempler på dette. Raspberry Pi Game Hat gør det muligt at omdanne bundkortet til en spilkonsol. Den har et display, kan afspille lyd og er udstyret med en indikator for batteriets opladningsstatus.
Selv komplette vejrstationer kan indstilles ved hjælp af skjolde og HAT'er. Raspberry Pi Sense HAT er for eksempel udstyret med sensorer til fugtighed, temperatur og lufttryk. Modulet er installeret i en afstand fra Raspberry-tavlen og er i kombination med den tilhørende software i stand til at registrere og registrere klimadata. Ud over en mini-joystick til indtastning af kommandoer har modulet en magnetfeltsensor og accelerationsdetektion, så det også kan bruges til at identificere magnetiske felter og måle accelerationsværdier.
Vores praktiske tip: Brug Arduino Shields og Pi HATS til det smarte hjem
Arduino og Raspberry Pi tilbyder adskillige muligheder for at gøre dit eget hjem "smartere" - især ved at integrere skjolde og HAT'er. For eksempel er der plug-in-boards, der fungerer som lydafspillere og gør det muligt at afspille musik fra skyen eller et lokalt netværk. Der er skjolde, der er udstyret med sensorer til røgdetektion og derfor gør det muligt at konvertere en Arduino til en røgdetektor. Raspberry Pi Automation HAT er endda velegnet til styring af elektriske apparater med lav driftsspænding.
FAQ - Ofte stillede spørgsmål om Arduino Shields og Pi HATs
Er der nogen måde at få adgang til Arduino Shields med Raspberry Pi?
Arduino-skjolde er eksplicit designet til Arduino, men kan også betjenes med Raspberry Pi ved hjælp af specielle platforme. For eksempel gør det indbyggede Pi-kort muligt at bruge Raspberry Pi- og Arduino-afskærmningerne sammen og uafhængigt. Derudover er adapterkort og andre broforbindelser tilgængelige på markedet.
Jeg vil stakke to afskærmninger oven på hinanden, der bruger de samme stifter. Er der en løsning på dette?
En løsning kan være det såkaldte mellemliggende skjold. Det er monteret mellem de to modstridende afskærmninger og afskærmer de øverste og nederste stifter fra hinanden, så de kan tildeles igen. Signalerne fra det øverste modul omdirigeres derfor, og konflikten fjernes derved.