Дополнительный модуль, плата расширения, Sense Hat для Raspberry Pi, датчики ориентации, давления, влажности, температуры

Универсальная плата расширения Sense Hat создана для реализации самых разнообразных проектов на базе Raspberry Pi. Набор функций устройства настолько широкий, что варианты его применения ограничены только фантазией разработчика. Плата Raspberry Sense Hat является оригинальной разработкой Pi Foundation, поэтому она идеально совместима со всеми одноплатными микрокомпьютерами Raspberry Pi. Плата подключается с помощью GPIO порта, а ее габариты соответствуют размерам микрокомпьютера, что позволяет компактное и монолитное оборудование. На базе расширения интегрирован внушительный набор чувствительных датчиков:

- гироскоп для определения угловой скорости;
- акселерометр для измерения активности линейного ускорения;
- датчик температуры с диапазоном измерения 0-60C и точностью измерений ± 2C;
- датчик измерения относительной влажности;
- магнитометр для измерения магнитного поля земли или отдельных материалов;
- барометр для определения атмосферного давления.

Такой разнообразный набор датчиков на одной плате Sense Hat не позволяет назвать дополнение унифицированным. Конечно, в рамках одного проекта практически невозможно использовать все доступные датчики. Эта плата больше подходит для экспериментаторов и людей, которые только осваивают возможности Raspberry Pi. Хотя, с помощью изделия создаются вполне профессиональные устройства различного предназначения.

Матричный дисплей как главная фишка

Важным преимуществом и отличительным элементом Raspberry Sense Hat является интегрированный в плату светодиодный дисплей. Он состоит из 64-х "умных" RGB светодиодов, которые способны генерировать 24-битный настоящий свет. Светодиодная матрица позволяет задавать цвет свечения из 16777216 вариантов. Существуют варианты создания пульта управления светодиодами с помощью мобильных устройств.

Конечно, матрицы 8х8 светодиодов не достаточно для детализированной индикации, поэтому если важна точность, то нужно подобрать унифицированные решения. Но Sense Hat является универсальной платой для экспериментаторов, поэтому такой светодиодной матрицы вполне достаточно для получения качественного опыта работы LED-индикацией. Нужно учитывать, что более сложные светодиодные матрицы намного сложнее настраиваются.

Технические характеристики Sense Hat

Плата расширения для Raspberry создана на базе проверенного временем и практикой многих разработчиков контроллера WS2812B. Он имеет низкое энергопотребление, что позволяет снизить нагрузку на систему питания. В результате открывается возможность расширения функционала будущего устройства дополнительными модулями. Контроллер обеспечивает скорость передачи данных на уровне 800Kbps, чего достаточно для быстрого сбора информации с датчиков, а также для качественной работы RGB светодиодов. Можно выделить характерные преимущества Raspberry Sense Hat:

- открытая библиотека на языке Python 3;
- возможность браузерной эмуляции работы;
- наличие пятипозиционного джойстика для мануального управления.

Благодаря своим техническим возможностям, эта плата расширения Raspberry получила широкое распространение в образовательных учреждениях, робототехнике, метеорологии и разработке беспилотных аппаратов.

Варианты практического применения

Если исходить из доступного набора датчиков, что самым логичным вариантом практического использования Sense Hat для Raspberry Pi является создание метеорологической станции. Для этой цели нужно активировать датчики температуры, влажности, атмосферного давления и магнитометр. С помощью любого микрокомпьютера Raspberry Pi можно будет быстро создать полноценную станцию для наблюдения за погодой. После простой настройки RGB-матрица будет в реальном времени демонстрировать уровень влажности, давления или температуры. Данные могут выводиться в виде графика или соответствующих шкал, а также всю полученную информацию можно передавать на компьютер, сохраняя и систематизируя ее. Систему можно усовершенствовать с помощью солнечных элементов питания, режима сна или других опций.

Плата Sense Hat широко используется для создания дополнительного автомобильного оборудование. Любители активной езды могут получить информативный датчик нагрузок с моментальной индикацией на светодиодной панели. Гироскоп поможет понять, какое угловое ускорение получил автомобиль при прохождении поворота. Акселерометр даст возможность зафиксировать и проанализировать нагрузку при ускорении и резком торможении. Такие продвинутые датчики сегодня доступны только в дорогих спортивных автомобилях.