这十个嵌入式工程师最青睐的树莓派扩展板让你受用半生
附加在树莓派开发板上的硬件板卡(Hardware Attached on Top；HAT)——Pi HAT或(英国)称为Bonnets，为开发平台提供了功能选项的扩展与升级，例如添加额外的GPIO、音频/视讯功能、继电器、马达驱动器、扩展的通讯选项以及其他一系列功能选项。
树莓派(Raspberry Pi)开发板上的各种硬件扩展板(HAT)越来越多，几乎每隔几个月就会新产品上市。透过HAT添加更多自定义功能，让工程师与创客在Raspberry Pi上不断扩展出更多的设计，特别是具有独特功能以及提供更多开发选择的精选HAT…
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正文开始：
1: Sense HAT
（来源：Raspberry Pi）
Raspberry Pi基金会(Raspberry Pi Foundation)设计的Sense HAT是专为英国ESA航天员Tim Peake首次前进国际太空站(ISS)的任务而打造的(AstroPi)。这是一款配备扩充传感器套件的Pi (1/2/3)，包括陀螺仪、加速度计、磁力计、温度、气压和湿度等传感器。它还包括一个8×8 RGB LED矩阵、一个5键操纵杆，而且可以使用Python编程。在该基金会的项目网页上甚至提供免费的AstroPi工具库。
2: PiJuice Mobile Power Platform
（来源：Pi Supply）
PiJuice可携式平台是Raspberry Pi的不断电行动电源HAT，可让你设计不需要直接连接电源的设计项目，例如远程物联网(IoT)平台或手持游戏设备。在标准版本中，PiJuice配备了摩托罗拉(Motorola) Droid 2 1820mAh容量的电池，可根据具体应用为Pi 3供电4至6小时。
如果需要的话，还可以更换掉原有电池，改用5,000或10,000mAH+的更大锂离子聚合物(Lipo)电池，以提供更多电量。该HAT还配备预焊接头，允许从PiJuice接取Pi的GPIO接脚，让您在需要时添加额外的HAT。板载STM32-F0微控制器(MCU)、RTC和on/off开关提供电源管理功能，包括深度睡眠状态、智能开机以及软关机选项。
3: Adafruit 16通道PWM/Servo HAT
（来源：Adafruit）
Raspberry Pi是机器人项目的绝佳平台，不过它在驱动伺服马达时确实存在问题——PWM并不是十分精确，因而可能需要使用外部电源，以免当负载电流达到峰值时造成Pi故障。Adafruit的16信道PWM/伺服马达HAT，有助于克服这些问题，并能够控制16个伺服马达，提供高达1.6KHz的PWM，并且能以5V供电而不会产生任何断续电流。
Files & Downloads
·Datasheet for servo/PWM control chip PCA9685
·Full Official Specifications for Pi HAT dimensions
·EagleCAD PCB files on GitHub
·Fritzing object in Adafruit Frizting Library
4: Pimoroni RoboHAT
（来源：Pimoroni）
除了保有机器人设计趋势，Pimoroni的RoboHAT还拥有驱动任何行动机器人项目所需的一切。该扩展板具有一对H-Bridge直流(DC)马达驱动器、6X 5V电平转换GPIO GVS 3接脚输入、4X 5V电平转换GPIO GVS 3接脚输出、4接脚超音波距离传感器接头，以及用于不同马达的独立电源选项(最高11V和1.5A)。它还提供5V开关稳压器，可安全地为机器人和Pi (7V至10V电池)供电。Pimoroni提供免费的Python工具库链接、额外的软件以及使用RoboHAT的示例。
5: Pimoroni Automation HAT
（来源：Pimoroni）
Pimoroni声称其自动化扩展板是一款“万事通”，因为它将一大堆强大的功能集塞进其监控和自动化控制器中。Automation HAT能够控制几乎任何高达24V的装置——包括喷水灭火系统、喂鱼器、盲人自动化和照明系统。
Automation HAT配备3X 24V (2A)继电器、3X 12位ADC (最高24V)、3X 24V容限缓冲输入、3X 24V容限吸收输出、15通道LED指示灯，以及一个12位ADC (0至3.3V)。应该注意的是，Automation HAT不应该与开关电源电压一起使用，只能在24V或更低的电压下使用。如同其他HAT产品一样，Pimoroni提供了Python工具库的链接，有助于启动自动化项目。
6: ProtoCentral HealthyPi v3
（来源：ProtoCentral via CrowdSupply）
我相信每一款专案都有最适合它的HAT，即使是用于监测健康的HAT，例如ProtoCentral的多参数生命体征监测扩充板HealthyPi，它可以作为独立单元使用，也可以搭配Raspberry Pi。ProtoCentral以工具套件形式提供HealthPi，具有温度、脉搏血氧仪和ECG呼吸传感器以及20个粘合电极。无论您是否搭配HAT与Pi一起使用，都需要透过触控屏幕来监控生命征象并调整参数。尽管HealthyPi缺少FDA认证，但足以证明是家庭使用的重要工具。
7: Linkwave The Pilot
（来源：Linkwave）
Raspberry Pi 3 Model B提供了以太网络、800.11n Wi-Fi和蓝牙4.1/LE等通讯选项，非常适合本地应用，但对于远程任务而言却显薄弱。Linkwave的Pilot HAT增加了2G/3G/4G蜂巢式连接，适用于需要增加距离的情况。该扩展板配备Sierra Wireless HL 3G/HSPA无线电、支持GPS和GLONASS的SiRFstar V GNNS定位芯片以及micro-SIM插槽。Pilot透过USB或序列链路与Pi通讯，具有用于定位、数据传输和控制选项的独立信道。它还具有40针直通功能，因此也可以将其他HAT结合在一起。
8: Dragino LoRa GPS HAT
（来源：Dragino）
搭配Dragino的LoRa GPS HAT，让Raspberry Pi的通讯选项不仅有Wi-Fi、蓝牙和蜂巢式网络，还增加了调频。该HAT搭载了SX1276/SX1278收发器(欧洲868MHz/433MHz，美国915MHz)以及L80 GPS。它还具有LoRa调制解调器，支持168dB的最大炼路预算、+20dBm~100mW恒定RF输出、+14dBm的高效功率放大器(PA)。此外，它还支持高达300kbps的可编程比特率、61Hz分辨率的全整合型合成器、超快AFC的自动RF Sense和CAD，以及内建温度传感器和低电量LED指示灯。
在GPS方面，LoRa GPS HAT提供功率采集(25mA)/功率追踪(20mA)、高达300kbps的可编程比特率、可调节(4800/115200bps，预设9600bps)的UART串行接口，以及NMEA 0183/PMTK协议等功能。
9: http://RasP.io Duino
（来源：http://RasP.io）
http://Rasp.io Duino HAT是一个类似于Arduino Uno的开发板，可以使用Raspberry Pi进行编程，让您开发应用并将其直接上传到电路板。只要从Pi取下，即可独立运作，单独使用或搭配Pi都很好用。
http://RasP.io配备ATMEGA328P微控制器、72点原型设计区域，以及GND、3V3和5V电源轨，让您添加自己的组件。它提供了6个模拟输入埠，用于传感器、14个数字I/O、6X PWM输出，所有的端口都有清楚的标签说明以便于辨识。
10: UUGear Witty Pi 2
（来源：UUGear）
Witty Pi 2为Raspberry Pi提供了RTC和电源管理选项，并提供单键按钮用于开/关功能，关闭后切断Pi和外围设备的所有电源，而且能够预定启动或关闭排程，其脚本还可定义复杂的电源开/关序列。
Witty Pi 2配备了40针可堆栈接头、状态指示LED、CR2032/CR2025电池插槽以及采用micro USB或XH2.54连接器的5V DC电源选项。该扩展板还可使用Bash或经由UUGear GitHub页面上的GUI应用程序进行编码。
越来越多的新款HAT开发出来，似乎每隔几个月都会有新产品上市。这些扩展板来自商业实体的生产，以及像您这样的工程师和创客——通常在Crowd Supply和Kickstarter等网站上成功获得群众募资后进行生产。透过扩展板添加额外的自定义功能，让Raspberry Pi Foundation的设计进一步扩展的想法，在十年前是前所未闻的，这让我不禁想知道HAT在未来几年内还会变化出哪些新发展。