樹梅派專案開發的基礎在於穩定的 5V 電源供應。除了常見的電源轉接器，使用電池供電也相當普遍，尤其在移動應用場景中。線性穩壓器如 7805 或低壓差穩壓器 (LDO) 如 LM2940，能將電池電壓轉換成樹梅派所需的 5V，但需注意輸入電壓與散熱問題。鋰聚合物電池搭配升壓模組也是另一種選擇，兼具輕巧與續航力，適用於戶外或行動裝置。選擇合適的供電方案取決於專案需求與環境限制。
瞭解如何給樹梅派供電
當您想要使用樹梅派進行專案開發時，瞭解如何給它供電是非常重要的。樹梅派需要穩定的5V電壓才能正常運作。在本文中，我們將探討如何使用不同的電源給樹梅派供電。
使用線性電壓調節器
線性電壓調節器，如7805，需要輸入電壓至少比輸出電壓高2V。這意味著，如果您想要輸出5V，則輸入電壓應該至少為7V。然而，這種方法有一個缺點，就是它會產生大量的熱量，尤其是在輸入電壓遠高於輸出電壓的情況下。
另一方面，低壓降線性電壓調節器（LDO）如LM2940，可以在輸入電壓只比輸出電壓高0.5V的情況下工作。這使得它們更加適合於移動裝置或低電壓應用中使用。
例子：使用9V電池包給樹梅派供電
如果您想要使用9V電池包給樹梅派供電，您需要確保電池包的電壓足夠高，以滿足樹梅派的需求。通常，四節1.5V的AA電池（總計6V）不足以長時間給樹梅派供電，因為電池的電壓會隨著時間的推移而下降。六節AA電池則可以提供足夠的電壓來給樹梅派供電。
使用鋰聚合物（LiPo）電池
鋰聚合物（LiPo）電池是給樹梅派供電的一種流行選擇，因為它們的重量輕，容量大。要使用LiPo電池，您需要一個提升式調節器模組，可以將LiPo電池的3.7V提升到樹梅派所需的5V。
例子：使用提升式調節器模組給樹梅派供電
您可以購買一個包含充電器和USB插座的提升式調節器模組。這樣，您就可以透過USB將樹梅派連線到充電器，同時也可以給LiPo電池充電。當您想要使用樹梅派時，只需拔掉USB線，樹梅派就會從LiPo電池中取得電源。
使用1300mA的LiPo電池，您可以預計樹梅派將可以執行2-3小時。
內容解密：
在上面的流程圖中，我們展示瞭如何給樹梅派供電的步驟。首先，您需要選擇供電方法，可以是線性電壓調節器或鋰聚合物（LiPo）電池。然後，根據您的選擇，選擇相應的調節器型號或提升式調節器模組。接下來，連線供電並測試以確保樹梅派可以正常執行。
flowchart TD
A[開始] --> B[選擇LiPo電池]
B --> C[選擇提升式調節器模組]
C --> D[連線充電器和USB插座]
D --> E[測試供電]
圖表翻譯：
上面的流程圖展示瞭如何使用鋰聚合物（LiPo）電池給樹梅派供電的步驟。首先，選擇一個適合您的需求的LiPo電池。然後，選擇一個提升式調節器模組，可以將LiPo電池的3.7V提升到樹梅派所需的5V。接下來，連線充電器和USB插座，並測試以確保樹梅派可以正常執行。
Raspberry Pi Sense HAT 入門
Raspberry Pi Sense HAT是一個多功能的擴充板，適合用於各種創意專案。它包含多種感測器，包括溫度、相對濕度和大氣壓力感測器（配方 13.11），以及加速度計、陀螺儀（配方 13.15）和磁力計（配方 13.14），可用於導航型別的專案。此外，它還有一個全綵色的 8x8 LED 矩陣顯示器（配方 14.3）。
硬體需求
- Raspberry Pi具有40-pin GPIO介面（不支援舊版26-pin介面）
- Sense HAT擴充板
軟體需求
- Raspbian作業系統（已內建Sense HAT驅動程式）
安裝與設定
- 將Sense HAT擴充板安裝在Raspberry Pi上。
- 啟動Raspberry Pi。
- 執行以下命令啟用I2C功能：
sudo python3 - 輸入以下命令進入Python控制檯：
>>> from sense_hat import SenseHat >>> hat = SenseHat() - 執行以下命令顯示訊息在LED矩陣上：
>>> hat.show_message('Raspberry Pi Cookbook')
其他應用
- 測量溫度、濕度和大氣壓力：參考配方 13.11
- 使用加速度計和陀螺儀：參考配方 13.15
- 使用磁力計偵測北方和磁鐵：參考配方 13.14和13.17
Pimoroni Explorer HAT Pro 入門
Pimoroni Explorer HAT Pro是一個功能強大的擴充板，適合用於各種創意專案。
硬體需求
- Raspberry Pi具有40-pin GPIO介面（不支援舊版26-pin介面）
- Pimoroni Explorer HAT Pro擴充板
軟體需求
- Python函式庫：explorerhat
安裝與設定
- 將Explorer HAT Pro擴充板安裝在Raspberry Pi上。
- 安裝explorerhat Python函式庫。
- 啟動Raspberry Pi。
功能介紹
- 4個LED
- 4個緩衝輸入
- 4個緩衝輸出（最高500mA）
- 4個類別比輸入
- 2個低功耗馬達驅動器（最高200mA）
應用範例
- 使用LED和輸入/輸出埠進行創意專案
- 使用類別比輸入進行感測器資料收集
- 使用馬達驅動器控制小型電機
探索者HAT Pro和RasPiRobot板的應用
4.1 探索者HAT Pro的特點
探索者HAT Pro是一款為樹莓派設計的擴充套件板，提供了多種功能，包括4個電容觸控板、4個電容鱷魚夾板和紅色LED燈。它還有一個Python函式庫，可以讓使用者輕鬆地控制和使用這些功能。
4.2 使用探索者HAT Pro的Python函式庫
要使用探索者HAT Pro的Python函式庫，首先需要確保它已經安裝在您的樹莓派上。函式庫中提供了許多函式，可以用來控制LED燈、讀取觸控板的狀態等。
以下是一個簡單的範例，展示如何使用Python函式庫讓內建的紅色LED燈閃爍：
import explorerhat, time
while True:
explorerhat.light.red.on()
time.sleep(0.5)
explorerhat.light.red.off()
time.sleep(0.5)
這段程式碼會讓LED燈每0.5秒閃爍一次。
4.3 RasPiRobot板的介紹
RasPiRobot板是一款為樹莓派設計的機器人控制板，提供了雙馬達控制器、5V電源輸出、開關輸入和I2C介面等功能。它還有一個Python函式庫，可以讓使用者輕鬆地控制和使用這些功能。
要使用RasPiRobot板的Python函式庫，首先需要下載和安裝它：
$ cd rrb4/python
$ sudo python3 setup.py install
然後就可以使用函式庫中的函式來控制馬達、讀取開關狀態等。
內容解密：
上述程式碼展示瞭如何使用探索者HAT Pro的Python函式庫讓內建的紅色LED燈閃爍。explorerhat.light.red.on()函式用來開啟LED燈，explorerhat.light.red.off()函式用來關閉LED燈。time.sleep(0.5)函式用來暫停程式執行0.5秒。
圖表翻譯：
flowchart TD
A[開始] --> B[開啟LED燈]
B --> C[暫停0.5秒]
C --> D[關閉LED燈]
D --> E[暫停0.5秒]
E --> B
這個流程圖展示了LED燈閃爍的過程。首先開啟LED燈，然後暫停0.5秒，接著關閉LED燈，然後再次暫停0.5秒。這個過程會不斷重複。
使用 Raspberry Pi 和 RasPiRobot Board v4 的基本操作
首先，您需要將 RasPiRobot Board v4 安裝在您的 Raspberry Pi 上，然後啟動 Raspberry Pi。您可以在不連線外部電源或馬達的情況下，使用 Python 控制檯測試 RasPiRobot Board 的功能。
sudo python3
當您第一次啟動時，您應該會看到 RasPiRobot Board 上的兩個 LED 都亮了起來。現在，輸入以下命令，兩個 LED 應該會熄滅，因為函式庫初始化了：
from raspirobotboard import *
rr = RRB4()
您可以嘗試使用以下命令來控制一個 LED 的開關：
rr.set_led1(1)
rr.set_led1(0)
其他命令可以用來控制馬達（前進、後退、左轉、右轉和停止）。如需完整的命令參考，請參考相關檔案。
使用 Pi Plate 原型板
問題：您想要知道如何使用 Pi Plate 原型板。
解決方案：Pi Plate 是一個原型板，而不是像 RasPiRobot Board 那樣的介面板。它不包含任何電子元件，您需要自己將元件焊接到原型區域。
將 RGB LED 安裝在 Pi Plate 上
首先，您需要將電阻器焊接到板上。然後，將 LED 焊接到板上，注意正確的方向。最後，將連線線焊接到板上，連線到 GND 連線點。
完成後，板子應該如下圖所示：
完成的 RGB LED 在 Pi Plate 上
您可以使用 Python 程式來測試 LED。請參考相關檔案，瞭解如何使用 Pi Plate 來控制雙極步進馬達。
圖表翻譯：
flowchart TD
A[開始] --> B[安裝 RasPiRobot Board v4]
B --> C[啟動 Raspberry Pi]
C --> D[測試 RasPiRobot Board]
D --> E[使用 Python 控制檯]
E --> F[控制 LED 和馬達]
內容解密：
上述程式碼示範瞭如何使用 Python 控制檯來控制 RasPiRobot Board 的 LED 和馬達。首先，匯入 raspirobotboard 函式庫，然後建立一個 RRB4 物件。接下來，使用 set_led1 方法來控制 LED 的開關。其他方法可以用來控制馬達的運動。
樹梅派及其周邊硬體的蓬勃發展，降低了電子和程式設計的門檻，也催生了多元化的應用。本文涵蓋了樹梅派的供電方式、Sense HAT、Explorer HAT Pro、RasPiRobot Board v4 和 Pi Plate 原型板的應用，展現了豐富的擴充套件性和客製化空間。分析不同擴充套件板的功能和應用場景，可以發現，選擇合適的硬體對於專案的成功至關重要。受限於篇幅，本文僅提供簡要的程式碼範例和說明，讀者需要參考相關檔案才能深入瞭解各個硬體的完整功能和使用方法。技術團隊應著重於理解不同硬體的特性和Python函式庫的應用，才能充分發揮樹梅派的潛力，創造更多創新應用。未來，隨著更多功能強大的擴充套件板和軟體函式庫的出現，樹梅派的應用領域將更加廣闊。
