تعرف على وحدات التوسعة HAT وكيف تعزز إمكانيات Raspberry Pi

Raspberry Pi جهاز صغير بقدرات كبيرة، لكن ما يجعله أكثر تميزًا هو إمكانية توسيع وظائفه باستخدام وحدات HAT. هذه الوحدات تضيف ميزات جديدة مثل التحكم بالأجهزة، الاتصال بالشبكات، أو حتى استخدامه كمحطة طقس. بفضل تصميمها المبتكر، يمكن لوحدات HAT التوافق بسهولة مع Raspberry Pi، مما يفتح الأفق لمشاريع إبداعية. في هذا المقال، سنستعرض كيف تعمل وحدات HAT، استخداماتها المتنوعة، وأفضل الطرق لاستغلالها.

النقاط الرئيسية

• تُعد لوحات HAT عبارة عن لوحات إضافية متخصصة لـ Raspberry Pi، تعمل على تحسين الوظائف بما يتجاوز توصيلات الأجهزة الأساسية.
• تعمل لوحات HAT على تبسيط التخصيص من خلال توفير لوحات جاهزة مع EEPROM لسهولة التوصيل والإعداد.
• تمكن أنواع مختلفة من لوحات HAT مثل وحدات التحكم في المحرك والشاشة والمستشعر والكاميرا من إمكانيات متنوعة للمشروع.

تُعد لوحة “HAT” الخاصة بـ Raspberry Pi أو Hardware Attached on Top مكون ترقية بسيط يمكنك إضافته إلى الطرز المتوافقة من أجهزة كمبيوتر Raspberry Pi لتوسيع ما يمكنها القيام به وجعل العديد من المشاريع المختلفة أسهل بكثير مما كانت عليه من قبل.

ما هي لوحة HAT؟

تعد لوحة HAT نوعًا من لوحات التوسعة المصممة خصيصًا لعائلة أنظمة Raspberry Pi وستعمل مع معظم الطرز. وهي تتناسب مباشرة مع موصل GPIO ذي الأربعين سنًا، وهو المكان الذي تتصل فيه عادةً بأجهزة مخصصة صنعتها بنفسك. في الأساس، لوحات HAT عبارة عن لوحات مخصصة مصنوعة بشكل احترافي تغطي أكثر الأشياء شيوعًا التي استخدمها الأشخاص لأجهزة Pi الخاصة بهم على مر السنين.

تم تقديم HATs في عام 2014 وكان هناك سبب وجيه لمؤسسة Pi لوضع هذا المعيار. كان طرازا Pi القديمان A وB مزودين بموصل GPIO مكون من 26 سنًا، وكانت طريقة عمله بسيطة للغاية. هذا ليس مثل USB أو PCIe، حيث يوجد معيار مشفر ويجب أن يعمل أي شيء يناسب الموصل.

مع موصل GPIO، كل شيء بين يديك. عليك كتابة (أو الحصول على) برنامج التشغيل للأجهزة التي تقوم بتوصيلها بالواجهة. لا يعرف Pi ما تفعله اللوحة التي قمت بتوصيلها أو حتى ما إذا كانت متصلة على الإطلاق.

من Pi B+ وما بعده، قطع معيار HAT شوطًا طويلاً في تصحيح هذا. تحتوي معظم HATs على EEPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة كهربائيًا) التي تخزن معلومات التكوين لـ Pi. في وقت التمهيد، يخبر هذا Pi بما هي اللوحة وكيفية الاتصال بها.

كيف تعمل HATs؟

تتصل أجهزة HAT باستخدام موصل GPIO المذكور أعلاه، وعادة ما تحصل على الطاقة من Pi نفسه، أو من مصدر طاقة خارجي إذا لم يكن هناك طاقة كافية من الكمبيوتر. تنتقل نبضات البيانات بين Pi وHAT عبر الدبابيس الموجودة في الموصل. عادةً ما تكون أجهزة HAT قابلة للتوصيل والتشغيل، ويمكنك التحكم فيها فورًا بعد التشغيل باستخدام موصل متصل.

أنواع HAT المختلفة

هناك المزيد من HATs مما يمكنني ذكره هنا، ولكن لإعطائك بعض الأمثلة على أكثرها شيوعًا:

تتيح لك HATs للمحركات والروبوتات التحكم في المحركات والمحركات المؤازرة والأجهزة الكهروميكانيكية الأخرى المشابهة. لذا، إذا كنت تريد استخدام Pi لمشروع روبوتي، فهذا مكان جيد للبدء ما لم تكن بحاجة حقًا إلى تجميع شيء خاص بك.

• تبدو HATs للعرض وكأنها شيء تراه في نافذة خياط، لكنها في الأساس لوحة تتيح لك توصيل شاشة بجهاز Pi الخاص بك. هذا بالإضافة إلى خرج العرض العادي لجهاز Pi.
• تقدم HATs للمستشعرات مجموعة متنوعة من الخيارات لاكتشاف أشياء مثل درجة الحرارة والرطوبة والضوء والحركة وما إلى ذلك.
• تضيف HATs للكاميرا نوعًا من وحدات الكاميرا إلى Pi الخاص بك.

هذه بعض الأمثلة الرئيسية، ولكن يجب أن تفهم الفكرة. هناك HATs للذكاء الاصطناعي والشبكات والصوت المتطور والمزيد.

يحتوي معيار HAT+ الأحدث على بعض الحيل الرائعة بما في ذلك لوحة HAT+s التي تتيح لك تكديس واستخدام اثنين منها في وقت واحد. إحدى وحدات HAT+ الأولى هي Pi M.2 HAT+

استخدامات رائعة لـ HATs

باستخدام HAT المناسب، يمكن تحويل Pi إلى شيء مميز، وهناك الكثير من الأشياء الرائعة التي يمكنك القيام بها. يمكنك إنشاء محطة الطقس الخاصة بك باستخدام HAT الاستشعاري. قم ببناء روبوت، وإنشاء مركز وسائط باستخدام HAT صوتي عالي الجودة، وحتى إضافة أجهزة ذكاء اصطناعي قوية باستخدام وحدة AI HAT+.

على الرغم من وجود عدد محدود من HATs، فإن عدد الأشياء التي يمكنك القيام بها بها وبجهاز Pi الخاص بك يقتصر فقط على خيالك وميزانيتك. هذا رائع بشكل خاص إذا كنت تقوم بالترقية إلى أحدث طرازات Raspberry Pi 5، ولست متأكدًا مما يجب عليك فعله بجهاز Pi القديم الخاص بك. حسنًا، قد ترغب في إلقاء HAT متوافق في السلة مع جهاز Pi الجديد الخاص بك حتى يتمكن القديم من الاستمرار كمشروع DIY رائع.