市场上有许多不同的单板计算机(SBC ),每年都会有更多的新产品加入这一行列。这些单板计算机是最近许多电子设计项目的基础，它们为工程师提供了一套丰富的功能，用于创建从机器人到家庭自动化的一切以及介于两者之间的所有设计。虽然每个版本都配备了一些令人印象深刻的硬件，但并没有针对每个项目设计的全方位解决方案，而这正是扩展板(或插件)可以充分发挥作用的地方。
连接到Raspberry Pi开发板的硬件(硬件连接在顶部；HAT)——Pi HAT或Bonnets(英国)为开发平台提供了功能选项的扩展和升级，例如添加额外的GPIO、音频/视频功能、继电器、电机驱动器、扩展通信选项和一系列其他功能选项。
就像市面上那么多SBC，有用的扩展板几乎足够出书了。所以本周图集将重点介绍树莓Pi平台的扩展板。虽然市场上有如此多的“帽子”(扩展板)，但选择以下产品是因为它们具有独特的功能，并提供了更多的开发选项。
1、Sense HAT
(来源：树莓派)
Sense HAT由Raspberry PiFoundation设计，是专门为英国欧空局宇航员蒂姆皮克(Tim Peake)的首次任务而设计的，用于推进国际空间站(ISS) (AstroPi)。这款Pi (1/2/3)配备了扩展传感器套件，包括陀螺仪、加速度计、磁力计、温度、气压和湿度传感器。它还包括一个88 RGB LED矩阵和一个5键操纵杆，可以用Python编程。基金会的项目网站上甚至有免费的AstroPi工具库。
2、PiJuice Mobile Power Platform
(资料来源：Pi供应)
PiJuice便携平台是树莓Pi的不间断电源帽子，可以让你设计不需要直接连接电源的设计项目，比如远程物联网(IoT)平台或者手持游戏设备。在标准版本中，PiJuice配备了摩托罗拉)Droid 2 1820mAh电池，可根据具体应用为Pi 3供电4至6小时。
如果有必要，可以用更大的5000或10,000mAH的锂离子聚合物(Lipo)电池来代替原来的电池，以提供更大的功率。帽子还配备了预焊接头，允许您访问PiJuice的GPiO引脚，允许您在需要时添加额外的帽子。片上STM32-F0微控制器(MCU)、RTC和开/关开关提供电源管理功能，包括深度睡眠状态、智能上电和软关断选项。
3、Adafruit 16通道PWM/Servo HAT
(来源：Adafruit)
Raspberry Pi是一个优秀的机器人项目平台，但它在驱动伺服电机方面确实存在问题。——PWM不是很准确，可能需要使用外部电源，避免负载电流达到峰值时PI失效。Adafruit的16通道PWM/伺服电机帽子有助于克服这些问题，可以控制16个伺服电机，提供高达1.6KHz的PWM，5V供电，没有任何间歇电流。
4、Pimoroni RoboHAT
(来源：皮莫罗尼)
除了保持机器人设计趋势，Pimoroni的RoboHAT还拥有驱动任何移动机器人项目所需的一切。扩展板有一对H桥直流(DC)电机驱动器，6X5V电平转换GPIO GVS 3引脚输入，4X 5V电平转换GPIO GVS 3引脚输出，4引脚超声波距离传感器连接器，以及用于不同电机的独立电源选项(最高11V和1.5A)。它还提供了5V开关稳压器，可以安全地为机器人和Pi供电(7V到10V电池)。Pimoroni提供免费的Python工具库链接、附加软件和使用RoboHAT的例子。
5、Pimoroni Automatio
n 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，AutomationHAT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、800.11nWi-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SierraWireless 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、RasP.io Duino
（来源：RasP.io）
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。
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5VDC电源选项。该扩展板还可使用Bash或经由UUGearGitHub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。
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