D. PETROVIĆ

1. april 2022.

Često smo prilikom pisanja o malim računarima (SBC - single-board computer) govorili o nadogradnji osnovnog hardvera preko HAT-a (hardware attached on top). Ove nadogradnje mogu znatno da podignu novi funkcionalnosti, u ovom slučaju Raspberry Pi. Domaća firma 012Lab nam je ustupila par ovakvih ploča za nadogradnju Maline.

PoE HAT

PoE HAT je nadogradnja namenjena za napajanje Raspberry Pi 4 model B i 3 model B+ preko Ethernet kabla (PoE - power over Ethernet). Podrazumeva se da je ispred neki PoE svič ili sličan mrežni uređaj. Koristeći jedan ovakav HAT, umnogome se lišavamo svih bespotrebnih kablova, a tu mislimo i na slobodan utikač električne instalacije.

PoE HAT širinom prati pomenute Maline, uz odgovarajuće otvore i proreze koji omogućavaju pristup konektorima. Na Malinu se povezuje i preko 40-pinskog headera, ali i preko 2×2 manjeg dodatnog (PoE). Sa SBC se pričvršćuje uz pomoć četiri distancera i sveukupno zadržava niski profil celog setupa. Headeri na HAT-u su plitki i, nažalost, ne dozvoljavaju dodatnu nadogradnju bez dodatnog namenskog headera. Kada kažemo da je zadržan niski profil, visinu duplih USB konektora na Malini HAT će premašiti tek za koji milimetar i to sa ventilatorom iznad. Pozicija ventilatora je tačno iznad CPU-a Maline i, s obzirom na mali prostor između ove dve ploče, on je neminovan radi održavanja temperature.

Naravno, najveću pažnju privlači trafo koji prolazi kroz PCB, što je standardno rešenje za zadržavanje niskog profila ploče. Trafo se stara da dobijene napone od 36-56 volti „obori” na pet volti i 2,5 ampera, a prema IEEE 802.3af standardu. Sa donje strane zatičemo i jedan ATtiny814 sa nekoliko PTH i padova. Malina upravlja ventilatorom baš preko ovog MCU, a koristeći I2C interfejs. Do mikrokontrolera se nalazi nekoliko PTH i padova bez oznaka. Na mreži se može naći da HAT nije dovoljno sposoban da napoji veće USB potrošače, na šta treba obratiti pažnju. Generalno, Malina je preko PoE HAT-a ka USB-u u stanju da isporuči tek nekih 200 milivata struje, pre nego se USB port isključi. U prevodu, HAT je svakako i više nego dovoljan za rad Maline sa USB mišem i tastaturom. O eksternom memorijskom uređaju nema ni govora. Razloge treba tražiti u IEEE 802.3af standardu koji dozvoljava do 12,95 vati, gde, recimo, sama Četvorka vuče i do devet vati. Pritom i sam HAT nešto troši. Postoje i custom rešenja sa dodavanjem induktora na 5V liniju i par kondenzatora, a koja u određenoj meri pojačavaju struju. Prema onome što se može videti na mreži, takvo rešenje dozvoljava i do jedan amper potrošnje preko USB-a. Postoji i novija verzija PoE+ HAT, koja je u stanju da isporuči i do četiri ampera struje na pet volti.

PiFace HAT (Control & Display HAT)

Element14 je u mejkerskim krugovima poznata firma. U saradnji sa PiFace, na raspolaganju imamo nekoliko zanimljivih HAT-ova. Control & Display HAT sa njihovim potpisom donosi gomilu ulaza i izlaza i može da bude odličan izbor za nekog ko čini prve korake u programiranju GPIO na Malini. HAT na sebi nosi klasičan 1602 LCD o kome smo pisali, sada već davne, 2016. godine (SK 12/2016, i.sk.rs/13827). Standardno, tu je potenciometar radi podešavanja jačine osvetljenja ekrana. Zatim, još pet tastera, jedan klizni prekidač i IR senzor. Sasvim dovoljno da se napravi jedan manji interfejs. Sa Malinom se povezuje preko 26-pinskog headera. Hardver na HAT-u sa Malinom komunicira posredstvom integralnog kola o kome nemamo podataka, jer je prekriveno ekranom. Ovaj je, opet, sa Raspberryjem povezan putem SPI interfejsa. Jedino je IR LED direktno povezana sa GPIO23. Pre nego zavirimo dublje, reći ćemo da ovo nije mlad HAT. Dizajn prati osnovni referentni dizajn prvog Raspberryja. Stoga je i header manji. To, naravno, ne predstavlja problem, jer je header, iako umanjen, kompatibilan sa svim Malinama. Postoji verzija „2” ovog HAT-a, s tim što je osnovna razlika u dizajnu same PCB. Verzija koju smo mi nabavili usled drugačije konfiguracije portova ne može lepo da „legne”. Na A Malinama to nije problem. Na verziji „2” se jasno vidi da je klizni prekidač pomeren malo u stranu. Hardverske razlike između verzija ne postoje. Dodaćemo da se ispod ploče nalaze dva solder džampera, radi određivanja adresa.

HAT je u osnovi zamišljen za slušanje internet radija, gde se tasteri koriste za promenu stanica, ’play’, ’stop’ i drugo. Drugim rečima, imaju ulogu korisničkog interfejsa. IR senzor je tu zbog daljinca. Detaljnije o postupku instalacije, kao i linkovi ka GitHub fajlovima, nalaze se ovde: i.sk.rs/358390. Radio, naravno, nije imperativ, jer se uz malo mašte može napraviti korisnički interfejs po želji. To može biti neki plejer, striming uređaj ili slično. Na linku iznad ima nekoliko primera, pa čak i Hangman, Weather, Tweets.

HAT-ovi iznad nisu mladi komadi hardvera. Ipak, odlučili smo se da ih probamo, jer do sada nismo imali mnogo prilike da se sa njima uopšte pozabavimo. Pisali smo jedino o ekranu i PowerPacku (SK 4/2021, i.sk.rs/29440). Gledaćemo da u narednom periodu nabavimo nešto novije. Pritom, HAT-ovi o kojima je ovde bilo reči su i dan-danas aktuelni.