Régi kalapok az új fejen

A Raspberry Pi 4-es verziójának várva várt megjelenését követően sok felhasználóban felmerült a kérdés, vajon a korábbi típusokhoz készült HAT panelek működni fognak-e továbbra is. Mostani cikkünkben két népszerű kiegészítő működését járjuk körbe, elsőnek az Astro Pi projekthez készült Sense HAT, majd a Pi szünetmentes tápegységének tekinthető PiJuice HAT kerül górcső alá.

1. A Sense HAT

A Sense HAT nevéhez méltóan egy érzékelőkkel telepakolt panel, aminek segítségével környezeti méréseket tudunk végezni, egészen pontosan a levegő hőmérsékletét, páratartalmát, nyomását tudjuk mérni, meg tudjuk határozni a panel x-y-z tengelyek menti pozícióját, illetve mindezen eredményeket meg tudjuk jeleníteni akár a HAT LED-mátrix kijelzőjén is. A fentieken kívül még egy iránytű szenzor, és egy apró joystick is található a lapkán, amivel egyszerűbb irányítási feladatokat tudunk ellátni.

A HAT tesztelését egy teljesen friss Raspbian Buster image letöltésével kezdjük, ami az alábbi linken érhető el:

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

A letöltött image-et egy, az SDFormatter programmal formázott, minimum 16GB-os kártyára írtuk a Win32 Disk Imager program segítségével. A teszthez felhasznált eszközök az alábbi képen láthatók:

A tesztelésre használt összeállítás pedig itt:

A Sense HAT könyvtár telepítése

Tekintettel arra, hogy a tesztelést frissen telepített image-el végeztük, a frissítés nem volt szükséges, egyébként célszerű a telepítést a terminál ablakban kiadott

sudo apt-get update

paranccsal kezdeni. Ezt követően a szükséges könyvtár letöltés, majd az újraindítás az alábbi parancsokkal végezhető el:

sudo apt-get install sense-hat
sudo reboot

Miután újraindult a rendszer, ellenőrizzük, hogy az I2C kommunikáció be legyen kapcsolva, majd gépeljük be az alábbi programot egy tetszőleges python szerkesztőbe. A Buster erre több lehetőséget is kínál, a Geany, a Thony Python IDE ill. a mu editor is rendelkezésre áll a Programozás menüben.

from sense_hat import SenseHat

sense = SenseHat()

sense.show_message("Hello world!")

A program első sora a szükséges könyvtár importálását végzi, a második sor hozzáadja programunkhoz a “sense” alias-t, a harmadik sor pedig a show_message utasítás segítségével kiírja a “Hello world” feliratot a kijelzőre.

Amennyiben minden rendben működött, programunkat az alábbi utasításokkal bővíthetjük:

– a kijelzőn végigfutó felirat elforgatása 180-fokkal:

sense.set_rotation(180) vagy sense.rotation = 180

– ha más felirat-színt szeretnénk beállítani:

sense.show_message("Hello world!", text_colour=[255, 0, 0])

Lehetőségünk van a kijelző pixeleinek egyenként történő programozására is, ezzel a módszerrel például így írható kérdőjel a LED-mátrixra:

from sense_hat import SenseHat

sense = SenseHat()

X = [255, 0, 0]  # Vörös
O = [255, 255, 255]  # Fehér

question_mark = [
O, O, O, X, X, O, O, O,
O, O, X, O, O, X, O, O,
O, O, O, O, O, X, O, O,
O, O, O, O, X, O, O, O,
O, O, O, X, O, O, O, O,
O, O, O, X, O, O, O, O,
O, O, O, O, O, O, O, O,
O, O, O, X, O, O, O, O
]

sense.set_pixels(question_mark)

További hasznos parancsok a kijelző, a szenzorok illetve a beépített joystick programozására az alábbi linken érhetők el:

https://pythonhosted.org/sense-hat/

Összefoglalva elmondható, hogy a Sense HAT a Raspberry Pi 4-es verziójával (is) kiválóan működik! Fontos tudnivaló, hogy a 4-es verzió alkatrészei (CPU, GPU, RAM) működés közben nagyobb hőt termelnek, mint a korábbi változatok, így tetszőleges HAT alkalmazásánál célszerű a számítógépet olyan módon hűteni, hogy biztosított legyen az alaplap és a rászerelt HAT közötti légáramlás!

2. PiJuice HAT

A második panel, aminek működőképességét teszteljük a Raspberry UPS-e, azaz szünetmentes tápegysége, a PiJuice HAT. Röviden tekintsük át a panel tulajdonságait:

• Teljesértékű szünetmentes tápegység, integrált Li-Po akkumulátorral
• Működőképes a A Raspberry Pi A +, B +, 2B, 3B, 3B +, 4B, Raspberry Pi Zero v1.3 Raspberry Pi Zero Wireless és bármilyen más, 40 tűs GPIO csatlakozóval ellátott Raspberry Pi verzióval
• Integrált RTC (valós idejű óra) áramkör
• Panelre szerelt intelligens ki-/bekapcsoló
• Alacsony fogyasztású mély-alvás állapot illetve ébresztés megszakítás / naptári esemény esetén
• Programozható többszínű RGB led (2 db.) és gombok (3 db.) felhasználó által konfigurálható lehetőségekkel
• Hardveres watchdog áramkör a Raspberry Pi bekapcsolásához és távoli alkalmazásokban való megbízható működéséhez
• Energiagazdálkodási API automatikus intelligens kikapcsolási képességgel, amennyiben az akkumulátorok lemerülnek
• Raspberry Pi HAT kompatibilis elrendezés, integrált EEPROM-mal az egyszerű plug and play működés érdekében
• Az összes GPIO kivezetés elérhető marad az átvezetős csatlakozó kialakításnak köszönhetően
• Többféle töltési mód, a HAT vagy a Pi USB csatlakozóján, illetve a GPIO csatlakozón keresztül
• Leállás nélküli akkumulátor-csere lehetőség
• Külső akkumulátor is alkalmazható a panel megfelelő csatlakozóján keresztül

A PiJuice HAT programjának telepítése

A HAT programjának telepítése nagyon egyszerű, attól függően, hogy a grafikus felülettel rendelkező teljes értékű, vagy az egyszerűsített változatot szeretnénk használni, gépeljük be az alábbi parancsok egyikét a terminál ablakba:

sudo apt-get install pijuice-gui
sudo apt-get install pijuice-base

A második változatot akkor érdemes használni, ha a Pi-n a Raspbian Lite fut, vagy ha monitor nélküli alkalmazást telepítünk.

A telepítés elvégzése után indítsuk újra a számítógépet!

Az újraindítást követően az eszköztáron megjelenik a PiJuice akkumulátor-töltöttség jelző ikonja, amire az egér jobb gombjával kattintva beléphetünk a Settings (beállítások) menübe. Ide a Start menü Beállítások/PiJuice Settings útvonalon is eljuthatunk.

Amennyiben parancssorból szeretnénk konfigurálni a HAT-et, terminál ablakban gépeljük be a

pjuice_cli

parancsot! Az alábbi menübe lépünk:

A menüben minden funkció elérhető, csakúgy, mint a grafikus változatban. Ezt a megoldást használhatjuk GUI nélküli telepítésnél, vagy, ha ssh segítségével konfiguráljuk a PiJuice HAT-et.

A Pijuice panel rendelkezik saját USB tápcsatlakozóval, így a Raspberry mindkét bemenetről működtethető. Azt, hogy melyik bemenet aktív, a HAT segédprogramjának HAT menüpontjában, illetve a CLI-s változat “status” oldalán tudjuk ellenőrizni.

Végül, de nem utolsósorban a firmware menü. Ez a menüpont, amit a főmenü paneljéről, a Configure HAT gomb megnyomásával érünk el, lehetővé teszi a firmware frissítését a PiJuice MCU chip-en. Amennyiben a menübe lépve a “Firmware is up to date” üzenetet látjuk, nincs dolgunk, a firmware napra kész, ilyenkor a frissítés gomb inaktív. Ellenkező esetben végezzük el a frissítést!

A Pijuice HAT használatakor fontos a hőmérséklet figyelése. Csakúgy, mint a Sense HAT esetében, javasolt az összeállítás hűtése, ami ebben az esetben az akkumulátor alkalmazása miatt még kritikusabb. A beállító menüben leolvashatjuk az akkumulátor aktuális hőmérsékletét, ami nem haladhatja meg a 38 celsius fokot. A képeken látható összeállításban 41 fokos CPU hőmérséklet mellett az akku 31 fokos.

Összefoglalóan elmondható, hogy mindkét vizsgált HAT teljes értékűen használható az új, 4-es verziójú Raspberry Pi-vel, de mindkét panel esetén célszerű az összeállítások megfelelő hőmérséklet mellett történő működése érdekében hűtést használni. Ez fokozottan igaz az akkumulátort tartalmazó Pijuice HAT esetében!

A cikkben használt Sense HAT panel és Pjuice készlet megvásárolható a MálnaPC Webshopjában!