Grove Base Kit für Raspberry Pi - Basis-Kit

Grove ist ein modulares Prototypensystem bestehend aus einer Basiseinheit und verschiedenen Elementen mit standardisiertem Stecker. Die Basiseinheit kann beispielsweise Arduino Uno oder Raspberry Pi sein, die Kommunikation, Datenverarbeitung und I/O-Steuerung von Grove-Modulen ermöglichen. Jedes Grove-Modul führt normalerweise eine Funktion aus, von einer einfachen Taste bis hin zu einem komplexeren Herzfrequenzmonitor. Alle Module verfügen über einen standardisierten Grove-Verbinder, mit dem Sie einzelne Elemente in einem Blocksystem einfach und schnell miteinander verbinden können, wodurch die Erstellung von Projekten mit einer größeren Anzahl von Elementen einfach und angenehm wird. Dies ermöglicht ein schnelleres Lernen und weniger kompliziertes Experimentieren, Bauen und Prototyping im Vergleich zu Löten oder Standard-Prototyping auf Basis von Drähten und Jumpern. Für den Minicomputer Raspberry Pi wurde ein Grove Base Hat-Konverter für den Anschluss an den GPIO-Anschluss entwickelt, der eine einfache Verbindung mehrerer Module ermöglicht.

Benutzer, die neu bei Grove sind, sollten den Anfängerleitfaden lesen, um die grundlegenden Grove- Operationen zu erlernen. Der erste Teil der Anleitung enthält Informationen zu den im Set enthaltenen Komponenten. Das nächste Kapitel behandelt die grundlegende Konfiguration des Raspberry Pi-Minicomputers, und nach diesen kurzen Vorbereitungen geht der Leitfaden zu 11 Anleitungsteilen über, in denen grundlegende Operationen in Bezug auf die Elemente des Starterkits vermittelt werden.  

Grove-Basiskit für Raspberry Pi

Das grundlegende Grove Start Kit besteht aus einem Grove Base Hat (für Raspberry Pi ) und 10 Grove-Modulen. Einzelheiten finden Sie weiter unten.

Ausführliche Beschreibung der Produkte

Grove-Base-Hut

Grove Base Hat für Raspberry Pi

Heute ist die Grove-Serie von Sensoren, Aktoren und Displays erheblich gewachsen. Es besteht aus immer neueren Modulen, die Ingenieuren, Lehrern, Studenten und sogar Künstlern die Arbeit erleichtern. Entwerfen, Gestalten, Bauen – all diese Aktivitäten sind dank Grove-Modulen schneller und einfacher geworden. All diese Faktoren führten dazu, dass das Modulangebot um Overlays erweitert wurde, die für Fans äußerst beliebter Minicomputer bestimmt sind. Grove Base Hat für Raspberry Pi und Grove Base Hat für RPi Zero. Dadurch können Sie die Funktionalität der Grove-Module mit den Möglichkeiten von Himbeeren voll ausschöpfen.

Der Grove Base Hat für Raspberry Pi ist mit digitalen und analogen Ports, Anschlüssen für I2C oder UART und PWM-Schnittstellen ausgestattet, damit dem Benutzer die Möglichkeiten nicht ausgehen. Dank des eingebauten Mikrocontrollers steht auch ein 12-Bit 8-Kanal Analog-Digital-Wandler für den Raspberry Pi zur Verfügung.

Eigenschaften

• Kompatibel mit Raspberry 4B / 3B + / 3B / 2B / Zero
• Eingebaute MCU
• 12-Bit-Analog-Digital-Wandler
• Multifunktionale Grove-Ports

Hardware-Übersicht

GPIO : Gleiches Layout wie Raspberry Pi.

PWM : Der PWM-Grove-Port wird mit GPIO/BCM-Pin 12 (PWM0) und GPIO/BCM-Pin 13 (PWM1) verbunden, dem Hardware-PWM-Pin des Raspberry Pi. Zusätzlich können alle GPIO-Pins als Software-PWM-Pins verwendet werden.

UART : Der Grove-UART-Port wird mit GPIO14 (UART0 TX) und GPIO15 (UART0 RX) verbunden. UART wird häufig auf Raspberry Pi als bequeme Möglichkeit zur Steuerung über GPIO oder zum Zugriff auf Kernel-Boot-Meldungen von einer seriellen Konsole (standardmäßig aktiviert) verwendet. Es kann auch verwendet werden, um Arduino, ATmega-Mikrocontroller, ESP8266 usw. an Ihren Minicomputer anzuschließen.

Digital : Es gibt 6 digitale Grove-Buchsen auf der Platine. Sie sind mit den Symbolen D5 / D16 / D18 / D22 / D24 / D26 gekennzeichnet.

Analog : Wie Sie wissen, hat der Raspberry Pi keinen Analog-Digital-Wandler, daher können analoge Sensoren nicht direkt daran angeschlossen werden. Mithilfe der eingebauten STM32-MCU kann der Grove Base Hat mit einem externen 12-Bit-Konverter arbeiten. Das bedeutet, dass Ihr Raspberry Pi mit analogen Sensoren arbeiten kann. Darüber hinaus stehen bis zu vier analoge Grove-Buchsen zur Verfügung. Nach der Umwandlung analoger Daten in digitale Daten gibt der Konverter diese über die I2C-Schnittstelle an den Raspberry Pi weiter.

I2C : Es gibt drei I2C-Ports auf der Platine, die alle direkt mit dem I2C-Port des Raspberry Pi verbunden sind. Sie können diesen Teil als I2C-Hub behandeln. Die meisten der neuen Grove-Module verfügen über eine I2C-Schnittstelle. Sie werden selbst feststellen, dass diese drei Ports äußerst nützlich sind.

SWD: Der SWD-Port wird zum Hochladen der Firmware des Shields verwendet. Darüber hinaus enthält dieser Abschnitt 3 GPIO-Pins, dh Pin 9 / Pin 10 / Pin 11. Diese Pins werden von keinem Grove-Port verwendet, Sie können sie verwenden, ohne sich Gedanken über das Pinning machen zu müssen.

Grove-Module

Grove - Summer

Dieses Modul verwendet als Hauptkomponente einen Piezo-Summer. Verbunden mit dem Digitalausgang ist es in der Lage, hohe Töne zu erzeugen. Durch den Anschluss an den analogen Ausgang können Sie Klänge mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugen. (Hinweis: Der Frequenzbereich, den das menschliche Ohr erkennen kann, reicht von 20 Hz bis 20 kHz).

Grove - Taster mit roter LED

Grove - roter Knopf mit LED-Diode. Der Knopf ist stabil und solide. Seine Lebensdauer beträgt ca. 100.000 Klicks. Dank der eingebauten LED-Diode können Sie es in vielen interessanten Projekten verwenden. Eine interessante Lösung ist die Verwendung als Tastenstatusanzeige.

Grove - Lichtintensitätssensor

Grove – Der Lichtsensor enthält einen Fotowiderstand, der die Lichtintensität erfasst. Der Widerstand des Fotowiderstands nimmt mit zunehmender Lichtintensität ab. Der Dual-OpAmp-LM358-Chip auf der Platine erzeugt eine Spannung, die der Lichtintensität entspricht (dh basierend auf dem Widerstandswert). Das Ausgangssignal ist ein analoger Wert, je heller das Licht, desto größer sein Wert.

Grove - Bodenfeuchtigkeitssensor

Der Feuchtigkeitssensor kann verwendet werden, um den Feuchtigkeitsgrad im Boden oder das Vorhandensein von Wasser um den Sensor herum zu erkennen. Das Modul hilft bei der Pflege von Pflanzen. Es ist einfach zu bedienen, legen Sie es einfach in den Boden und beginnen Sie mit dem Lesen der Daten. Mit dem Sensor können Sie ganz einfach ein Design für einen automatischen Blütenhydrationsindikator erstellen.

Grove - Mini-PIR-Bewegungssensor

Grove - Mini-PIR-Bewegungssensor ist ein passiver Infrarotsensor, mit dem Sie Bewegungen innerhalb seiner Reichweite erkennen können. Es reicht aus, es mit dem Grove - Base Shield zu verbinden und entsprechend zu programmieren. Wenn sich jemand innerhalb des Erfassungsbereichs bewegt, ändert der Sensor den Zustand des SIG-Pins auf High.

Hain - Servo

Ein Servo ist ein Gleichstrommotor mit Getriebe und Rückkopplungssystem. Es wird in den Antriebsmechanismen von Robotern verwendet. Ein interessantes Modul für Grove-Liebhaber. Das Servo ist mit einem Grove-Stecker ausgestattet, wodurch für den Anschluss keine zusätzlichen Verbindungskabel erforderlich sind.

Grove - Temperatur- und Feuchtigkeitssensor (DHT11)

Temperatur- und Feuchtigkeitssensor mit werkseitig kalibriertem Digitalausgang. Das einzigartige kapazitive Sensorelement misst die relative Luftfeuchtigkeit und die Temperatur wird von einem Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) gemessen. Es zeichnet sich durch Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität aus. Bitte beachten Sie, dass dieser Sensor bei Temperaturen unter 0 Grad nicht funktioniert.

Hain - Relais

Das Grove Relay ist ein digitaler Schließer. Mit seiner Hilfe können Sie einen Hochspannungskreis mit niedriger Spannung, beispielsweise 5 V, vom Controller schalten. Auf der Platine befindet sich eine LED-Anzeige.

Grove - Ultraschall-Abstandssensor

Der Grove-Ultraschall-Abstandssensor ist ein berührungsloses Abstandsmessmodul, das mit einer Frequenz von 40 kHz arbeitet. Wenn wir ein gepulstes Triggersignal mit einer Dauer von mehr als 10 µs über einen einzelnen Pin liefern, sendet der Sensor 8 Zyklen bei 40 kHz aus und erkennt das Echo. Die Echoimpulsbreite ist proportional zur gemessenen Entfernung.

Grove - LCD-Display 16 x 2 (weiße Zeichen auf blauem Hintergrund)

Dieses Grove-Modul ist ein 16-Zeichen-LCD mit 2 Zeilen. Es verwendet die I2C-Busschnittstelle, um mit der Inbetriebnahmeplatine zu kommunizieren, wodurch die Anzahl der verwendeten Pins von 10 auf 2 reduziert wird, was für das Grove-System sehr praktisch ist. Das Anzeigemodul ermöglicht auch die Erstellung und Anzeige verschiedener Symbole, z.B. Herzen, mit einer einfachen Codekonfiguration.

Wie man anfängt?

Dazu benötigen wir:

• MicroUSB-Kabel
• Himbeer-Pi
• Micro SD Karte
• Grove-Basiskit für Raspberry Pi

Basisanleitung

Wie brenne ich Raspbian auf eine Karte?

1. Laden Sie Raspbian Stretch herunter

Laden Sie Raspbian Stretch von der offiziellen Raspberry Pi-Website herunter und wählen Sie die Version „mit Desktop und empfohlener Software“.

2. Win32 Disk Imager

• Laden Sie den Win32 Disk Imager von der Sourceforge Project-Website als Installationsdatei herunter und aktivieren Sie ihn, um die Software zu installieren.

• Stecken Sie die microSD-Karte in den Kartensteckplatz Ihres Computers.

• Führen Sie Win32DiskImager vom Desktop oder Menü aus.

• Wählen Sie im Gerätefeld den passenden Laufwerksbuchstaben für Ihre SD-Karte aus. Achten Sie darauf, das richtige Laufwerk auszuwählen: Wenn Sie das falsche auswählen, können Sie Daten auf der Festplatte Ihres Computers verlieren! Wenn Sie den SD-Kartensteckplatz Ihres Computers verwenden und das Laufwerk im Win32DiskImager-Fenster nicht sehen können, versuchen Sie es mit einem externen SD-Adapter.

• Klicken Sie auf „Schreiben“ und warten Sie, bis der Computer mit dem Schreiben fertig ist.

• Beenden.

• Schließen Sie das Programm und entfernen Sie die SD-Karte.

Grundkonfiguration

Drahtlose Verbindung und SSH

1. Erstellen Sie eine Datei mit dem Namen „wpa_supplicant.conf“ im /boot-Verzeichnis und kopieren Sie den folgenden Code.

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

Netzwerk = {
ssid = "WLAN-Name"
psk = "WLAN-Passwort"
key_mgmt = WPA-PSK
Priorität = 1
}

2. Erstellen Sie eine leere Datei mit dem Namen „ssh“ in Ihrem /boot-Verzeichnis.

3. Legen Sie die Raspbian-SD-Karte in den Raspberry Pi ein

4. Schließen Sie den Raspberry Pi an die Stromversorgung an.

5. Öffnen Sie Putty, um Ihren Computer mit dem Raspberry Pi zu verbinden.

Putty herunterladen: https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html

Standardbenutzername: pi. Standardpasswort: himbeere

VNC-Konfiguration

1. Öffnen Sie raspi-config, indem Sie den folgenden Befehl in das Terminal eingeben.

 sudo raspi-config

Scrollen Sie nach unten zu "5 Schnittstellenoptionen" und drücken Sie zur Auswahl "Enter".

Gehen Sie nach unten zu „P3 VNC“ und drücken Sie zur Auswahl „Enter“.

Wählen Sie zum Aktivieren „Ja“.

Wählen Sie „Okay“.

** 2. ** VNC-Viewer installieren

Laden Sie VNC Viewer herunter

Öffnen Sie VNC Viewer und geben Sie die IP-Adresse des Raspberry Pi ein. Sie finden die IP-Adresse, indem Sie ifconfig in das Raspberry Pi-Terminal eingeben (oder Sie können raspberrypi.local eingeben).

Geben Sie den Standardbenutzernamen und das Standardkennwort ein, jetzt können Sie den Raspberry Pi-Remote-Desktop aufrufen!

Geschafft zu!

Base-Hat-Konfiguration

1. Schalten Sie den Raspberry Pi aus

 sudo shutdown -h now

Verbinden Sie den Grove Base Hat mit dem Raspberry Pi.

2 . Schließen Sie den Raspberry Pi mit dem microUSB-Kabel an die Stromversorgung an, um den I2C-Bus zu aktivieren, öffnen Sie raspi-config mit dem folgenden Befehl.

 sudo raspi-config

Scrollen Sie nach unten zu "5 Schnittstellenoptionen" und drücken Sie zur Auswahl "Enter".

Gehen Sie nach unten zu „P5 I2C“ und drücken Sie zur Auswahl „Enter“.

Wählen Sie zum Aktivieren „Ja“.

Wählen Sie „Okay“.

Wählen Sie „Fertig stellen“, um Ihre Änderungen zu speichern.

3. Schnellinstallation mit dem folgenden Befehl.

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

Wenn alles erfolgreich war, sollten Sie die folgende Meldung sehen.

 grove.py-0.6 erfolgreich installiert
################################################## ## #####
Lastest Grove.py von github Installation abgeschlossen !!!!!
################################################## ## #####

4. Neben der Schnellinstallation können Sie auch alle Variablen installieren .

5. Klonen Sie die neueste Repository-Bibliothek python.py.

 Git-Klon https://github.com/Seeed-Studio/grove.py

LED-Tasten-Demo

Nach der grundlegenden Einrichtung des Raspberry Pi können wir jetzt den LED-Democode ausführen. Hinweis: Sie müssen zuerst die obigen Schritte ausführen, um fortzufahren.

Hardware-Verbindung

Schritt 1: Verbinden Sie den Grove – rote LED-Taste mit dem D5-Anschluss am Base Hat

Schritt 2: Verbinden Sie den Base Hat mit dem Raspberry Pi

Schritt 3: Verbinden Sie den Raspberry Pi mit dem microUSB-Kabel mit einer Stromquelle.

Gib den code ein

Schritt 1 : Geben Sie den folgenden Befehl ein, um eine Python-Datei zu erstellen

 cd grove.py
nano example.py

Schritt 2 : Kopieren Sie den folgenden Code in die Python-Datei

 #! / usr / bin / env python

Importzeit
aus grove.grove_ryb_led_button import GroveLedButton

def main ():
    ledbtn = GroveLedButton (5)

    während wahr:
        ledbtn.led.light (Wahr)
        time.sleep (1)

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

if __name__ == '__main__':
    hauptsächlich ()

Schritt 3 : Führen Sie das Programm aus

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

Wenn Sie einmal auf die LED-Taste klicken, wechselt die LED auf "ON", und wenn Sie sie lange gedrückt halten, auf "OFF". Nach einem Doppelklick auf die Taste beginnt die LED zu blinken.

 pi @ himbeerpi: ~ / grove.py $ sudo ./example.py
LED einschalten
LED einschalten
LED ausschalten
LED einschalten
LED blinken
^ CTraceback (letzter Aufruf zuletzt):
  Datei "./example.py", Zeile 17, in
    hauptsächlich ()
  Datei "./example.py", Zeile 14, in main
    time.sleep (1)
KeyboardInterrupt
pi @ himbeerpi: ~ / grove.py $ 

Eine Erklärung des Blinkcodes

Da sich Module in Python aufeinander beziehen, können verschiedene Module unterschiedliche Definitionen von „ main " haben und es kann immer nur ein Eingabeprogramm geben. Die Wahl des Eingabeprogramms hängt vom Wert des Namens ab. „If__name __ = = ' main '" ist , bedeutet dies, dass es sich um eine Python-Emulation handelt.

 if __name__ == '__main__':
    hauptsächlich ()

Grove-Basiskit für Raspberry Pi

Sind Sie bereit, das Grove-System kennenzulernen? Wir haben 8 Tutorials erstellt, die Sie mit den Kernmodulen von Grove beginnen können. Dieser Abschnitt zeigt Ihnen, wie Sie Module anschließen und in realen Anwendungen verwenden.

Voraussetzung

Um mit dem Grove-Tutorial zu beginnen, sind Grundkenntnisse des Raspberry Pi und der Programmiersprache Python erforderlich. Bitte vergewissern Sie sich, dass Sie das obige Tutorial zur grundlegenden Einrichtung erfolgreich abgeschlossen haben, die Blink-LED-Demo abgeschlossen haben und sicherstellen, dass sie vollständig mit Ihrem Raspberry Pi und Grove Base Hat kompatibel ist.

Lernerfolge

• Sie können Grove Base Hat verwenden, um Anwendungen mit Grove-Modulen zu erstellen.
• Sie können jedes Element des Grove Starter Kits demonstrieren und das entsprechende Modul für Ihre eigenen Projekte verwenden
• Sie können die in diesem Kit enthaltenen Modultypen und ihre Verwendung erkennen.
• Sie werden den Unterschied zwischen einem analogen und einem digitalen Signal verstehen.