BMP180 模組使用提示 - Raspberry Pi 接線與程式測試

網頁中所使用的零件可至露天賣場訂購：

• Bosch BMP180 數位氣壓感測模組 ( 氣壓、溫度 ) - (可用於 Raspberry Pi, Arduino, 單晶片, 8051, AVR)


• {3V3} 整合型{ 4/8BIT,IIC,4SPI }1602英文字型LCD螢幕(附排針,16x2,藍底白色,LED 背光)-可用於樹莓派,Arduino,單晶片,8051,AVR)

I2C 電壓轉換電路請參照下面網頁的說明

• 使用 N-Channel MOSFET 做 I2C 電壓準位轉換電路

BMP180 的晶片使用說明與溫度、氣壓和海拔高度的計算，請參考下面網頁中的說明

• 如何使用 Bosch BMP180 數位氣壓感測器模組計算溫度、大氣壓力與海拔高度 ?

如果沒有購買賣場的 BMP180 數位氣壓感測器模組，在沒有賣場提供的程式碼之下，這網頁中的內容就對你幫助不大。

Raspberry Pi + BMP180 數位氣壓感測模組 + {3V3}整合型 1602 LCD @ I²C Mode

這篇網頁主要說明如何使用賣場所提供的樹莓派 ( Raspberry Pi ) BMP180 程式。這程式只包含一個檔案，所有 BMP180 的操作、溫度、大氣壓力、海拔高度，以及反算海平面壓力與大氣壓力都在其中，經由檔案開頭處的參數設定，就可以很方便操控整個程式 !

到貨啦 ! 整套的樹莓派外殼、攝像機固定架與保護套, Sweetbox, Heatsinks, ScorPi, CAMlot

慶祝到貨 !!! Sweetbox + Heatsink + 整合型{ 4/8BIT,IIC,4SPI }1602英文字型LCD螢幕
SPI 通訊控制模式

小、又貼身的樹莓派外殼 Sweetbox，使用瑞士 EMS 生產的的 Nylon 材料製成，耐衝擊又不派掉落，可隨身攜帶，裝拆都很方便。

若手邊有官方攝像機的話，配合 ScorPi (樹莓派攝像機可撓性固定架) 和 CAMlot (真皮材質樹莓派攝像機保護套)，不但可保護攝像機又可任意調整攝像機角度，整體配合起來非常簡潔美觀，有設計感！

[ 新版本 0.7 釋出 ] WebIOPi - 使用瀏覽器 (或手機) 控制樹莓派的 GPIO

最新版本：Version 0.7 ( 2014-03-01 )
WebIOPi 版本更新發佈網址：Internet of Things framework
WebIOPi 說明、安裝、使用說明網址：WebIOPi

新版本 0.7 增加了很多樣東西的支援，例如 PiFace Digital 擴充卡、溫溼度感測器，還有特別支援用來支援 GertBoard 的 MCP3002 ADC 和 MCP4802 DAC 晶片，和修正一些使用者反應的問題。作者花了很長的一段時間才又推出這增強版，如果覺得 WebIOPi 好用的話，別忘了 Donote 一下以感謝他的貢獻與分享！

下面是一段關於 0.7 版的 WebIOPi 加入支援 PiFace 的展示影片，可以藉由 WebIOPi 的網頁介面控制與設定 PiFace 上的 IO 開啟與關閉的時間

使用 Raspberry Pi 驅動 LCD 顯示 DHT-11 所測得的環境溫濕度

需要 DHT-11 (溫濕度感測器) 的話請到露天賣場訂購：DHT11 - 溫濕度感測器

DHT-11 使用 DATA 接腳與處理器之間做通訊與同步，採用串行單線數據格式，一次通訊時間在 4ms 左右，數據分為整數與小數部分，一次完整數據輸出為 40-bit，高位元先輸出：

數據格式：8-bit 濕度整數數據 + 8-bit 濕度小數數據 +
                    8-bit 溫度整數數據 + 8-bit 溫度小數數據 + 8-bit 檢驗和

檢驗和是溫濕度整數與小數四個數據相加之後取末 8 位元數據資料，至於詳細的通訊過程請參閱 "DHT11溫濕度感測器說明書" 的說明。

下面的例子將使用 Raspberry Pi (樹莓派) 與 DHT-11 作通訊取得溫濕度數據，並將數據顯示在 LCD上。

首先，我們延用部落格網頁 "驅動 16x2 LCD 螢幕 (英文文字型)" 的線路，並增加 DHT-11 於線路中；DHT-11 使用 3.3V 電源供應，資料通訊使用樹莓派 GPIO P1 第 10 支 pin 腳 (也就是 RxD, #15) 連接 DHT-11 DATA 接腳。

ps. #15 表示是 BCM2835 GPIO 15 的意思


材料列表：

• Raspberry Pi (Model B, Rev2.0 (512MB))
• 特製 GPIO 彩色排線
• 雙頭長排針 ( GPIO 排線用)
• 麵包板連接測試跳線(公對公)
• DHT11 - 溫濕度感測器 (附電阻)
• 英文字型 LCD 螢幕 (附排針與可變電阻, 16x2,藍底白字, LED 背光)
• 麵包板

[ 認識與使用 Gertboard ] 第五部曲 - 數位轉類比 ( MCP4802 ) 和類比轉數位 ( MCP3002 ) 轉換器 ( D to A and A to D converters )

學習樹莓派週邊不容錯過的學習利器 "Assembled Gertboard (Rev2.0)"，心動不如馬上行動！！露天賣場：

Assembed Gertboard (Rev2.0) - 利用 Raspberry Pi (樹莓派) 學習與開發電子 (週邊) 的最佳拍檔

PiGertboard 套件 (A) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 嵌入式套件

PiGertboard 套件 (B) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 外接式套件

Gertboard - A to D and D to A Converters ( 橙色部分 )，source: Gertboard User Manual (Rev 2.0)

Gertboard - D to A Converter 電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

Gertboard - A to D Converter 電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

Gertboard -  電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

[ 認識與使用 Gertboard ] 第四部曲 - 馬達驅動控制器 ( Motor Controller )

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PiGertboard 套件 (A) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 嵌入式套件

PiGertboard 套件 (B) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 外接式套件

Gertboard - Motor Controller ( 粉紅色框線 )，source: Gertboard User Manual (Rev 2.0)

GertBoard 使用 ROHM BD6222HFP 做為馬達驅動控制器，可以驅動最大電壓 DC 18V 電流 2A 的直流有刷馬達。晶片 ( 如下圖 ) 有兩支接腳 MOTOR_A 與 MOTOR_B 可以輸入高或低準位控制直流馬達轉動方向，並且可以在單一接腳輸入 PWM 訊號對馬達進行轉速的控制，這兩支接腳位於電路板中間偏右下的位置，標示名稱是 J5，接腳名稱為 MOTA 與 MOTB

Gertboard - Open Collector Driver 電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

[ 認識與使用 Gertboard ] 第三部曲 - ULN2803 開集極驅動 ( Open Collect Driver )

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PiGertboard 套件 (A) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 嵌入式套件

PiGertboard 套件 (B) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 外接式套件

Gertboard - Open Collector Driver ( 黃色框線 )，source: Gertboard User Manual (Rev 2.0)

GertBoard 的 open collector driver ( 開集極驅動，位置位在 GertBoard 的右上方 ) 使用八通道 ULN2803 達靈頓驅動 IC，電壓輸出最大可達 DC 50V，每一通道最大電流可達 500mA，可以用來驅動 LEDs、直流馬達、步進馬達以及繼電器，但在 GertBoard 只開放六個通道做使用。

Gertboard - Open Collector Driver 電路圖，source: Assembled Gertboard Schematics

[ 認識與使用 Gertboard ] 第二部曲 - 輸出入緩衝線路 ( 開關和 LED )

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PiGertboard 套件 (A) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 嵌入式套件

PiGertboard 套件 (B) - Raspberry Pi (樹莓派) Gertboard 外接式套件

Gertboard - Buffer I/O ( + switches and LEDs )，source: Gertboard User Manual (Rev 2.0)

緩衝器可以作為輸出的驅動也可以保護內側的電路。也就是將原本的輸出訊號在經過緩衝器之後可以驅動更多的元件；或是當外部輸出短路或是有突波訊號時，會先衝擊到緩衝器，進而保護接收輸出訊號的元件。

另外，在網路上找到這英文的說明可作為參考，若還是存在疑問請自行 Google 一下 !!!

Buffers (in analog circuits) are used when you need to lower the impedance/increase current capability. They're also useful if you want to tap a signal in a circuit and don't want to put a load on that circuit that might cause the voltage to drop. For example, you might have a circuit that generates a signal and you want to bring that signal out to an external connector that you can plug a data logger or whatever into. If you put a buffer in between the original signal and the data logger output, you don't have to worry about the data logger causing a voltage drop on the original signal. Or if you accidentally short out the output, the circuit won't be affected or damaged.

Another use for a buffer is if you have a chip that has a high output impedance (such as an accelerometer) which you want to feed into a ADC that has a lower input impedance. The ADC would load the accelerometer too much and the voltage will drop; the buffer will prevent that.

Digital buffers are used as logic inverters (inverting buffers) or as simple buffers similar to the analog example above (to increase fan-out capabilities or to protect circuits against shorts when going to an external connector).

[ 認識與使用 Gertboard ] 首部曲 - 瞭解 GertBoard 電路板、建置編輯環境與測試程式碼下載與安裝

Gertboard 可說是 Raspberry Pi (樹莓派) 一個理想的添加裝置，特色有：

• 可直接插入到樹莓派上


• 可以檢測與響應外部物理事件


• 檢測與輸出類比電壓


• 驅動 (直流、步進) 馬達 (18V, 2A max)


• 檢測按鍵動作


• 點亮 LED


• 驅動繼電器


• 六大區塊各自獨立，可互相結合使用，更富使用上的彈性 ! (請看下面說明)


• 以上全部都可由樹莓派直接做控制


• 豐富的軟體資源與使用者手冊，讓使用上更加的方便 !

[AlaMode] RTC 晶片 (DS3231) 使用說明

需要選購 AlaMode 可至露天賣場，賣場網址如下：

{ AlaMode } 完全兼容於 Arduino 可直接嵌入 Arduino 擴充板的 Raspberry Pi (樹莓派) 擴充板

AlaMode 入門套件 - 在樹莓派開發你 (妳) 熟悉的 Arduino

樹莓派連線 AlaMode 的 RTC 模組

本文是接續 "AlaMode: Get Started (中文入門說明)"，指令可以連貫下來。不過對於要在樹莓派設定其他 RTC 晶片的使用者，卻可視為獨立的使用說明。

本篇所使用的作業系統版本是：2013-02-09-wheezy-raspbian。不一定要跟我一樣，因為步驟只要對了就可以。

AlaMode 與樹莓派間的通訊連接有 I2C、SPI 和串列 UART 這幾種，其中程式燒錄使用串列通訊，而 RTC 晶片與樹莓派使用 I2C 通訊協定且為 Slave。

要瞭解 AlaMode 首先就是要看懂與清楚電路圖，才能正確連接外掛線路與使用，下面提供一個另外匯出為 PDF 清晰的 AlaMode 電路圖，給需要了解線路的看倌一個方便。

下載或觀看清晰的 AlaMode 電路圖 (原始電路圖使用 KiCAD 繪製，可以上網找原始檔案，不過下載不方便，請使用版本控制軟體 (建議 SmartSVN) 同步下載 )

AlaMode 的 RTC 晶片 ( DS3231 ) 在樹莓派中如何設置 ? 有兩種方法：一種是手動設置，但每次都要自行輸入指令才能開啟，不過對於熟悉整個開啟 RTC 流程很有幫助；另一個就是自動模式，藉由修改三個系統檔案，使其相關檔案與設定能在樹莓派開機時自動載入。

詳細設定說明，就請繼續往下看！

AlaMode: Get Started (中文入門說明)

Raspberry Pi + AlaMode + Arduino Motor Shield

Arduino 有很多的擴充板 ( 有什麼擴充板可參考 Arduino Shield List ) 可以搭派主板使用，而且擁有很多的函式庫可以相互搭配用來做為學習或是開發；樹莓派是一小型的嵌入式系統，可用來學習或是開發 Linux 系統。兩者藉由 AlaMode 擴充板可緊密的結合在一起，不但可以相互配合，更可以發揮一加一大於二的能力。

[PiFace Digital 首部曲] 樹莓派作業系統 (2013-02-09-wheezy-raspbian) 之環境設定

網頁最後修改時間：2018/08/02

PiFae Digital 在樹莓派作業系統的環境設定與軟體安裝是一連貫的步驟，請從"七部曲設置 PiFace Digital 擴充板" 開始。

作業系統版本更新為：2013-02-09-wheezy-raspbian

Step 1：樹莓派作業系統之環境設定

這個步驟可做可不做，但是一定要開啟 SSH server！！！

如果是新建的作業系統，開機之後會之接進入到 raspi-config 選單裡；如果沒有，就輸入下面指令開啟選單

pi@raspberrypi ~ $ sudo raspi-config

raspi-config 選單

[PIR] 使用人體紅外線感應 (PIR) 模組，製作家中安全防護及警報系統

在這篇文章中，將介紹使用 Python 與 C 語言接收人體紅外線感應 ( PIR) 模組觸發訊號後，發送預警電子郵件給指定的收件人的程式寫作方法。若你是使用智慧型手機的話，開啟收信軟體更能即時的收到預警郵件通知。

最後延伸使用以配合繼電器模組的方式，另外控制照明設備的開或關，若以警報裝置做取代的話，更能達到嚇阻效果！

七部曲設置 PiFace Digital 擴充板

網頁最後修改時間：2018/08/02

提醒：閱讀這篇文章之前，若對 PiFace 陌生的話，一些簡單的功能描述不會在此說明清楚了，請上網自行找基本資料看，下面將會直接進入到 Raspberry Pi (樹莓派) 的環境設定、套件與軟體的安裝，請自行斟酌！

Raspberry Pi + PiFace Digital

[PiFace Digital 二部曲] 開啟樹莓派 SPI 介面

網頁最後修改時間：2018/08/02

PiFae Digital 在樹莓派作業系統的環境設定與軟體安裝是一連貫的步驟，請從"七部曲設置 PiFace Digital 擴充板" 開始。

Step 2: 開啟樹莓派 SPI 介面

當拿到 PiFace Digital 擴充板 (本文簡稱 PiFace ) 之後，首先要做的就是要設置樹莓派與 PiFace 之間的通訊。不像 GertBoard 擴充板是將 GPIO  直接拿來用 ( 樹莓派上面的接腳就等於是 GertBoard 上的接腳 ) ，PiFace 是使用樹莓派的 SPI 介面控制 MCP23S17 ( 高速 (10 MHz)  SPI 協議 16-bit 雙向 IO 擴充 IC)，規劃成 8 個輸出 (GPA#) 和 8 個輸入 (GPB#)。

8 個輸入中，其中有 4 個帶有觸動開關按鈕；8 個輸出都帶有 LED 指示燈，其中 2 個可額外控制繼電器開關。

詳細請參考電路圖 (2012/02/05)。

樹莓派與 MCP23S17 (bi-directional 16-bit IO Expander with Serial Interface) 連接線路

[PiFace Digital 三部曲] 安裝與測試仿真器 ( Emulator ) 軟體

網頁最後修改時間：2018/08/02

PiFae Digital 在樹莓派作業系統的環境設定與軟體安裝是一連貫的步驟，請從"七部曲設置 PiFace Digital 擴充板" 開始。

Step 3: 安裝與測試仿真器 ( Emulator ) 軟體

Step 2 完成之後，接下來我們要安裝 PiFace 函式庫並且要改變 SPI 介面的使用的權限，這些動作可以經由下載一個 script 檔案來完成 (PiFace Get Started Guide (Feb. 2013) 入門指導書上面的指令有錯)，請輸入下面的指令進行下載以及安裝，這會安裝幾分鐘，請耐心等待！！

[PiFace Digital 四部曲] 使用 Python 控制 PiFace 擴充卡

網頁最後修改時間：2018/08/02

PiFae Digital 在樹莓派作業系統的環境設定與軟體安裝是一連貫的步驟，請從"七部曲設置 PiFace Digital 擴充板" 開始。

Step 4: 使用 Python 控制 PiFace 擴充卡

不管是直接使用樹莓派還是用 VNC viewer 登入 LXDE 桌面環境，打開終端機程式，輸入下面指令開啟 PiFace 仿真器軟體，我們要先作輸出測試

pi@raspberrypi ~ $ piface/scripts/piface-emulator

VNC viewer + PiFace Emulator

[PiFace Digital 五部曲] 使用 C 語言控制 PiFace 擴充卡

網頁最後修改時間：2018/08/02

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Step 5：使用 C 語言控制 PiFace 擴充卡

PiFace 的 C 語言函式庫可以使用在步驟 3 安裝仿真軟體所產生的目錄，就有檔案可以安裝。

進行安裝之前，我們必須先安裝 automake 套件，不然在接下來執行 autogen.sh 會找不到 autoreconf 這個檔案

pi@raspberrypi ~ $ sudo apt-get install automake libtool

輸入下面指令進行 piface C 語言函式庫安裝

pi@raspberrypi ~ $ cd piface/c/
pi@raspberrypi ~/piface/c $./autogen.sh && ./configure && make && sudo make install

查看安裝 log

[PiFace Digital 六部曲] 使用 Scratch 控制 PiFace 擴充卡

網頁最後修改時間：2018/08/02

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Step 6：使用 Scratch 控制 PiFace 擴充卡

PiFace 可以使用 Scratch 控制的原因是來自於 Mesh，Mash 是一種可以讓 Scratch 與外部程式分享變數和使用外部程式偵測感測器的方法，通過這種方法 Scratch + Mesh 就可以與 PiFace 做溝通。

在 Scratch 安裝與設置 Mesh：

Mesh 在 Scratch 預設是關閉的，因此必須先叫出 System Browser ，選擇 "Scratch-UI-Panes" --> "ScratchFrameMorph" --> "menu/button actions" --> "addServerCommandsTo:"，再修改其中文一段文字敘述，存檔之後，就可以開啟 Scratch 的 Mesh 功能。詳細的操作說明請參照下面的圖說：

按住鍵盤上的 Shift 鍵，再移動到滑鼠在螢幕左上角的 SCRATCH 的 R 字上方點擊滑鼠左鍵

R 點擊的位置

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[PiFace Digital 七部曲] PiFace Digital 各單元介紹

網頁最後修改時間：2018/08/02

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Step 7：PiFace Digital 各單元介紹

PiFace 各單元的功能說明，可由下圖看出，詳細的元件佈置與電路圖編號可由電路板 3D 圖面得知

PiFace 各單元說明圖，from: PiFace Digital DM