附加在樹莓派開發(fā)板上的硬件板卡(Hardware Attached on Top；HAT)——Pi HAT或(英國)稱為Bonnets，為開發(fā)平臺提供了功能選項(xiàng)的擴(kuò)展與升級，例如添加額外的GPIO、音頻/視訊功能、繼電器、馬達(dá)驅(qū)動器、擴(kuò)展的通訊選項(xiàng)以及其他一系列功能選項(xiàng)。

附加在樹莓派(Raspberry Pi)開發(fā)板上的各種硬件擴(kuò)展板(HAT)越來越多，幾乎每隔幾個(gè)月就會新產(chǎn)品上市。透過HAT添加更多自定義功能，讓工程師與創(chuàng)客在Raspberry Pi上不斷擴(kuò)展出更多的設(shè)計(jì)，特別是具有獨(dú)特功能以及提供更多開發(fā)選擇的精選HAT…

1: Sense HAT

（來源：Raspberry Pi）

Raspberry Pi基金會(Raspberry Pi Foundation)設(shè)計(jì)的Sense HAT是專為英國ESA航天員Tim Peake首次前進(jìn)國際太空站(ISS)的任務(wù)而打造的(AstroPi)。這是一款配備擴(kuò)充傳感器套件的Pi (1/2/3)，包括陀螺儀、加速度計(jì)、磁力計(jì)、溫度、氣壓和濕度等傳感器。它還包括一個(gè)8×8 RGB LED矩陣、一個(gè)5鍵操縱桿，而且可以使用Python編程。在該基金會的項(xiàng)目網(wǎng)頁上甚至提供免費(fèi)的AstroPi工具庫。

2: PiJuice Mobile Power Platform

（來源：Pi Supply）

PiJuice可攜式平臺是Raspberry Pi的不斷電行動電源HAT，可讓你設(shè)計(jì)不需要直接連接電源的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，例如遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)(IoT)平臺或手持游戲設(shè)備。在標(biāo)準(zhǔn)版本中，PiJuice配備了摩托羅拉(Motorola) Droid 2 1820mAh容量的電池，可根據(jù)具體應(yīng)用為Pi 3供電4至6小時(shí)。

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(yù)焊接頭，允許從PiJuice接取Pi的GPIO接腳，讓您在需要時(shí)添加額外的HAT。板載STM32-F0微控制器(MCU)、RTC和on/off開關(guān)提供電源管理功能，包括深度睡眠狀態(tài)、智能開機(jī)以及軟關(guān)機(jī)選項(xiàng)。

3: Adafruit 16通道PWM/Servo HAT

（來源：Adafruit）

Raspberry Pi是機(jī)器人項(xiàng)目的絕佳平臺，不過它在驅(qū)動伺服馬達(dá)時(shí)確實(shí)存在問題——PWM并不是十分精確，因而可能需要使用外部電源，以免當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到峰值時(shí)造成Pi故障。Adafruit的16信道PWM/伺服馬達(dá)HAT，有助于克服這些問題，并能夠控制16個(gè)伺服馬達(dá)，提供高達(dá)1.6KHz的PWM，并且能以5V供電而不會產(chǎn)生任何斷續(xù)電流。

4: Pimoroni RoboHAT

（來源：Pimoroni）

除了保有機(jī)器人設(shè)計(jì)趨勢，Pimoroni的RoboHAT還擁有驅(qū)動任何行動機(jī)器人項(xiàng)目所需的一切。該擴(kuò)展板具有一對H-Bridge直流(DC)馬達(dá)驅(qū)動器、6X 5V電平轉(zhuǎn)換GPIO GVS 3接腳輸入、4X 5V電平轉(zhuǎn)換GPIO GVS 3接腳輸出、4接腳超音波距離傳感器接頭，以及用于不同馬達(dá)的獨(dú)立電源選項(xiàng)(最高11V和1.5A)。它還提供5V開關(guān)穩(wěn)壓器，可安全地為機(jī)器人和Pi (7V至10V電池)供電。Pimoroni提供免費(fèi)的Python工具庫鏈接、額外的軟件以及使用RoboHAT的示例。

5: Pimoroni Automation HAT

（來源：Pimoroni）

Pimoroni聲稱其自動化擴(kuò)展板是一款「萬事通」，因?yàn)樗鼘⒁淮蠖褟?qiáng)大的功能集塞進(jìn)其監(jiān)控和自動化控制器中。Automation HAT能夠控制幾乎任何高達(dá)24V的裝置——包括噴水滅火系統(tǒng)、喂魚器、盲人自動化和照明系統(tǒng)。

Automation HAT配備3X 24V (2A)繼電器、3X 12位ADC (最高24V)、3X 24V容限緩沖輸入、3X 24V容限吸收輸出、15通道LED指示燈，以及一個(gè)12位ADC (0至3.3V)。應(yīng)該注意的是，Automation HAT不應(yīng)該與開關(guān)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(chǎn)品一樣，Pimoroni提供了Python工具庫的鏈接，有助于啟動自動化項(xiàng)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，即使是用于監(jiān)測健康的HAT，例如ProtoCentral的多參數(shù)生命體征監(jiān)測擴(kuò)充板HealthyPi，它可以作為獨(dú)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(gè)粘合電極。無論您是否搭配HAT與Pi一起使用，都需要透過觸控屏幕來監(jiān)控生命征象并調(diào)整參數(shù)。盡管HealthyPi缺少FDA認(rèn)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提供了以太網(wǎng)絡(luò)、800.11n Wi-Fi和藍(lán)牙4.1/LE等通訊選項(xiàng)，非常適合本地應(yīng)用，但對于遠(yuǎn)程任務(wù)而言卻顯薄弱。Linkwave的Pilot HAT增加了2G/3G/4G蜂巢式連接，適用于需要增加距離的情況。該擴(kuò)展板配備Sierra Wireless HL 3G/HSPA無線電、支持GPS和GLONASS的SiRFstar V GNNS定位芯片以及micro-SIM插槽。Pilot透過USB或序列鏈路與Pi通訊，具有用于定位、數(shù)據(jù)傳輸和控制選項(xiàng)的獨(dú)立信道。它還具有40針直通功能，因此也可以將其他HAT結(jié)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(xiàng)不僅有Wi-Fi、藍(lán)牙和蜂巢式網(wǎng)絡(luò)，還增加了調(diào)頻。該HAT搭載了SX1276/SX1278收發(fā)器(歐洲868MHz/433MHz，美國915MHz)以及L80 GPS。它還具有LoRa調(diào)制解調(diào)器，支持168dB的最大煉路預(yù)算、+20dBm~100mW恒定RF輸出、+14dBm的高效功率放大器(PA)。此外，它還支持高達(dá)300kbps的可編程比特率、61Hz分辨率的全整合型合成器、超快AFC的自動RF Sense和CAD，以及內(nèi)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(dá)300kbps的可編程比特率、可調(diào)節(jié)(4800/115200bps，預(yù)設(shè)9600bps)的UART串行接口，以及NMEA 0183/PMTK協(xié)議等功能。

9: RasP.io Duino

（來源：RasP.io）

Rasp.io Duino HAT是一個(gè)類似于Arduino Uno的開發(fā)板，可以使用Raspberry Pi進(jìn)行編程，讓您開發(fā)應(yīng)用并將其直接上傳到電路板。只要從Pi取下，即可獨(dú)立運(yùn)作，單獨(dú)使用或搭配Pi都很好用。

RasP.io配備ATMEGA328P微控制器、72點(diǎn)原型設(shè)計(jì)區(qū)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(gè)模擬輸入埠，用于傳感器、14個(gè)數(shù)字I/O、6X PWM輸出，所有的端口都有清楚的標(biāo)簽說明以便于辨識。

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(xiàng)，并提供單鍵按鈕用于開/關(guān)功能，關(guān)閉后切斷Pi和外圍設(shè)備的所有電源，而且能夠預(yù)定啟動或關(guān)閉排程，其腳本還可定義復(fù)雜的電源開/關(guān)序列。

Witty Pi 2配備了40針可堆棧接頭、狀態(tài)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(xiàng)。該擴(kuò)展板還可使用Bash或經(jīng)由UUGear GitHub頁面上的GUI應(yīng)用程序進(jìn)行編碼。

越來越多的新款HAT開發(fā)出來，似乎每隔幾個(gè)月都會有新產(chǎn)品上市。這些擴(kuò)展板來自商業(yè)實(shí)體的生產(chǎn)，以及像您這樣的工程師和創(chuàng)客——通常在Crowd Supply和Kickstarter等網(wǎng)站上成功獲得群眾募資后進(jìn)行生產(chǎn)。透過擴(kuò)展板添加額外的自定義功能，讓Raspberry Pi Foundation的設(shè)計(jì)進(jìn)一步擴(kuò)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(nèi)還會變化出哪些新發(fā)展。