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用於宇宙級科學實驗的工具:Raspberry Pi 擴充元件 Sense HAT 開箱

Raspberry Pi 3 因為有著40 點多功能 GPIO 和藍牙、WiFi 連接,使它成為常見的 IoT 開發工具,國外公司如 AdaFruit 亦為它開發出不同的擴充版。這次要為大家介紹的是 Raspberry Pi Foundation 官方開發出來的一套多用途擴充元件 Sense Hat ,大家可能以為它只是一個 8×8 的矩陣而已,但深入了解它的內涵會發現這片擴充版相當強大。

究竟有多強大?連英國太空總署也利用它進行科學實驗

多樣化感測器 + 8 x 8 彩色 LED 組合 = Sense HAT 擴充版

SenseHat 看起來很簡單,但它的來頭絕對不小!它是由 Raspberry Pi Foundation 官方推出的一款擴充版,它是專為宇航實驗 AstroPi 而開發,在 2015 年 12 月正式投放於英國的大空站之中,隨後官方亦推出規格完全一樣的市場銷售版本,在這小小的擴充版上面它有著 8 x 8 的 RGB LED 燈矩陣,有一個 5 方向(上下左右、下壓)的操縱杆,方便在沒有額外屏幕的情況下操作。

Raspberry Pi SenseHat
Sense-hat 本體,最顯眼的是 8 x 8 LED 燈組列陣。

能夠用於宇宙級實驗,Sense HAT 自然有一系列的感測器,包括陀螺儀、3 軸加速感應器、磁場感應器(對,它可以作指南針)、溫度感應器、氣壓感應器以及濕度感應器,單單是這片擴充版就可以做到小型的「天文台」。

擴充版上的 40 個接點正正對應 Raspberry Pi 的 40 pin 接點,但在擴充版的底部亦有可以焊接的位置,如果你想完全模仿原版的 Astro Pi ,就需要訂購專用的按鈕和進行部份焊接的工作。

Raspberry Pi SenseHat
這個小小的 Joystick 可以操最簡單的操作
Raspberry Pi SenseHat
有著多樣化的環境感測模式,可以用於不同的科學實驗。

編輯特別喜歡那個 8×8 的彩色 LED燈陣,它因為可以顯示 255 x 255 x 255 種顏色,所以可以做出很多有趣的效果,甚至可以用它來呈現動畫,這不是 Micro::bit 所能比較的,加上支援多種不同的 api ,這是整片擴充版入門最有趣的部份。

支援 Python 與 Scratch 2 編程:由淺入深的程式庫支援

如果你有留意過 AstroPi 這個計劃,就會知道 Sense HAT 是為了簡單編程而開發出來的工具-它鼓勵歐洲的小朋友利用它來設計實驗,並幫助太空人進行各樣各樣的測試。作為擴充版它的入門門檻相當低,它同時支援 Python 與 Scratch 2 的 API ,即使你只懂得拖拉式的 Scratch 都可以用它來寫程式,編輯們就用 Scratch簡單的寫好的了「Paper 、Rock 、Scissors」與一個 Pac-man 的動畫;而 Python 方面它有著簡單易記的 Library ,通常亦在 Raspbian 上預載了,花個 15 分鐘就能完全上手。

Sense Hat 能支援 Scratch 2 編程

簡單上手卻不代表功能簡單,仔細看 Sense Hat 的程式庫會發現可以利用它各類不同的感應器進行多元化的科學實驗,甚至它的每一個感應器都有多種用法。簡單舉一個例子:你想要感應周邊的溫度除了使用溫度感應模組之外,還可以利用 get_temperature_from_humidity、get_temperature_from_pressure 這兩套指令進行。

在網上搜尋你亦不難找到各種 Raspberry Pi Sense HAT 的應用例子。

鼓勵年輕人一展所長的 Coding 活動:AstroPi 

連續 3 年英國的舉行 Mission Zero 活動,它是一個供14歲以下的學生參加的活動,學生只要在網上成功使用Python Program 去寫一個Coding 並遵守規則的話,便可以在國際太空站內有30秒的測試時間! 測試完畢後,學生更會獲得一張電子證書 (有寫試行這個Coding 的時間)以作紀念! Mission Zero 是特別適合一些想初嘗寫Coding 老師和同學因為Mission Zero 更會提供了不同的步驟和意見給學生和老師參考!

在文章刊出的時間 2017 年的 Mission Zero 已經結束,但它是一個每年都會舉行的活動,而 2018 年的活動會在暑假期間公佈,這是相當值得鼓勵小朋友參加的活動,即使是參考別人的編碼與邏輯也相當有價值。

即便你不是把 SenseHAT 用於太空,官方亦想出很多不同的科學實驗,包括用它來模擬地球自轉重力等等,有興趣可以參考 Raspberry Pi 官方網站

TechApple  編輯部:容易上手、資源豐富的 Sense HAT 

在我們入手大批不同的 Raspberry Pi 擴充版之後,最常拿玩的仍然是上次開箱的 VoiceKit 與 Sense HAT 。不是說 adaFruit 推出的其他組件有什麼不好,但網上資源對於新手(尤其是沒太多編程經驗的年輕編輯們)來說是相當重要的,因為有著 Rapsberry Pi Foundation 的官方教學以及不同的 AstroPi 專案,要用它來打造 IoT 裝置是比較輕鬆的。

要說缺點的話就是如果不加裝散熱器的話,有時溫度感測模式會有點不準確,同時 Scratch 2 的運行速度比起 Scratch 1.0 來說有點慢,這是稍稍令人不滿意的地方。但我仍然會推薦給第一次進行 IoT 專案的小朋友,因為用它來認識溫度、氣壓、方向是相當好的入門產品。

如果對 Raspberry Pi SenseHat 有興趣,可以按此選購 SenseHat Kit 優惠套裝

TechApple.com 編輯部

堅持製作專業科技內容,全員擁有多種不同技術知識的特異科技媒體團隊。 電郵:editor@techapple.com

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