树莓派Sense HAT (B)扩展板使用教程

产品概述

我是专为树莓派设计的传感器扩展板,板载了陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计和温湿度传感器等,I2C接口通信,支持外接更多传感器。 如果你想把树莓派DIY成可以检测运动姿态、方位的机器人,或者想让树莓派采集周围环境的温湿度、大气压强等传感器数据,那就带上我吧。 

产品特点

  • 板载Raspberry Pi 40pin GPIO接口,适用于Raspberry Pi系列主板
  • 板载ICM20948(3轴加速度、3轴陀螺仪和3轴磁力计),可检测运动姿态、方位和磁场
  • 板载SHTC3数字温湿度传感器,可感知环境的温度和湿度
  • 板载LPS22HB大气压强传感器,可感知环境的大气压强
  • 板载TCS34725颜色识别传感器,可识别周围物体的颜色
  • 板载ADS1015芯片,4通道12位精度ADC,可扩展AD功能以便接入更多传感器
  • 引出I2C控制接口,方便接入STM32等主控板
  • 提供完善的配套资料手册(Raspberry/STM32等示例程序)

产品参数

产品参数
工作电压:3.3V
通信接口:I2C
逻辑电压:3.3V
产品尺寸:65 x 30.5(mm)
加速度计特性:分辨率:16位
量程(可选):±2、±4、±8、±16g
陀螺仪计特性:分辨率:16位
量程(可选):±250、±500、 ±1000、±2000°/sec
磁力计特性:分辨率:16位
量程:±4900µT
气压计特性:分辨率:24位压力数据,16位温度数据;
测量精度(常温下): ±0.025hPa
测量范围:260 ~ 1260 hPa
测量速率:1 Hz - 75 Hz
温湿度传感器特性:测量精度(湿度):±2% rH
测量范围(湿度):0% ~ 100% rH
测量精度(温度):±0.2°C
测量范围(湿度):-30 ~ 100°C
颜色识别传感器分辨率:4通道RGBC,每个通道16位
AD转换芯片分辨率:12位

产品大PK

PK项Sense HAT (B)树莓派Sense HAT备注
陀螺仪测量范围:±250/500/1000/2000 dps
分辨率:16位
测量范围:±245/500/2000 dps
分辨率:16位
B型角速度可选量程更多
加速度计测量范围:±2/4/8/16 g
分辨率:16位
测试范围:±2/4/8/16 g
分辨率:16位
 
磁力计测量范围:±49 gauss
分辨率:16位
测量范围:±4/8/12/16 gauss
分辨率:16位
B型磁力测量范围更广
气压计测量范围:260 ~ 1260 hPa
测量精度(常温下): ±0.025hPa
测量速率:1 Hz - 75 Hz
测量范围:260 ~ 1260 hPa
测量精度(常温下):±0.1 hPa 
测量速率:1 Hz - 25 Hz
B型大气压测量的精度更高,速率更快
温湿度传感器测量精度(湿度):±2% rH
测量范围(湿度):0% ~ 100% rH
测量精度(温度):±0.2°C
测量范围(温度):-30 ~ 100°C
测量精度:±4.5% rH
测量范围:20% ~ 80% rH
测量精度(温度):±0.5°C
测量范围(温度):15 ~ 40°C
B型温湿度测量的精度更高,范围更广
其他颜色识别传感器
高精度12位AD转换芯片
8×8 RGB LED矩阵
五向摇杆
B型板载颜色传感器,支持AD接入更多传感器

使用指南

下载例程

  • 在微雪电子官网上找到对应产品,在产品资料打开下载路径,在wiki中下载示例程序:


  • 将下载下来的解压包解压,得到如下文件:


ADS1015:AD转换例程 (STM32 , BCM2835,WringPi 和Python四种例程)设备地址:0x48
ICM-20948:9轴传感器例程(STM32 , BCM2835,WringPi 和Python四种例程)设备地址:0x68
LPS22HB:气压传感器例程(STM32 , BCM2835,WringPi 和Python四种例程 )设备地址:0x5C
SHTC3:温湿度传感器例程(STM32 , BCM2835,WringPi 和Python四种例程 )设备地址:0x70
TCS34725:颜色识别传感器例程(STM32 , BCM2835,WringPi 和Python四种例程 )设备地址:0x29

注:该模块的所有传感器的I2C地址均不同,用户可同时使用板载的所有传感器。

树莓派例程使用

拷贝到树莓派

  • 使用读卡器将SD卡插入电脑,将会显示一个名为Boot的可移动盘。


  • 将解压文件中RaspberryPi文件夹复制到boot根目录下


  • 然后弹出U盘,将SD卡插入树莓派中,插上USB上电,查看/boot目录的文件


  • 执行如下命令将其复制到用户目录下,并修改其用户权限
  1. sudo cp -r /boot/RaspberryPi/ ./
  2. sudo chmod 777 -R RaspberryPi/


  • 进入目录,查看文件:


安装库函数

需要安装必要的函数库(wiringPi、bcm2835、python库),否则以下的示例程序可能无法正常工作。安装方法详见:

  • 安装BCM2835库:

http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/
进入BCM2835的官网下载并把安装包复制到树莓派上,运行如下:

  1. sudo tar zxvf bcm2835-1.xx.tar.gz
  2. cd bcm2835-1.xx
  3. sudo ./configure
  4. make
  5. sudo make check
  6. sudo make install

其中xx代表的是下载的版本号,例如我下载的文件是bcm2835-1.52,那么就应该执行:sudo tar zxvf bcm2835-1.52.tar.gz

  • 安装wiringPi库:
  1. sudo apt-get install git
  2. sudo git clone git://git.drogon.net/wiringPi
  3. cd wiringPi
  4. sudo ./build
  • 安装python库:
  1. sudo apt-get install python-pip
  2. sudo pip install RPi.GPIO
  3. sudo pip install spidev
  4. sudo apt-get install python-imaging
  5. sudo apt-get install python-smbus
  • 开启I2C接口:
  1. sudo raspi-config





接线定义

Sense HAT (B)Raspberry Pi (Board)Raspberry Pi (BCM)
VCC3.3V3.3V
GNDGNDGND
SDA3P2
SCL5P3

ICM20948示例程序 -9轴传感器演示

  • bcm2835程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。 编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/ICM-20948/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/ICM-20948/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo ./ICM20948_D

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • wiringPi程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。
编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/ICM-20948/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/ICM-20948/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo ./ICM20948_D

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • python程序

在终端输入以下命令执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/ Sense HAT (B)/ICM-20948/Raspberry Pi/python $ sudo python ICM20948.py

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板,通过串口2输出数据。 连线如下:

Sense HAT (B)STM32
VCC+5V/+3.3V
GNDGND
SDAPB9
SCLPB8

编译并下载程序:

打开串口助手,设置波特率为115200
预期结果:

LPS22HBTR示例程序 -气压传感器演示

注意:气压传感器的温度检测只作为补偿作用,如需准确的温度检测,请观察SHTC3温湿度传感器的数值为准。

  • bcm2835程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。
编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/LPS22HB/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/LPS22HB/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo ./ LPS22HB

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • wiringPi程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。 编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/LPS22HB/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/LPS22HB/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo ./ LPS22HB

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • python程序

在终端输入以下命令执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/ Sense HAT (B)/LPS22HB/Raspberry Pi/python $ sudo python LPS22HB.py

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板,通过串口2输出数据。
连线如下:

Sense HAT (B)STM32
VCC(注意:跳线帽要跳到相应位置)+5V/+3.3V
GNDGND
SDAPB9
SCLPB8

编译并下载程序:

打开串口助手,设置波特率为115200
预期结果:

SHTC3示例程序 -温湿度传感器演示

注意:树莓派自身发热会影响实际测量温度,板子有引出I2C接口,如需准确的环境温度,可将树莓派跟模块隔一段距离再通过线材来连接来检测。

  • bcm2835程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。

编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/SHTC3/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/SHTC3/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo ./SHTC3

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • wiringPi程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。
编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/SHTC3/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/SHTC3/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo ./SHTC3

预期结果:


按下Ctrl+C结束程序。

  • STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板,通过串口2输出数据。
连线如下:

Sense HAT (B)STM32
VCC(注意:跳线帽要跳到相应位置)+5V/+3.3V
GNDGND
SDAPB9
SCLPB8

编译并下载程序:

预期结果:
传感器正常无错误,LED2亮起:


当空气湿度低于80%时LED3不亮。当空气湿度大于或等于80%时LED3亮起。

TCS34725示例程序 -颜色识别传感器演示

  • bcm2835程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。
编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/TCS34725/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/TCS34725/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo ./main

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • wiringPi程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。
编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/TCS34725/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/TCS34725/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo ./main

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • python程序

在终端输入以下命令执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/ Sense HAT (B)/TCS34725/Raspberry Pi/python $ sudo python TCS34725.py

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板,通过串口2输出数据。
连线如下:

Sense HAT (B)STM32
VCC(注意:跳线帽要跳到相应位置)+5V/+3.3V
GNDGND
SDAPB9
SCLPB8

编译并下载程序:

打开串口助手,设置波特率为115200
预期结果:

这数据怎么转换成颜色呢?下面介绍一个工具,复制到浏览器打开即可

  1. https://www.sioe.cn/yingyong/yanse-rgb-16/

也可以下载

  1. http://www.waveshare.net/w/upload/0/05/Hexacolor3.7z





ADS1015示例程序 -AD转换演示

  • bcm2835程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。 编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/ADS1015/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/ADS1015/Raspberry Pi/bcm2835 $ sudo ./AD

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • wiringPi程序

进入Linux终端,在终端执行以下命令。
编译程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/ADS1015/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo make

执行程序:

  1. pi@raspberrypi ~/Sense HAT (B)/ADS1015/Raspberry Pi/wiringPi $ sudo ./AD

预期结果:

按下Ctrl+C结束程序。

  • STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板,通过串口2输出数据。
连线如下:

Sense HAT (B)STM32
VCC(注意:跳线帽要跳到相应位置)+5V/+3.3V
GNDGND
SDAPB9
SCLPB8

编译并下载程序:

打开串口助手,设置波特率为115200
预期结果:


价格: ¥95
型号: Sense HAT (B)
制造商: 斑梨电子
SKU: 0102005