SparkFun Qwiic HAT 树莓派完整接线指南

简介

SparkFun Qwiic HAT 为任意树莓派的 I²C 总线提供快速、即插即用的连接方式，接入庞大的 Qwiic 生态系统。它将树莓派的 GND、3.3V、SDA、SCL 引脚桥接至四个 Qwiic 连接器端口，同时引出关键 GPIO 引脚以便访问。因 Qwiic 支持菊花链（前提是每个设备地址唯一），您可堆叠无限数量的传感器，构建强大的感知塔。

所需材料

• 任意带 2×20 公排针 GPIO 的树莓派（如 Pi 3 或 Pi 4）。若使用 Pi Zero W，需自行焊接公排针。
• Qwiic HAT（SparkFun 产品）。
• Qwiic 兼容传感器或扩展板。示例：
  • 环境组合扩展板 – CCS811/BME280 (Qwiic)
  • 光谱传感器扩展板 – AS7262 可见光 (Qwiic)
  • GPS 扩展板 – XA1110 (Qwiic)
  • Qwiic 转接板（用于非 Qwiic 设备）
• Qwiic 连接线（多种长度适应灵活布局）：50mm、100mm、200mm、500mm。

所需搭建工具

• USB 鼠标
• USB 键盘
• HDMI 显示器、电视或 VGA 转接器
• 5V 电源（Pi 3/4 至少 2A，Pi Zero W 建议 2.5A）

建议阅读

• Qwiic 系统概览 – 了解 Qwiic 接口基础。
• I²C 基础 – I²C 协议入门，树莓派项目必备。

硬件概览

Qwiic HAT 拥有四个 Qwiic 连接器端口，均连接至同一 I²C 总线。此外，它在树莓派 40 针排针上引出多个关键 GPIO 引脚，使额外外设集成无需焊接即可完成。

硬件组装

1. 将 Qwiic HAT 与树莓派 2×20 公排针对齐。确保 HAT 上标记 “USB” 的箭头指向树莓派 USB 接口方向。
2. 轻轻按下 HAT，针脚应牢固卡入排针。
3. 使用合适长度的 Qwiic 连接线连接您的 Qwiic 传感器或扩展板。
4. 上电前确认所有连接牢固。

树莓派上的 I²C

操作系统与库安装

若为新 SD 卡，建议从全新的 Raspbian（现 Raspberry Pi OS）镜像开始。为方便起见，可下载 NOOBS 镜像（撰写时为 v2.4.4）并遵循官方 安装指南。

1. 下载 NOOBS 镜像。
2. 烧录至 SD 卡并启动树莓派。
3. 执行 sudo apt update && sudo apt upgrade 更新软件包。
4. 通过 sudo apt install wiringpi 安装 WiringPi（或按需使用 WiringPi 源码安装说明 获取最新版）。

安装完成后测试 WiringPi：

gpio -v
gpio readall

应显示 WiringPi 版本及树莓派 40 针排针引脚表。

启用 I²C

与 SPI 不同，I²C 接口默认禁用。通过 sudo raspi-config 启用：

1. 运行 sudo raspi-config。
2. 进入 5 Interfacing Options。
3. 选择 P5 I²C 并回答 yes 启用。
4. 选择 OK 与 Finish 重启。

重启后，用 ls /dev/*i2c* 确认接口激活，应列出 /dev/i2c-1——用户态 I²C 总线。

测试 Qwiic HAT

连接 HAT 与传感器后，运行 i2cdetect -y 1 扫描总线。网格中出现传感器地址即表示连接成功。