Troyka Cap: инструкция по подключению, распиновка и схемы

Плата расширения Troyka Cap — это хаб для подключения Troyka-модулей через стандартные трёхпроводные шлейфы. Плата избавит вас от рассыпухи из мелких компонентов, пайки и макетной платы.

1. Установите Troyka Cap сверху на Raspberry Pi.
2. Подключите блок питания к разъему Troyka Cap.
3. Заведите Raspberry Pi.
4. Обновите программные пакеты
5. Включите шину I²C и установите I²C сканер
6. Просмотрите подключённые I²C-устройства:

   sudo i2cdetect -y 1

   0x2a — это 42, адрес расширителя портов по умолчанию.

7. Установите библиотеку wiringpi для Python

   pip3 install wiringpi

   

8. Установите библиотеку TroykaCapPython для работы с расширителем портов:

   pip3 install git+https://github.com/amperka/TroykaCapPython

   

На этом установка закончена, теперь смело переходите к экспериментам.

Повторите третий эксперимент из набора Малина — маячок. Только вместо облачка, подключите к Troyka Cap светодиод «Пиранья» (Troyka-модуль) через стандартный трёхпроводной шлейф к 7 цифровому пину.

blink.py

# библиотека для работы с методами языка Wiring (Arduino)
import wiringpi as wp
# инициализация WiringPi 
wp.wiringPiSetup()
# пин 7 в режим выхода
wp.pinMode(7, 1)
 
while (True):
    # подаём на пин 7 высокий уровень
    wp.digitalWrite(7, 1)
    # ждём пол секунды
    wp.delay(500)
    # подаём на пин 7 низкий уровень
    wp.digitalWrite(7, 0)
    # ждём пол секунды
    wp.delay(500)

После запуска скрипта, светодиод начнёт мигать раз в пол секунды.

Добавьте к предыдущему эксперименту кнопку (Troyka-модуль) и подключите её к Troyka Cap через стандартный трёхпроводной шлейф к 22 цифровому пину.

switchLamp.py

# библиотека для работы с методами языка Wiring (Arduino)
import wiringpi as wp
# инициализация WiringPi 
wp.wiringPiSetup()
# пин 22 в режим входа
wp.pinMode(22, 0)
# пин 7 в режим выхода
wp.pinMode(7, 1)
 
while (True):
    # если кнопка нажата
    if (not(wp.digitalRead(22))):
        # включаем светодиод
        wp.digitalWrite(7, 1)
    # если кнопка отжата
    else:
        # выключаем светодиод
        wp.digitalWrite(7, 0)

При нажатии на кнопку — светодиод загорится, а отпустить — погаснет.

Raspberry Pi обладает всего двумя каналами ШИМ и не имеет аналого-цифрового преобразователя. Troyka Cap решает проблему через встроенный микроконтроллер ARM Cortex M0. Модули подключаются через Troyka-контакты GPIO-расширителя (Expandera).

В качестве примера подключим ползунковый потенциометр (Troyka-модуль) и Светодиод 5 мм (Troyka-модуль) к пинам Expandera 3 и 6 соответственно.

brigtnessLamp.py

# библиотека для работы с расширителем портов
import gpioexp
# создаём объект для работы с расширителем портов 
exp = gpioexp.gpioexp()
 
while True:
    # считываем состояние потенциометра
    pot = exp.analogRead(3)
    # включаем яркость светодиода
    # в зависимости от состояние потенциометра
    exp.analogWrite(6, pot)

После запуска скрипта, яркость светодиода будет меняться в зависимости от перемещения ползунка слайдера.

Выйдем за границы светодиодной робототехники. Сделаем ручную регулировку громкости одноплатника Raspberry Pi.

1. Подключите ползунковый потенциометр (Troyka-модуль) к пину 3 GPIO-расширителя (Expandera).
2. Установите библиотеку pyalsaaudio для контроля уровня громкости:

   pip3 install pyalsaaudio

   

3. Запустите нижеприведённый скрипт:

raspberry-pi-troyka-hat-example-analog-control-volume.py

# Библиотека для работы с расширителем портов
import gpioexp
# Библиотека для контроля уровня громкости
import alsaaudio
# Создаём объект для работы с расширителем портов 
exp = gpioexp.gpioexp()
# Создаём объект для работы с регулировкой громкости
mixer = alsaaudio.Mixer('Master')
 
while True:
    # Считываем состояние слайдера
    potValue = exp.analogRead(3)
    # Умножаем полученное значение со слайдера на 100
    # и преобразовываем переменную float в int
    volume = int(potValue * 100)
    # Устанавливаем громкость
    mixer.setvolume(volume)

Громкость в операционной системы будет меняться в зависимости от перемещения ползунка слайдера.

Мозгом GPIO-расширителя является мощный 32-разрядный микроконтроллер фирмы STMicroelectronics — STM32F030F4P6 с вычислительном ядром ARM Cortex® M0.

На линии питания GPIO-расширителя есть возможность выбора питания установкой джампера:

• 5V→V — на линии V будет присутствовать напряжение 5 вольт. Это удобно при подключении модулей с рабочим напряжением 5 вольт. Например микросервопривод или ультразвуковой дальномер.
• 3V3→V — на линии V — 3,3 вольта. Режим полезен при подключении аналоговых сенсоров. Так как диапазон входного напряжения для считывания аналоговых сенсоров от 0 до 3,3 вольт. Например потенциометр или датчик освещённости.

Контакты для подключения устройств, которые общаются с управляющей электроникой по шине SPI.

Контакты для подключения устройств, которые общаются с управляющей электроникой по шине I²C / TWI.

Понижающий DC-DC TPS563200 с выходом 5 вольт, обеспечивает питание схемы. Максимальный выходной ток составляет 3 А.

• Количество Troyka-контактов Raspbery Pi: 21
• Количество Troyka-контактов GPIO-расширителя: 8
• Troyka-контактов SPI: 3
• Troyka-контактов I²C: 2
• Напряжение логических уровней: 3,3 В
• Все пины толеранты к 5 вольтам
• Портов с поддержкой ШИМ: 8
• Разрядность ШИМ: 8 бит
• Портов с АЦП: 8
• Разрядность АЦП: 12 бит
• Максимальный ток контакта питания 5V: 3 А
• Максимальный ток контакта питания V: 1 А
• Допустимое входное напряжение от внешнего источника: 5–15 В

• Troyka Cap в магазине
• Библиотека для Raspberry Pi
• Векторное изображение модуля
• Datasheet на понижающий DC-DC преобразователь