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Grove Base Hat for Raspberry Pi Zero

如今，Grove 系列传感器、执行器和显示器已经发展成为一个庞大的家族。未来将有越来越多的 Grove 模块加入整个 Grove 生态系统。我们看到 Grove 帮助创客、工程师、教师、学生甚至艺术家进行构建、制作、创造...我们始终认为让 Grove 模块兼容更多平台是我们的责任。现在我们为您带来了 Grove Base Hat for Raspberry Pi 和 Grove Base Hat for Raspberry Pi Zero，换句话说，我们为 Raspberry Pi 带来了整个 Grove 系统。

Grove Base Hat for Raspberry Pi 提供数字/模拟/I2C/PWM/UART 端口以满足您的所有需求。在内置 MCU 的帮助下，Raspberry Pi 还可以使用 12 位 6 通道 ADC。

坦率地说，目前约有 60 个 Grove 模块支持 Grove Base Hat for Raspberry Pi。但是，我们将继续添加新的兼容模块，您使用得越多，添加的 Grove 模块就越多。

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特性​

  • 支持 Raspberry 2/ 3 B/B+ Zero
  • 内置 MCU
  • 12 位 ADC
  • 多类型 Grove 端口

规格参数​

项目值
工作电压3.3V
MCUSTM32
ADC12 位 6 通道
Grove 端口2 个数字端口
3 个模拟端口
1 个 I2C 端口
1 个 PWM 端口
1 个 UART 端口
Raspberry pi 通信总线I2C
I2C 地址0x04
caution

工作电压为 3.3V，请不要输入超过 3.3V 的电压，否则可能损坏 Raspberry Pi。此外，此扩展板无法通过 Grove 端口与 5V Grove 模块配合工作，请使用 3.3V 兼容的 Grove 模块。

硬件概述​

引脚定义​

概述

GPIO

与 Raspberry Pi 相同的引脚定义。

数字端口

此板上有 2 个数字 Grove 接口，通常 Grove 线缆的黄线（连接到 4 针 Grove 接口的顶部引脚）是信号线，因此我们将数字 Grove 端口命名为 D5/D16。

模拟端口

众所周知，Raspberry Pi 中没有 ADC，因此无法直接与模拟传感器配合工作。现在在内置 MCU STM32 的帮助下，Grove 扩展板可以作为外部 12 位 ADC 工作，这意味着您可以在 Raspberry Pi 上使用模拟传感器。更令人高兴的是，不是一个而是四个模拟 Grove 接口可用。

模拟传感器将模拟电压输入到 12 位 ADC。ADC 将模拟数据转换为数字数据后，通过 I2C 接口将数字数据输入到 Raspberry Pi。

PWM（脉宽调制）

Grove PWM 端口连接到 GPIO/BCM 引脚 12（PWM0）和 GPIO/BCM 引脚 13（PWM1），这是 Raspberry Pi 的硬件 PWM 引脚，此外，您可以将所有 GPIO 引脚用作软件 PWM 引脚。

note

0- Grove 端口旁边的所有丝印层引脚编号都是 BCM 引脚编号。BCM 引脚和物理引脚之间的区别请参考这里

1- 与硬件 PWM 相比，软件 PWM 不够精确，在高频率下会出现问题。

2- GPIO/BCM 引脚 18 也标记为 PWM0，实际上 GPIO/BCM 12 和 GPIO/BCM 18 共享同一个 PWM 通道，因此它们不能设置为不同的频率。

3- 音频插孔输出也使用 PWM 0 和 PWM 1，因此您不能同时在该插孔上输出音频并使用 PWM。

I2C

Grove I2C 端口直接连接到 Raspberry Pi 的 I2C 引脚。Seeed 的大多数新 Grove 模块都有 I2C 接口，您可能会发现此端口极其有用。

UART

Grove UART 端口连接到 GPIO14（UART0 TX）和 GPIO15（UART0 RX）。UART 通常在 Pi 上用作通过 GPIO 控制它的便捷方式，或从串行控制台访问内核启动消息（默认启用）。它也可以用作将 Arduino、bootloaded ATmega、ESP8266 等与您的 Pi 接口的方式。

SWD

我们使用 SWD 端口将固件烧录到此扩展板。此外，您可以在此部分看到 3 个 GPIO 引脚，即 引脚 9/引脚 10/引脚 11。这三个引脚未被任何 Grove 端口使用，您可以自由使用它们而无需担心引脚冲突。

开始使用​

硬件​

所需材料​

-- Raspberry Pi Zero x1
-- Grove Base Hat for Raspberry Pi Zero x1
-- Grove 模块

  • 步骤 1. 将 Grove Base Hat for Raspberry Pi Zero 插入 Raspberry Pi Zero。

  • 步骤 2. 将 Grove 模块插入相应的 Grove 端口。

  • 步骤 3. 使用 micro-usb 线缆为 Raspberry Pi Zero 供电。

caution

我们建议您在完成所有硬件连接后再为 Raspberry Pi 供电。请不要热插拔传感器模块，否则 Raspberry Pi 可能会崩溃。

软件​

在本节中，我们将介绍如何安装 seeed grove.py 库以及如何使用 Grove Base Hat for Raspberry Pi Zero 的 I2C、PWM、数字和模拟端口。

tip

如果您不知道如何使用 raspberry pi，请在开始之前查看这里。

架构​

为了操作 grove 传感器，grove.py 依赖许多硬件接口库，如 mraa/smbus2/rpi.gpi/rpi_ws281x。

在线一键安装

一键安装，快速开始，无论您怎么称呼它，使用下面的单个命令，我们可以安装/更新所有依赖项和最新的 grove.py。

caution

如果您使用的是 Raspberry Pi with Raspberrypi OS >= Bullseye，您不能使用此命令行。

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

如果一切顺利，您将看到以下通知。

        Successfully installed grove.py-0.5
        #######################################################
        Lastest Grove.py from github install complete   !!!!!
        #######################################################

逐步安装

除了一键安装，您也可以逐步安装所有依赖项和最新的 grove.py。请参考我们的 github 页面获取更多信息。

逐步安装

您可以通过克隆 grove.py 库来查看源文件。

caution

如果您使用的是 Raspberry Pi with Raspberrypi OS >= Bullseye，您必须仅使用 Python3 使用此命令行。

git clone https://github.com/Seeed-Studio/grove.py
cd grove.py
# Python2
sudo pip install .
# Python3
sudo pip3 install .

使用方法​

caution

如果您使用的是 Raspberry Pi with Raspberrypi OS >= Bullseye，您必须仅使用 Python3 使用此命令行。

现在您可以使用 Grove Base Hat for Raspberry Pi Zero 与数十个 Grove 模块，输入命令 grove_ 并按 tab 键来查看支持的 Grove 列表。

pi@raspberrypi:~$ grove_
grove_3_axis_compass_bmm150        grove_i2c_color_sensor_v2          grove_mini_pir_motion_sensor       grove_rotary_angle_sensor          grove_temperature_sensor
grove_4_digit_display              grove_i2c_motor_driver             grove_moisture_sensor              grove_ryb_led_button               grove_thumb_joystick
grove_air_quality_sensor_v1_3      grove_lcd_1.2inches                grove_oled_display_128x64          grove_servo                        grove_tilt_switch
grove_button                       grove_led                          grove_piezo_vibration_sensor       grove_slide_potentiometer          grove_touch_sensor
grove_collision_sensor             grove_light_sensor_v1_2            grove_pwm_buzzer                   grove_sound_sensor                 grove_ultrasonic_ranger
grove_gesture_sensor               grove_loudness_sensor              grove_recorder_v3_0                grove_switch                       grove_water_sensor
grove_high_accuracy_temperature    grove_mech_keycap                  grove_relay                        grove_temperature_humidity_sensor  
pi@raspberrypi:~$ grove_

然后我们将向您展示如何根据端口类型使用它们。

PWM 端口

caution

如果您使用的是 Raspberry Pi with Raspberrypi OS >= Bullseye，您必须仅使用 Python3 使用此命令行。

我们将以 Grove - buzzer 为例来介绍 PWM 端口。

硬件连接图

在命令行界面中输入以下命令 sudo grove_pwm_buzzer。

pi@raspberrypi:~$ sudo grove_pwm_buzzer
Insert Grove-Buzzer to Grove-Base-Hat slot PWM[12 13 VCC GND]

3800
3400
3000
2900
2550
2270
2000
exiting application

蜂鸣器将响几次然后停止，程序将自动退出。

数字端口

caution

如果您使用的是 Raspberry Pi with Raspberrypi OS >= Bullseye，您必须仅使用 Python3 使用此命令行。

我们将以 Grove - Ultrasonic Ranger 为例来介绍数字端口。

硬件连接图

在命令行界面中输入以下命令 grove_ultrasonic_ranger 5 6。

pi@raspberrypi:~$ python3 grove_ultrasonic_ranger 5 6
Detecting distance...
6.979909436456088 cm
7.966469074117726 cm
12.451204760321255 cm
15.184797089675378 cm
17.429220265355603 cm
18.73230112010035 cm
20.717752390894397 cm
19.83807004731277 cm
17.3059003106479 cm

^CTraceback (most recent call last):
  File "/usr/local/bin/grove_ultrasonic_ranger", line 11, in <module>
    load_entry_point('grove.py==0.5', 'console_scripts', 'grove_ultrasonic_ranger')()
  File "/usr/local/lib/python3.5/dist-packages/grove/grove_ultrasonic_ranger.py", line 107, in main
    time.sleep(1)
KeyboardInterrupt

当您改变Grove - 超声波测距传感器与目标物体之间的距离时，测量值会相应地改变。 按 ctrl+c 退出。

caution

对于大多数grove模块，您需要添加引脚号参数，如 grove_ultrasonic_ranger 5 6，5 和 6 是GPIO/BCM引脚。但是，您可能已经注意到在第一个示例 grove_pwm_buzzer 中，我们没有在命令后添加参数。这是因为PWM端口和I2C端口不需要引脚号参数。您可以在Grove插座旁边找到引脚号丝印。

模拟端口

我们将以Grove - 空气质量传感器 v1.3为例来介绍模拟端口。

硬件连接图

在命令行界面中输入以下命令 grove_air_quality_sensor_v1_3 0 1。

pi@raspberrypi:~$ grove_air_quality_sensor_v1_3 0 1
Detecting ...
62, Air Quality OK.
63, Air Quality OK.
61, Air Quality OK.
61, Air Quality OK.
59, Air Quality OK.
62, Air Quality OK.
60, Air Quality OK.
60, Air Quality OK.
59, Air Quality OK.
60, Air Quality OK.
60, Air Quality OK.
60, Air Quality OK.

57, Air Quality OK.
^CTraceback (most recent call last):
  File "/usr/local/bin/grove_air_quality_sensor_v1_3", line 11, in <module>
    load_entry_point('grove.py==0.5', 'console_scripts', 'grove_air_quality_sensor_v1_3')()
  File "/usr/local/lib/python3.5/dist-packages/grove/grove_air_quality_sensor_v1_3.py", line 68, in main
    time.sleep(.1)
KeyboardInterrupt

您可以使用此传感器检测空气质量。按 ctrl+c 退出。

note

您可能已经注意到，对于模拟端口，丝印引脚号类似于 A1, A0，但在命令中我们使用参数 0 和 1，与数字端口相同。因此请确保您将模块插入正确的端口，否则可能会出现引脚冲突。

I2C

我们将以Grove - OLED显示屏 128x64为例来介绍I2C端口。

硬件连接图

在命令行界面中输入以下命令 grove_oled_display_128x64。

pi@raspberrypi:~$ grove_oled_display_128x64
pi@raspberrypi:~$

看起来什么都没有发生，但是如果您检查您的oled，您可以找到网络世界中最著名的句子。😄

note

如果您使用I2C工具扫描grove模块的I2C地址，您可能会找到两个或更多地址。0x04是Grove Base Hat for Raspberry Pi的地址。

原理图在线查看器​

:::noteChange Note

由于ST32系列芯片全球缺货，价格上涨数倍且没有明确的交货日期。我们别无选择，只能切换到MM32芯片。具体替换型号如下：STM32F030F4P6TR被MM32F031F6P6替换。芯片替换后，产品功能、特性、使用方法和代码保持不变。需要注意的是固件版本已更改，出厂固件已根据不同芯片进行调整。如果您需要重新烧录固件，请下载与芯片对应的固件。 :::

资源​

项目​

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