這十個嵌入式工程師最青睞的樹莓派擴展板讓你受用半生
附加在樹莓派開發板上的硬體板卡(Hardware Attached on Top；HAT)——Pi HAT或(英國)稱為Bonnets，為開發平台提供了功能選項的擴展與升級，例如添加額外的GPIO、音頻/視訊功能、繼電器、馬達驅動器、擴展的通訊選項以及其他一系列功能選項。
樹莓派(Raspberry Pi)開發板上的各種硬體擴展板(HAT)越來越多，幾乎每隔幾個月就會新產品上市。透過HAT添加更多自定義功能，讓工程師與創客在Raspberry Pi上不斷擴展出更多的設計，特別是具有獨特功能以及提供更多開發選擇的精選HAT…
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正文開始：
1: Sense HAT
（來源：Raspberry Pi）
Raspberry Pi基金會(Raspberry Pi Foundation)設計的Sense HAT是專為英國ESA航天員Tim Peake首次前進國際太空站(ISS)的任務而打造的(AstroPi)。這是一款配備擴充傳感器套件的Pi (1/2/3)，包括陀螺儀、加速度計、磁力計、溫度、氣壓和濕度等傳感器。它還包括一個8×8 RGB LED矩陣、一個5鍵操縱杆，而且可以使用Python編程。在該基金會的項目網頁上甚至提供免費的AstroPi工具庫。
2: PiJuice Mobile Power Platform
（來源：Pi Supply）
PiJuice可攜式平台是Raspberry Pi的不斷電行動電源HAT，可讓你設計不需要直接連接電源的設計項目，例如遠程物聯網(IoT)平台或手持遊戲設備。在標準版本中，PiJuice配備了摩托羅拉(Motorola) Droid 2 1820mAh容量的電池，可根據具體應用為Pi 3供電4至6小時。
如果需要的話，還可以更換掉原有電池，改用5,000或10,000mAH+的更大鋰離子聚合物(Lipo)電池，以提供更多電量。該HAT還配備預焊接頭，允許從PiJuice接取Pi的GPIO接腳，讓您在需要時添加額外的HAT。板載STM32-F0微控制器(MCU)、RTC和on/off開關提供電源管理功能，包括深度睡眠狀態、智能開機以及軟關機選項。
3: Adafruit 16通道PWM/Servo HAT
（來源：Adafruit）
Raspberry Pi是機器人項目的絕佳平台，不過它在驅動伺服馬達時確實存在問題——PWM並不是十分精確，因而可能需要使用外部電源，以免當負載電流達到峰值時造成Pi故障。Adafruit的16信道PWM/伺服馬達HAT，有助於克服這些問題，並能夠控制16個伺服馬達，提供高達1.6KHz的PWM，並且能以5V供電而不會產生任何斷續電流。
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
（來源：Pimoroni）
除了保有機器人設計趨勢，Pimoroni的RoboHAT還擁有驅動任何行動機器人項目所需的一切。該擴展板具有一對H-Bridge直流(DC)馬達驅動器、6X 5V電平轉換GPIO GVS 3接腳輸入、4X 5V電平轉換GPIO GVS 3接腳輸出、4接腳超音波距離傳感器接頭，以及用於不同馬達的獨立電源選項(最高11V和1.5A)。它還提供5V開關穩壓器，可安全地為機器人和Pi (7V至10V電池)供電。Pimoroni提供免費的Python工具庫連結、額外的軟體以及使用RoboHAT的示例。
5: Pimoroni Automation HAT
（來源：Pimoroni）
Pimoroni聲稱其自動化擴展板是一款「萬事通」，因為它將一大堆強大的功能集塞進其監控和自動化控制器中。Automation HAT能夠控制幾乎任何高達24V的裝置——包括噴水滅火系統、喂魚器、盲人自動化和照明系統。
Automation HAT配備3X 24V (2A)繼電器、3X 12位ADC (最高24V)、3X 24V容限緩衝輸入、3X 24V容限吸收輸出、15通道LED指示燈，以及一個12位ADC (0至3.3V)。應該注意的是，Automation HAT不應該與開關電源電壓一起使用，只能在24V或更低的電壓下使用。如同其他HAT產品一樣，Pimoroni提供了Python工具庫的連結，有助於啟動自動化項目。
6: ProtoCentral HealthyPi v3
（來源：ProtoCentral via CrowdSupply）
我相信每一款專案都有最適合它的HAT，即使是用於監測健康的HAT，例如ProtoCentral的多參數生命體徵監測擴充板HealthyPi，它可以作為獨立單元使用，也可以搭配Raspberry Pi。ProtoCentral以工具套件形式提供HealthPi，具有溫度、脈搏血氧儀和ECG呼吸傳感器以及20個粘合電極。無論您是否搭配HAT與Pi一起使用，都需要透過觸控螢幕來監控生命徵象並調整參數。盡管HealthyPi缺少FDA認證，但足以證明是家庭使用的重要工具。
7: Linkwave The Pilot
（來源：Linkwave）
Raspberry Pi 3 Model B提供了乙太網絡、800.11n Wi-Fi和藍牙4.1/LE等通訊選項，非常適合本地應用，但對於遠程任務而言卻顯薄弱。Linkwave的Pilot HAT增加了2G/3G/4G蜂巢式連接，適用於需要增加距離的情況。該擴展板配備Sierra Wireless HL 3G/HSPA無線電、支持GPS和GLONASS的SiRFstar V GNNS定位晶片以及micro-SIM插槽。Pilot透過USB或序列鏈路與Pi通訊，具有用於定位、數據傳輸和控制選項的獨立信道。它還具有40針直通功能，因此也可以將其他HAT結合在一起。
8: Dragino LoRa GPS HAT
（來源：Dragino）
搭配Dragino的LoRa GPS HAT，讓Raspberry Pi的通訊選項不僅有Wi-Fi、藍牙和蜂巢式網絡，還增加了調頻。該HAT搭載了SX1276/SX1278收發器(歐洲868MHz/433MHz，美國915MHz)以及L80 GPS。它還具有LoRa數據機，支持168dB的最大煉路預算、+20dBm~100mW恆定RF輸出、+14dBm的高效功率放大器(PA)。此外，它還支持高達300kbps的可編程比特率、61Hz解析度的全整合型合成器、超快AFC的自動RF Sense和CAD，以及內建溫度傳感器和低電量LED指示燈。
在GPS方面，LoRa GPS HAT提供功率采集(25mA)/功率追蹤(20mA)、高達300kbps的可編程比特率、可調節(4800/115200bps，預設9600bps)的UART串行接口，以及NMEA 0183/PMTK協議等功能。
9: http://RasP.io Duino
（來源：http://RasP.io）
http://Rasp.io Duino HAT是一個類似於Arduino Uno的開發板，可以使用Raspberry Pi進行編程，讓您開發應用並將其直接上傳到電路板。只要從Pi取下，即可獨立運作，單獨使用或搭配Pi都很好用。
http://RasP.io配備ATMEGA328P微控制器、72點原型設計區域，以及GND、3V3和5V電源軌，讓您添加自己的組件。它提供了6個模擬輸入埠，用於傳感器、14個數字I/O、6X PWM輸出，所有的埠都有清楚的標籤說明以便於辨識。
10: UUGear Witty Pi 2
（來源：UUGear）
Witty Pi 2為Raspberry Pi提供了RTC和電源管理選項，並提供單鍵按鈕用於開/關功能，關閉後切斷Pi和外圍設備的所有電源，而且能夠預定啟動或關閉排程，其腳本還可定義複雜的電源開/關序列。
Witty Pi 2配備了40針可堆棧接頭、狀態指示LED、CR2032/CR2025電池插槽以及采用micro USB或XH2.54連接器的5V DC電源選項。該擴展板還可使用Bash或經由UUGear GitHub頁面上的GUI應用程式進行編碼。
越來越多的新款HAT開發出來，似乎每隔幾個月都會有新產品上市。這些擴展板來自商業實體的生產，以及像您這樣的工程師和創客——通常在Crowd Supply和Kickstarter等網站上成功獲得群眾募資後進行生產。透過擴展板添加額外的自定義功能，讓Raspberry Pi Foundation的設計進一步擴展的想法，在十年前是前所未聞的，這讓我不禁想知道HAT在未來幾年內還會變化出哪些新發展。