Лучшие датчики Stemma QT и Grove для Arduino

Независимо от того, используете ли вы Raspberry Pi, Pico, Arduino или ESP32, для выбранной вами платы всегда найдется большой выбор дополнений и аксессуаров. Если вы хотите подключить датчики, двигатели, переключатели и источники света к микроконтроллеру с минимальными усилиями, обратите внимание на компоненты, которые подключаются через Stemma QT (также известный как Qwiic, QW / ST, Maker Port или Modulino) или стандарты Grove.

Лично я приобрёл компоненты Stemma QT и Grove. С их помощью можно легко подключать устройства для быстрых проектов без использования паяльника.

Если ваш микроконтроллер / одноплатный компьютер (SBC) имеет разъем для одного из этих стандартов, вы можете легко подключить дополнительные устройства без пайки. А если ваша плата не поддерживает одно из этих подключений «из коробки», можно приобрести дополнительное устройство / HAT для обеспечения возможности подключения. Вы даже можете подключить их напрямую к контактам микроконтроллера с помощью проводов и макетной платы, только не забудьте про подтягивающие резисторы.

Благодаря этим соединениям учащимся и детям будет проще создавать электронные проекты. Возьмём, к примеру, Cytron’s Edu Pico, в котором используются разъёмы Grove для упрощения соединений. Благодаря тому, что разработчик может сосредоточиться на коде, а не на проводке, он может обрести уверенность в себе и понять, как работают схемы, прежде чем переходить к макетным платам.

Что такое компоненты Stemma QT и Grove?

Stemma QT от Adafruit представляет собой уменьшенную версию оригинального интерфейса Stemma, используемого на таких платах, как PyPortal, для применения на платах меньшего размера или в случаях, когда требуется несколько подключений. Stemma QT предназначен для компонентов I2C, которые используют для связи четыре контакта. StemmaQT известен под другими названиями: Qwiic от SparkFun, Qw/ST от Pimoroni и Maker Port от Cytron. Платы из каждой линейки совместимы друг с другом. Последняя версия платы Arduino Uno R4 Wi-Fi также оснащена портом Stemma QT.

Разъём Grove — это четырёхконтактный разъём, который предпочитает использовать Seeed Studio. Разъёмы могут быть цифровыми, аналоговыми, ШИМ- или I2C-разъёмами.

Сравнение разъемов

Компоненты Stemma QT / Grove можно использовать взаимозаменяемо благодаря недорогому адаптеру. При использовании Stemma QT с Grove убедитесь, что соединение Grove предназначено для I2C.

Но какие из этих компонентов лучше? Какие компоненты откроют перед вами мир крутых проектов и вдохновят на творческие идеи? Чтобы помочь вам с выбором, мы составили список лучших компонентов Stemma QT и Grove, которые мы лично использовали в проектах для работы и удовольствия.

Лучшие компоненты Stemma QT / Qwiic

Adafruit MPU 6050 6-DOF Sensor

Лучший датчик инерциальных измерений

Технические характеристики

• Характеристики: Инерциальный измерительный блок (IMU) MPU-6050 с трехосевым акселерометром и гироскопом
• Подключение: 2x Stemma QT, контакты для макетной платы
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 26 x 17,8 x 4,6 мм

Плюсы:

• Простота в использовании
• Высокий уровень точности
• Небольшой размер
• Alo измеряет температуру

Минусы:

• Требуется калибровка для точного измерения

1300 рублей— не такая уж большая сумма за датчик такого качества. MPU6050 может измерять ускорение, определять ориентацию (используя гравитацию Земли) и выдавать данные о температуре — и всё это на одной крошечной плате.

Плата — ничто без программного обеспечения, и компания Adafruit действительно подошла к делу со всей ответственностью. Поддержка CircuitPython надёжна и в то же время проста. Достаточно загрузить нужный файл библиотеки на плату Feather RP2040 и запустить быстрый тестовый скрипт, чтобы всего за несколько секунд получить данные об ускорении и положении.

MPU6050 предназначен для проектов, требующих баланса или точного знания сил, действующих на объект. Благодаря небольшому размеру и простоте использования эта плата отлично подходит для множества проектов. Например, для робототехники, такой как балансирующие роботы и ракеты, где отклонение даже на несколько градусов от нормы может привести к сбою. Если вам нужны такие данные, выбирайте эту плату.

Adafruit NeoKey 1×4

Лучшие сочетания клавиш RGB

Технические характеристики

• Особенности: 4 разъёма Cherry MX или совместимых беспаечных разъёмов с NeoPixels
• Подключение: 2x Stemma QT, контакты для макетной платы
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 76,5 x 21,5 x 4,6 мм

Плюсы:

• Сборка без пайки
• Неопиксели
• Выбор клавишных переключателей

Минусы:

• Всего четыре ключа

NeoKey добавляет четыре дополнительные клавиши в любой проект. Благодаря разъёму Stemma QT мы можем легко подключать клавиши ко многим микроконтроллерам и использовать их для имитации нажатия клавиш во многих операционных системах.

NeoKey, предназначенный для работы с различными типами механических переключателей, использует фрикционную посадку для фиксации переключателя, что позволяет легко менять переключатели в зависимости от ваших предпочтений. На верхней стороне печатной платы расположены NeoPixels (WS2812) для каждой клавиши, которые загораются при нажатии.

Прелесть этой платы в её простоте. Не нужно паять, она проста в сборке, а благодаря CircuitPython можно легко добавить собственные сочетания клавиш для настройки.

Adafruit IS31FL3741 13×9 RGB Matrix

Лучшая Маленькая RGB-Матрица

Технические характеристики

• Особенности: S31FL3741 управляет 13 x 9 (117) RGB-светодиодами
• Подключение: 2 разъема Stemma QT, штыревые контакты для макетной платы
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 51,3 x 39 x 4,6 мм

Плюсы:

• Высокая плотность пикселей
• Небольшой размер

Минусы:

• Не так прост в использовании, как NeoPixels

RGB-светодиоды — это то, что нравится производителям, а вершиной технологии являются NeoPixels, но это не единственные привлекательные световые элементы. Матрица RGB IS31FL3741 от Adafruit состоит из серии RGB-светодиодов, управляемых одним чипом IS31FL3741.

Светодиодная матрица 13 x 9 имеет красивые насыщенные цвета, которые эффектно выделяются на плате. Дополнительный разъем Stemma QT позволяет подключить другое совместимое устройство и использовать светодиодную матрицу в качестве визуального средства вывода данных. Подключите датчик температуры и настройте светодиоды так, чтобы они меняли оттенки синего по мере охлаждения помещения.

Использовать эту плату не так просто, как NeoPixels или DotStar, но библиотека CircuitPython предлагает простые в использовании средства для изменения цвета светодиодов и прокрутки текста по матрице.

Adafruit HTU31D Temperature and Humidity Sensor

Лучший Датчик Температуры и Влажности

Технические характеристики

• Характеристики: HTU31D с точностью ±0,2 °C в диапазоне от -0 до 100 °C
• Подключение: 2 разъема Stemma QT, штыревые контакты для макетной платы
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 25,5 x 17,7 x 4,6 мм

Плюсы:

• Высокая точность
• Очень легко использовать
• Бортовой обогреватель (для предотвращения конденсата)

Минусы:

• Точность снижается при выходе за пределы температурного диапазона

Датчики температуры для хобби представлены в широком ценовом диапазоне и различаются по уровню надёжности. Вы можете купить дешёвый датчик и сомневаться в его показаниях или потратить крупную сумму и получить надёжные данные. Но что, если бы мы могли найти компромисс и получить лучшее из обоих миров? Именно таким является датчик HTU31D.

HTU31D обладает высокой точностью, если мы не выходим за пределы температурного диапазона. Если мы выходим за пределы диапазона, то показания становятся менее точными, но 70 градусов по Цельсию — это достаточно для большинства любителей. Встроенный нагреватель позволяет избежать образования конденсата, просто учитывайте это при снятии показаний.

Вспомогательная библиотека CiruitPython позволяет невероятно быстро использовать плату. Библиотека устраняет сложности и возвращает данные с минимальными усилиями. Если бы этот датчик был доступен в водонепроницаемом корпусе, он бы вытеснил DS18B20 с позиции нашего любимого датчика температуры.

Adafruit MPR121 Capacitive Touch Sensor

Лучший Сенсорный Датчик

Технические характеристики

• Характеристики: PR121 с 12 сенсорными входами
• Подключение: 2 разъема Stemma QT, штыревые контакты для макетной платы, крокодилы
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 51,0 x 25,2 x 4,5 мм

Плюсы:

• Простой в использовании
• Создает забавные входные данные

Минусы:

• Нет

Емкостные датчики повсюду. Они есть в наших смартфонах, планшетах, микроволновых печах, так почему бы не добавить их в Raspberry Pi или Arduino? Что ж, это возможно! Плата расширения MPR121 оснащена 12 емкостными сенсорными датчиками. Из двух моделей плат мы можем выбрать либо плату с разъемами, либо плату с зажимами типа «крокодил». Независимо от вашего выбора, всё, что вам нужно сделать, — это подключить плату к ряду проводящих объектов (фольге, металлам, фруктам), а затем использовать их в качестве входов.

Вспомогательная библиотека CircuitPython исключительно проста в использовании, что делает процесс максимально понятным. Нет, серьёзно, у вас будет фруктовое пианино всего за несколько минут! MPR121 — это забавная плата, которая быстро увлекает учащихся и может быть расширена для создания серьёзного устройства ввода для

Лучшие компоненты Grove

Seeed Studio Grove Beginner Kit󠁩󠁩󠁩󠁩󠁩󠁩

Лучшее знакомство с Grove

Технические характеристики

• Характеристики: Светодиод, зуммер, OLED-дисплей, кнопка, потенциометр, датчик освещенности, датчик звука, датчик температуры DHT11, датчик давления воздуха, 3-осевой акселерометр
• Подключение: Гнездо и предварительно подключённые внутренние дорожки печатной платы
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 170,7 x 110,6 x 10,9 мм

Плюсы:

• Отличное вступление к Grove connections
• Низкая стоимость
• Простота в использовании
• Предварительно подключенный

Минусы:

• Нет

Начать работу с разъёмами Grove несложно, но с этим набором это будет ещё проще. Набор для начинающих Seeed с разъёмами Grove поставляется в виде предварительно подключённой печатной платы и предоставляет широкие возможности для творчества. Компоненты Grove уже подключены к центральному разъёму, совместимому с Arduino Uno, благодаря продуманным дорожкам. Это значит, что нам не нужно извлекать компоненты из литника, чтобы начать работу. Когда я тестировал его для нашего обзора набора для начинающих Seeed Studio Grove, мы обнаружили, что программировать совместимый с Arduino Uno разъём несложно благодаря ряду программных библиотек и полезной документации.

Компоненты можно отделить от литника и использовать в собственных проектах. Пользователи Raspberry Pi могут использовать эти компоненты с платой HAT.

Если вы только начинаете увлекаться Grove, то вам стоит купить этот набор. Есть версия для Arduino, тоже от Seeed. В этот набор входит настоящий Arduino Uno и плата Grove. Но датчики в них точно такие же. Сэкономьте деньги и купите этот набор.

OLED Display

Лучший Маленький Дисплей

Технические характеристики

• Характеристики: OLED-дисплей 0,96 дюйма с разрешением 128 x 64 пикселя
• Соединение: Grove
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 134 x 90 x 10 мм

Плюсы:

• Небольшой размер
• Большой контраст
• Яркий экран
• Простота в использовании

Минусы:

• Только монохромный

Экраны на органических светодиодах (OLED) обеспечивают высокую контрастность, позволяют отображать монохромный текст и базовые изображения на крошечном экране. Этот экран размером 0,96 дюйма, возможно, не самый большой, но мы можем легко использовать его для отображения данных. Если вам нужно отобразить температуру, уровень освещённости или расстояние до датчика, то этот экран — то, что вам нужно.

Через разъём Grove этот дисплей использует протокол связи I2C для отправки данных с выбранного вами микроконтроллера (или одноплатного компьютера). Использовать I2C может быть немного сложнее, чем стандартные цифровые контакты ввода-вывода, но полезные программные библиотеки помогут справиться со сложностями.

Ultrasonic Distance Sensor

Лучший Робототехнический Датчик

Технические характеристики

• Характеристики: Ультразвуковой датчик HC-SR04 с рабочим напряжением 3–5 В и диапазоном от 2 до 350 см
• Соединение: Grove
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 132 x 83 x 26 мм

Плюсы:

• Простой в использовании
• Отлично подходит для роботов

Минусы:

• Может давать сбои

Ультразвуковые датчики, такие как серия HC-SR04, широко распространены в мире робототехники, и на то есть веские причины. Эти датчики дешёвые, простые в использовании и довольно надёжные.

Ультразвуковой датчик с разъёмом Grove — идеальный вариант для знакомства с этим датчиком для начинающих. Датчик поддерживает логические уровни 3 В и 5 В, то есть его можно использовать с платами Raspberry Pi и Arduino. Для других моделей требуется делитель напряжения/потенциала, чтобы снизить требуемое напряжение с 5 В до 3 В (если только вы не приобретёте модели HC-SR04 или HC-SR04P). Дальность действия датчика составляет от 2 до 350 см. В ходе наших тестов мы заметили, что показания на большом расстоянии становятся менее точными, если датчик и цель не находятся в неподвижном состоянии. На коротких расстояниях всё было в порядке, и робот, бегавший по ковру, мог объезжать препятствия на своём пути.

Аппаратное обеспечение простое в использовании благодаря отличной библиотеке для Arduino, которая устраняет все сложности. Пользователи Raspberry Pi получат максимальную производительность от GPIO Zero, в котором есть абстрактный модуль для простого измерения расстояний.

3-Axis Digital Accelerometer

Лучший Акселерометр

Технические характеристики

• Характеристики: 3-осевой цифровой акселерометр ADXL345 с рабочим напряжением 3–5 В и диапазоном измерения до 16 g.
• Соединение: Grove
• Совместимость: Raspberry Pi, Pico, Arduino
• Размеры: 73 x 63 x 6,3 мм

Плюсы:

• Низкая стоимость
• Простота в использовании
• Настраиваемая температура

Минусы:

• Программное обеспечение не отличается удобством

Трехосевые акселерометры измеряют силу, действующую вдоль осей X, Y и Z. В случае с платой на базе LIS3DHTR она может измерять силу до 16 g. Зачем это нужно? Если вы катаетесь на велосипеде, участвуете в гонках или запускаете модели ракет, эта крошечная плата может определять силу, действующую на вас. С помощью небольшого фрагмента кода эти данные можно записать на SD-карту и использовать для определения самых экстремальных моментов вашего хобби.

Разъём Grove используется для подключения датчика к плате по протоколу I2C, после чего программное обеспечение считывает данные. На вики-странице, посвящённой этому датчику, приведён базовый пример считывания данных с датчика с использованием абстрактных библиотек кода для пользователей Arduino. Пользователи Raspberry Pi и Python могут воспользоваться примером кода с вики-страницы или библиотекой CircuitPython, чтобы упростить процесс.

Seeed Grove Shield for Raspberry Pi Pico

Лучшее руководство по Grove для Raspberry Pi Pico

Технические характеристики

• Характеристики: 12 разъемов Grove, 2 разъема I2C, 2 разъема UART, 3 аналоговых разъема, 3 цифровых разъема, разъем SPI через переходники
• Соединение: Grove
• Совместимость: Raspberry Pi Pico
• Размеры: 92 x 92 x 32 мм

Плюсы:

• Простой в использовании
• Работает с Raspberry Pi Pico и Pico W

Минусы:

• Ограниченное количество контактов GPIO

Raspberry Pi Pico — отличный микроконтроллер стоимостью 4 доллара, и с помощью этого модуля мы можем легко использовать нашу коллекцию компонентов Grove. Pico надежно закреплен в центре платы с помощью ряда белых разъемов Grove. Эти разъемы подключены к определенным контактам GPIO, что является необходимым ограничением, учитывая небольшой размер модуля.

Плата работает с любым языком программирования, совместимым с Pico. По сути, она просто обеспечивает более простой доступ к GPIO. В нашем обзоре нам очень понравилось, насколько она проста в использовании и как она упорядочила нашу путаницу проводов.

Низкая стоимость и простота использования делают эту плату идеальным выбором для использования компонентов Grove с Raspberry Pi Pico.

Ознакомьтесь с нашим обзором лучших кардридеров 2025 года