Sense HAT (B)

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Sense HAT (B)
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功能简介
特性 树莓派传感器扩展
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
接口 I2C AD

说明

产品概述

我是专为树莓派设计的传感器扩展板，板载了陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计和温湿度传感器等，I2C接口通信，支持外接更多传感器。 如果你想把树莓派DIY成可以检测运动姿态、方位的机器人，或者想让树莓派采集周围环境的温湿度、大气压强等传感器数据，那就带上我吧。 

产品特点

  • 板载Raspberry Pi 40pin GPIO接口，适用于Raspberry Pi系列主板
  • 板载ICM20948(3轴加速度、3轴陀螺仪和3轴磁力计)，可检测运动姿态、方位和磁场
  • 板载SHTC3数字温湿度传感器，可感知环境的温度和湿度
  • 板载LPS22HB大气压强传感器，可感知环境的大气压强
  • 板载TCS34725颜色识别传感器，可识别周围物体的颜色
  • 板载ADS1015/SGM58031①芯片，4通道12/16位精度ADC，可扩展AD功能以便接入更多传感器
  • 引出I2C控制接口，方便接入STM32等主控板
  • 提供完善的配套资料手册(Raspberry/STM32等示例程序)

①：由于ADS1015停产，由SGM58031替代

产品参数

产品参数
工作电压： 3.3V
通信接口： I2C
逻辑电压： 3.3V
产品尺寸： 65 x 30.5(mm)
加速度计特性： 分辨率：16位
量程(可选)：±2、±4、±8、±16g
陀螺仪计特性： 分辨率：16位
量程(可选)：±250、±500、 ±1000、±2000°/sec
磁力计特性： 分辨率：16位
量程：±4900µT
气压计特性： 分辨率：24位压力数据，16位温度数据；
测量精度（常温下）： ±0.025hPa
测量范围：260 ~ 1260 hPa
测量速率：1 Hz - 75 Hz
温湿度传感器特性： 测量精度（湿度）：±2% rH
测量范围（湿度）：0% ~ 100% rH
测量精度（温度）：±0.2°C
测量范围（湿度）：-30 ~ 100°C
颜色识别传感器 分辨率：4通道RGBC，每个通道16位
AD转换芯片 分辨率：12位

产品大PK

PK项 Sense HAT (B) 树莓派Sense HAT 备注
陀螺仪 测量范围：±250/500/1000/2000 dps
分辨率：16位		 测量范围：±245/500/2000 dps
分辨率：16位		 B型角速度可选量程更多
加速度计 测量范围：±2/4/8/16 g
分辨率：16位
 测试范围：±2/4/8/16 g
分辨率：16位		  
磁力计 测量范围：±49 gauss
分辨率：16位		 测量范围：±4/8/12/16 gauss
分辨率：16位		 B型磁力测量范围更广
气压计 测量范围：260 ~ 1260 hPa
测量精度（常温下）： ±0.025hPa
测量速率：1 Hz - 75 Hz		 测量范围：260 ~ 1260 hPa
测量精度（常温下）：±0.1 hPa 
测量速率：1 Hz - 25 Hz		 B型大气压测量的精度更高，速率更快
温湿度传感器 测量精度（湿度）：±2% rH
测量范围（湿度）：0% ~ 100% rH
测量精度（温度）：±0.2°C
测量范围（温度）：-30 ~ 100°C		 测量精度：±4.5% rH
测量范围：20% ~ 80% rH
测量精度（温度）：±0.5°C
测量范围（温度）：15 ~ 40°C		 B型温湿度测量的精度更高，范围更广
其他 颜色识别传感器
高精度12位AD转换芯片		 8×8 RGB LED矩阵
五向摇杆		 B型板载颜色传感器，支持AD接入更多传感器

树莓派使用指南

硬件连接

与树莓派连接用到的引脚如右图所示：
与树莓派引脚连接图

实物硬件连接图：
接入树莓派Zero（可不加增高排座）
Sense-HAT-B-9.jpg

接入树莓派4（须加上增高排座）
Sense-HAT-B-7.jpg

开启I2C接口

  • 打开树莓派终端，输入以下指令进入配置界面
sudo raspi-config 
选择 Interfacing Options -> I2C ->yes 启动 i2C 内核驱动

RPI open i2c.png
然后重启树莓派：

sudo reboot

安装库函数

如果使用bookworm系统，只能使用lgpio库，bcm2835跟wiringPi无法安装与使用,python库可以不安装，直接运行程序即可

BCM2835

#打开树莓派终端，并运行以下指令
wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.71.tar.gz
tar zxvf bcm2835-1.71.tar.gz 
cd bcm2835-1.71/
sudo ./configure && sudo make && sudo make check && sudo make install
# 更多的可以参考官网：http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/

wiringPi

#打开树莓派终端，并运行以下指令
cd
sudo apt-get install wiringpi
#对于树莓派2019年5月之后的系统（早于之前的可不用执行），可能需要进行升级：
wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb
sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb
gpio -v
# 运行gpio -v会出现2.52版本，如果没有出现说明安装出错

#Bullseye分支系统使用如下命令：
git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi
cd WiringPi
./build
gpio -v
# 运行gpio -v会出现2.70版本，如果没有出现说明安装出错

lgpio

wget https://github.com/joan2937/lg/archive/master.zip
unzip master.zip
cd lg-master
sudo make install 
# 更多的可以参考官网：https://github.com/gpiozero/lg

python

sudo apt update
sudo apt install python3-pip 
sudo apt install python3-spidev
sudo apt install python3-smbus

下载例程

sudo apt-get install p7zip-full
wget http://www.waveshare.net/w/upload/6/6c/Sense-HAT-B-Demo.7z
7z x Sense-HAT-B-Demo.7z -O./Sense-HAT-B-Demo
cd Sense-HAT-B-Demo

I2C设备地址

ADS1015/SGM58031： AD转换例程(STM32 , BCM2835，WringPi 和Python四种例程)设备地址：0x48

ICM-20948：9轴传感器例程(STM32 , BCM2835，WringPi 和Python四种例程)设备地址：0x68

LPS22HB：气压传感器例程(STM32 , BCM2835，WringPi 和Python四种例程 )设备地址：0x5C

SHTC3：温湿度传感器例程(STM32 , BCM2835，WringPi 和Python四种例程 )设备地址：0x70

TCS34725：颜色识别传感器例程(STM32 , BCM2835，WringPi 和Python四种例程 )设备地址：0x29

注：该模块的所有传感器的I2C地址均不同，用户可同时使用板载的所有传感器。

VisionFive2 前期准备

库安装

apt-get install pip
pip install VisionFive.gpio
apt-get install python3-numpy
apt-get install python3-pil
apt-get install python3-smbus

下载程序

apt-get install p7zip-full
wget http://www.waveshare.net/w/upload/6/6c/Sense-HAT-B-Demo.7z
7z x Sense-HAT-B-Demo.7z -O./Sense-HAT-B-Demo
cd Sense-HAT-B-Demo

ICM20948示例程序 -9轴传感器演示

bcm2835程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。 

cd ICM-20948/Raspberry\ Pi/bcm2835/
sudo make clean
sudo make
sudo ./ICM20948_DEMO

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn6155.png
按下Ctrl+C结束程序。

wiringPi程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd ICM-20948/Raspberry\ Pi/wiringPi/
sudo make clean
sudo make
sudo ./ICM20948_DEMO

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn6373.png
按下Ctrl+C结束程序。

lgpio程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd ICM-20948/Raspberry\ Pi/lgpio/
sudo make clean
sudo make
sudo ./ICM20948_DEMO

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn6373.png
按下Ctrl+C结束程序。

python程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd ICM-20948/Raspberry\ Pi/python/
sudo python3 ICM20948.py

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn6507.png

按下Ctrl+C结束程序。

VisionFive2程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd ICM-20948/VisionFive2
python3 ICM20948.py

按下Ctrl+C结束程序。

STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板，通过串口2输出数据。 连线如下：

Sense HAT (B) STM32
VCC +5V/+3.3V
GND GND
SDA PB9
SCL PB8

编译并下载程序：
Sense-hat-b-user-manual-cn6703.png

打开串口助手，设置波特率为115200
预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn6732.png

参数校准和计算

计算加速度

程序测量出的加速度单位是LSB（最低有效位），实际使用中常常把单位换算成重力加速度（g）。模块的示例程序默认设置AFS_SEL=0，对应量程为16384 LSB/g（±2g），所以测量的实际加速度为：
𝑎=Acceleration/16384 ,𝑈𝑛𝑖𝑡:𝑔

请参考：ICM-20948-v1.3.pdf 第12页

计算陀螺仪角速度

程序测量出的角速度单位是LSB（最低有效位），实际使用中常常把单位换算成角速度（°/秒）。模块的示例程序默认设置FS_SEL=2，对应量程为32.8 LSB/(°/s)（±1000°/秒），所以测量的实际角速度为：
ω=Gyroscope/32.8 ,Unit:°/s

请参考：ICM-20948-v1.3.pdf 第11页

LPS22HBTR示例程序-气压传感器演示

注意：气压传感器的温度检测只作为补偿作用，如需准确的温度检测，请观察SHTC3温湿度传感器的数值为准。

bcm2835程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd LPS22HBTR/Raspberry\ Pi/bcm2835/
sudo make clean
sudo make
sudo ./LPS22HB

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn6951.png
按下Ctrl+C结束程序。

wiringPi程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。 

cd LPS22HBTR/Raspberry\ Pi/wiringPi/
sudo make clean
sudo make
sudo ./LPS22HB

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn7165.png
按下Ctrl+C结束程序。

lgpio程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。 

cd LPS22HBTR/Raspberry\ Pi/lgpio/
sudo make clean
sudo make
sudo ./LPS22HB

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn7165.png
按下Ctrl+C结束程序。

python程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd LPS22HBTR/Raspberry\ Pi/python/
sudo python3 LPS22HB.py

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn7296.png
按下Ctrl+C结束程序。

VisionFive2程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd LPS22HB/VisionFive2
python3 LPS22HB.py

按下Ctrl+C结束程序。

STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板，通过串口2输出数据。
连线如下：

Sense HAT (B) STM32
VCC(注意：跳线帽要跳到相应位置) +5V/+3.3V
GND GND
SDA PB9
SCL PB8

编译并下载程序：
Sense-hat-b-user-manual-cn7492.png

打开串口助手，设置波特率为115200
预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn7521.png

SHTC3示例程序-温湿度传感器演示

注意：树莓派自身发热会影响实际测量温度，板子有引出I2C接口，如需准确的环境温度，可将树莓派跟模块隔一段距离再通过线材来连接来检测。

bcm2835程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd SHTC3/Raspberry\ Pi/bcm2835/
sudo make clean
sudo make
sudo ./SHTC3

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn7730.png
按下Ctrl+C结束程序。

wiringPi程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd SHTC3/Raspberry\ Pi/wiringPi/
sudo make clean
sudo make
sudo ./SHTC3

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn7936.png
按下Ctrl+C结束程序。

lgpio程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd SHTC3/Raspberry\ Pi/lgpio/
sudo make clean
sudo make
sudo ./SHTC3

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn7936.png
按下Ctrl+C结束程序。

python程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd SHTC3/Raspberry\ Pi/python/
sudo python3 SHTC3.py

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn7937.png
按下Ctrl+C结束程序。

VisionFive2程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd SHTC3/VisionFive2
python3 SHTC3.py

按下Ctrl+C结束程序。

STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板，通过串口2输出数据。
连线如下：

Sense HAT (B) STM32
VCC(注意：跳线帽要跳到相应位置) +5V/+3.3V
GND GND
SDA PB9
SCL PB8

编译并下载程序：
Sense-hat-b-user-manual-cn8131.png
预期结果：
传感器正常无错误，LED2亮起：
Sense-hat-b-user-manual-cn8156.png

当空气湿度低于80%时LED3不亮。当空气湿度大于或等于80%时LED3亮起。
Sense-hat-b-user-manual-cn8197.png

TCS34725示例程序-颜色识别传感器演示

树莓派5目前无法识别TCS34725，原因：TCS34725不应答

bcm2835程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd TCS34725/Raspberry\ Pi/bcm2835/
sudo make clean
sudo make
sudo ./main

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn8415.png
按下Ctrl+C结束程序。

wiringPi程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd TCS34725/Raspberry\ Pi/wiringPi/
sudo make clean
sudo make
sudo ./main

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn8627.png
按下Ctrl+C结束程序。

lgpio程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd TCS34725/Raspberry\ Pi/lgpio/
sudo make clean
sudo make
sudo ./main

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn8627.png
按下Ctrl+C结束程序。

python程序

在终端输入以下命令执行程序：

cd TCS34725/RaspberryPi/python/
sudo python3 main.py

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn8756.png
按下Ctrl+C结束程序。

VisionFive2程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。
安装pygame库

apt-get install pygame

运行程序

cd TCS34725/VisionFive2
python3 main.py

按下Ctrl+C结束程序。

STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板，通过串口2输出数据。
连线如下：

Sense HAT (B) STM32
VCC(注意：跳线帽要跳到相应位置) +5V/+3.3V
GND GND
SDA PB9
SCL PB8

编译并下载程序：
Sense-hat-b-user-manual-cn8950.png
打开串口助手，设置波特率为115200
预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn8979.png
这数据怎么转换成颜色呢？下面介绍一个工具，复制到浏览器打开即可

https://www.sioe.cn/yingyong/yanse-rgb-16/

也可以下载

https://www.waveshare.net/w/upload/0/05/Hexacolor3.7z

Sense-hat-b-user-manual-cn9116.png
Sense-hat-b-user-manual-cn9118.png

ADS1015示例程序-AD转换演示

bcm2835程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。 

cd ADS1015/Raspberry\ Pi/bcm2835/
sudo make clean
sudo make
sudo ./AD

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn9329.png

按下Ctrl+C结束程序。

wiringPi程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd ADS1015/Raspberry\ Pi/wiringPi/
sudo make clean
sudo make
sudo ./AD

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn9536.png
按下Ctrl+C结束程序。

lgpio程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd ADS1015/Raspberry\ Pi/lgpio/
sudo make clean
sudo make
sudo ./AD

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn9536.png
按下Ctrl+C结束程序。

python程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd ADS1015/Raspberry\ Pi/python/
sudo python3 AD.py

预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn9536.png
按下Ctrl+C结束程序。

VisionFive2程序

进入Linux终端，在终端执行以下命令。

cd ADS1015/VisionFive2
python3 AD.py

按下Ctrl+C结束程序。

STM32程序

该例程基于XNUCLEO-F103RB 开发板，通过串口2输出数据。
连线如下：

Sense HAT (B) STM32
VCC(注意：跳线帽要跳到相应位置) +5V/+3.3V
GND GND
SDA PB9
SCL PB8

编译并下载程序：
Sense-hat-b-user-manual-cn9732.png
打开串口助手，设置波特率为115200
预期结果：
Sense-hat-b-user-manual-cn9761.png

FAQ


问题： 1.树莓派例程初始化失败？（以下以TC34725颜色识别传感器为例）
Sense-hat-b-user-manual-cn9804.png

对于BCM2835和wiringPi例程出现这样的提示，
Sense-hat-b-user-manual-cn9834.png

Python例程 如果出现以上问题这是设备数据I2C数据传输错误。大多数是硬件连接错误，请检查硬件连接是否正确，检查硬件连接是否有问题，运行i2cdetect -y 1 如果有显示IIC地址就表示硬件连接无问题。 如果硬件连接正确那么是不正确的使用树莓派控制可能会导致（详情看下面），重启树莓派即可。

Sense-hat-b-user-manual-cn9986.png


问题：不正确的使用树莓派控制可能会导致？

如果运行BCM2835例程正常，再运行python或者wiringPi可能会屏幕无法正常刷新，因为bcm2835库是树莓派cpu芯片的库函数，底层是直接操作寄存器，而wiringPi库和python的底层都是通过读写linux系统的设备文件操作设备，可能导致GPIO口异常，重启树莓派可完美解决。


问题： STM32例程串口输出没有数据或者数据输出乱码？

答：确认波特率是否设置为115200，对于STM32例程请确认电脑正确连接开发板USART2（PA2,PA3），PA2为TXD，并且选择正确的COM端口。控制面板->硬件->设备管理器。
Sense-hat-b-user-manual-cn10276.png


问题：STM32例程串口输出数据全部为0或者初始化失败？如图。

答：请确认器件连接没有问题，如果没问题请按下复位按键。
Sense-hat-b-user-manual-cn10335.png Sense-hat-b-user-manual-cn10336.png




技术支持


联系人：黄工
QQ：2850151199
EMAIL：2850151199@qq.com
电话：0755-83040712
微信：扫下方二维码添加
Service20-Weichat.png

说明：进行售后服务前，请准备好客户信息（定货单位、定货人等），以供验证
取自“https://www.waveshare.net/w/index.php?title=Sense_HAT_(B)&oldid=108910”