Hologram Nova 入门套件：树莓派完整搭建与传感器集成指南

Nova 新手？树莓派新手？Python 新手？本教程手把手带您走完 Hologram Nova 入门套件每一步。

项目背景

本教程为官方 Hologram Nova 入门套件一部分，获取地址：Hologram.io。

树莓派无头模式搭建

注：若已有 Raspbian SD 卡且能 SSH 登录，请跳至下一节。

无头模式指树莓派无显示器、键盘、鼠标启动，所有配置从主机经 SSH 完成。

1. 下载并烧录 Raspbian 至 SD 卡

关键点：

Raspbian 为针对树莓派 ARM 架构定制的 Debian 衍生版。
Lite (无桌面) 与 Full 版均可；本教程 Lite 版足矣。
NOOBS 多此一举，增加步骤。
使用跨平台工具 Etcher 烧录镜像。

下载 Raspbian：raspbian.org/downloads/raspbian

下载/安装 Etcher：etcher.io

烧录步骤：

将 SD 卡插入电脑。
打开 Etcher。
选择下载的 Raspbian zip 作为镜像源。
选择 SD 卡作为目标驱动器。
点击 “Flash!”。
Etcher 界面如下图所示。

2. 配置 Raspbian

烧录后重新挂载 SD 卡至电脑。打开终端进入 boot 分区。

cd /Volumes/boot

创建空文件启用 SSH：

touch ssh

预配置 Wi-Fi 使树莓派开机自动入网。注意：仅支持 2.4GHz。

sudo nano wpa_supplicant.conf

粘贴以下内容，替换占位符为您的凭据：

country=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="**your-wifi**"
    psk="**your-password**"
    key_mgmt=WPA-PSK
}

开放网络配置：

country=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="**your-wifi**"
    key_mgmt=NONE
}

CTRL+X 保存退出 Nano，再按 Y 和 ENTER。弹出 SD 卡并插入树莓派。

3. 通过 Wi-Fi SSH 连接树莓派

使用随附 5V 2.4A 适配器供电。等待约 1 分钟网络启动。

从主机终端 SSH 登录：

ssh pi@raspberrypi.local

密码：raspberry。

故障排查：

找不到设备？核对 Wi-Fi 凭据，确认树莓派连接 2.4GHz 网络。
多台树莓派同主机名？使用局域网 IP：ssh pi@。

登录后运行树莓派配置工具：

sudo raspi-config

菜单中执行：

7 – Advanced Options → A1 Expand Filesystem
5 – Interfacing Options → SPI (如需启用 I2C)
1 – Change User Password
2 – Hostname (设置易记名称)
Finish 并允许重启。

重启后用新主机名 SSH 回连：ssh pi@<新主机名>。

4. 安装依赖

更新软件包列表：

sudo apt-get update

安装核心包：

sudo apt-get install git git-core build-essential python-dev python-openssl python-smbus python3-pip python-pip screen

安装 Hologram Python SDK：

curl -L hologram.io/python-install | bash

验证 CLI 版本：

hologram version

应显示大于 0.6.0 的版本。恭喜——树莓派已就绪。

第 1 课 – 点亮 LED

使用树莓派 GPIO 引脚 (BCM 编号)。快速复习见 StackOverflow GPIO 指南。以下引脚图将被引用。

面包板新手请看 ScienceBuddiesTv 视频。

本课将 GPIO 设为输出控制 LED。

接线图

LED 串联 220Ω 电阻。红线通常接电源，黑线接地。接线前务必断电。

重新上电，等 1 分钟，重新建立 SSH。

运行代码 🏃💨

克隆入门套件仓库：

git clone https://github.com/benstr/nova-starter-kit.git

确认目录存在：

ls nova-starter-kit/

执行闪烁脚本：

sudo python nova-starter-kit/01_blink/main.py

提示输入闪烁次数。LED 应按要求切换。

查看源码：

cat nova-starter-kit/01_blink/main.py

cat nova-starter-kit/01_blink/myLED.py

大胆尝试！

编辑 main.py 调用 myLED.py 更多函数并重跑。


sudo nano nova-starter-kit/01_blink/main.py
第 2 课 – 读取数字传感器
接入 DHT11 温湿度传感器。Adafruit DHT 库简化读取。
了解 DHT 传感器详见 Adafruit DHT 页面。
接线图
使用 10kΩ 上拉电阻。
接线前断电。
重新上电，等 1 分钟，重新建立 SSH。
运行代码 🏃💨
确认传感器目录：
ls nova-starter-kit/02_digital_sensor/
安装 Adafruit DHT 库：
git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
sudo python Adafruit_Python_DHT/setup.py install
测试传感器：
sudo Adafruit_Python_DHT/examples/AdafruitDHT.py 11 21
运行课程脚本：
sudo python nova-starter-kit/02_digital_sensor/main.py
LED 闪烁三次并显示温湿度。
cat nova-starter-kit/02_digital_sensor/main.py
cat nova-starter-kit/02_digital_sensor/myDHT.py
第 3 课 – 读取模拟传感器
树莓派仅能读数字信号。捕获模拟数据需用 MCP3008 ADC 转换光敏电阻输出。
MCP3008 提供 8 通道；我们使用通道 0。Adafruit MCP3008 库处理通信。
接线图
确保 MCP3008 缺口朝左。仔细核对所有连接。
接线前断电。
重新上电，等 1 分钟，重新建立 SSH。
运行代码 🏃💨
确认模拟传感器目录：
ls nova-starter-kit/03_analog_sensor/
安装 MCP3008 库：
git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_MCP3008.git
sudo python Adafruit_Python_MCP3008/setup.py install
运行模拟传感器脚本：
sudo python nova-starter-kit/03_analog_sensor/main.py
LED 闪烁四次并打印温度、湿度、光照度。
cat nova-starter-kit/03_analog_sensor/main.py
cat nova-starter-kit/03_analog_sensor/myMCP.py
第 4 课 – 按钮触发
为避免手动 SSH，接入按钮触发传感器读取，并设为开机自启。
接线图
接线直观 — 按钮接 GPIO 引脚并接上拉电阻。
重新上电，等 1 分钟，重新建立 SSH。
运行代码 🏃💨
确认按钮目录：
ls nova-starter-kit/04_button/
运行按钮脚本：
sudo python nova-starter-kit/04_button/main.py
脚本进入无限循环等待按钮按下。按 CTRL+C 停止。
cat nova-starter-kit/04_button/main.py
开机自启 🔌🏃💨
编辑 /etc/rc.local 在开机时启动脚本：
sudo nano /etc/rc.local
在 exit 0 前添加：
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/04_button/main.py &
保存，重启：
sudo reboot
重启后按下按钮应触发 LED 闪烁四次。
第 5 课 – 通过 Wi-Fi 发送数据
脚本已开机自启，但我们仍想本地查看数据。将传感器读数转发至 Hologram Data Engine。
若 SIM 未激活，前往 dashboard.hologram.io/activate 激活。
在 Hologram 仪表盘打开 Nova 设备，进入 Configuration，点击 “Show Router Credentials”，生成 8 位密钥并妥善保存。
编辑凭据文件：
sudo nano nova-starter-kit/credentials.json
将占位符替换为生成的密钥。
更新 /etc/rc.local 启动云端脚本：
sudo nano /etc/rc.local
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/05_cloud/main.py &
重启：
sudo reboot
几分钟后，按下按钮将数据发送至云端。在 dashboard.hologram.io 验证结果。
查看云端脚本：
cat nova-starter-kit/05_cloud/main.py
第 6 课 – 通过蜂窝网络发送数据
无 Wi-Fi 环境部署同样简单。组装 Nova、插入 SIM 后，Nova 上两个 LED 指示网络就绪。
编辑 /etc/rc.local 使用蜂窝脚本：
sudo nano /etc/rc.local
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/06_cellular/main.py &
重启：
sudo reboot
在 dashboard.hologram.io 验证数据传输。
查看蜂窝脚本：
cat nova-starter-kit/06_cellular/main.py
您已构建一台可通过蜂窝网络全球运行的气象传感器机器人。
来源： Hologram Nova 入门套件
            

            
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