树莓派扩展板 (HAT) BrainCraft

Adafruit BrainCraft HAT 通过精巧设计的电路板对机器学习进行了无摩擦的介绍,并附有出色的参考指南。

优势

  • 低成本
  • 易于使用
  • 精彩的教程可以帮助您入门

不足之处

  • 没有板载 TPU
  • 需要树莓派相机 (需单独购买)
  • 扬声器未内置

Adafruit 在制造商和电子产品界非常有名。这家总部位于纽约的公司 15 年以来一直为 Arduino , Beaglebone 和树莓派提供套件和开发板,而最新的开发板是 39.95 美元的 BrainCraft HAT 。该 HAT 设计用于树莓派 4 ,是输入和输出的中心,包括显示图像识别的屏幕,以方便机器学习树莓派项目

如果您热衷于尝试使用 TensorFlow Lite 进行机器学习项目,那么树莓派 4 是您迈出第一步的理想机器。它的价格便宜,功能强大,可满足您的需求。 BrainCraft HAT 提供了一种低摩擦的方式,我们可以用很少的费用来学习一项新技能。

我们亲手操作了 BrainCraft HAT ,并了解了其所有秘密。

BrainCraft HAT 硬件规格

  • 1.54 英寸 IPS TFT 显示屏,分辨率为 240x240 ,可以显示文本或视频
  • 立体声扬声器端口,用于音频播放 - 文本到语音,警报或用于创建语音助手。
  • 立体声耳机输出,可通过立体声系统,耳机或有源扬声器播放音频。
  • 立体声麦克风输入 - 非常适合制作自己的智能家居助手
  • 两个 3 针 JST STEMMA 连接器,可用于连接更多按钮,继电器甚至某些 NeoPixels !
  • STEMMA QT 即插即用 I2C 端口,可与我们的 50 多个 I2C STEMMA QT 板一起使用,或者可通过适配器电缆连接到 Grove I2C 设备。
  • 5 向操纵杆 + 用于用户界面和控制的按钮。
  • 3 个 RGB DotStar LED ,可实现多彩的 LED 反馈。

BrainCraft HAT 的设计

图 1 中的 4

图 2 中的 4

图 3 中的 4

图 4 中的 4

BrainCraft HAT 专为所有具有 40 引脚 GPIO 的树莓派型号设计,与 Tensorflow Lite 需要大量的计算能力,因此最适合与树莓派 4 、 400 和新的 Compute Module 4 一起使用。 HAT 本身不提供任何其他计算能力。

BrainCraft HAT 的最突出功能是 1.5 英寸 IPS TFT 屏幕,当与树莓派相机一起使用时,可以用作取景器。往电路板的右上方看,我们可以看到三个 DotStar RGB LED ,一个操纵杆和一个用于基本输入的按钮。

说到输入,有两个麦克风 (左右麦克风),可用于使用 Google 和 Amazon API 创建语音助手。根据 Adafruit 的权利法案,这些麦克风具有硬件开关,可以完全断开它们的连接,从而可以确保您的隐私。

扬声器不是内置的,因此音频输出通过两个 JST 端口提供,可为兼容的扬声器提供 1W 的输出,或者我们可以使用 TRRS 耳机插孔。两个用于连接兼容设备的 STEMMA 端口和一个 STEMMA QT 即插即用 I2C 端口完善了产品线。将 BrainCraft HAT 翻转过来,我们看到四个垫片,这些垫片用于固定随附的风扇,这对于保持树莓派 4 的凉爽是必要的。安装风扇非常简单,但是 JST 电源连接器可能对较大的手造成麻烦。

使用 BrainCraft HAT

图 1 中的 3

图 2 中的 3

图 3 中的 3

Adafruit BrainCraft HAT 被设计为可以执行许多用于机器学习的功能的电路板。它没有内置的计算能力来协助机器学习 / Tensorflow Lite ,因为我们需要一个 Tensor 处理单元 (TPU),例如 Google 的 Coral USB Accelerator ,这是单独提供的。树莓派 4 的功能为基本项目提供了足够的计算能力。根据 Adafruit 的优秀用户指南,我们设置了 BrainCraft HAT 以及树莓派 HQ 相机。在使用我们的 Python 设置进行了一些调试之后,我们的项目得以实现,我们将相机对准了一个苹果,发现它可以识别出苹果的类型,即 Granny Smith 。
用于识别对象的默认模型非常简单,它可以识别大约 2000 个对象,但是我们可以使用 Google 的可教机器来训练自己的模式,以识别家庭 / 工作场所中的对象。

可以使用多种 Python 库控制 BrainCraft HAT 的输入和输出,其中主要的是 Blinka,这是 CircuitPython 库的兼容层。借助 Blinka 我们可以控制 DotStar LED ,并读取其中的方向; 与兼容设备一起使用时,按下操纵杆并控制 / 读取两个 STEMMA JST 连接器的状态。

风扇具有自己的安装脚本,该脚本在启动时运行服务以启动风扇, bash 脚本读取温度并根据需要打开风扇,这将是真正的好处,因为风扇噪声很大并且会干扰麦克风和音频回放。音频设置和显示模块通过两个各自的脚本处理。注意显示安装脚本,我们犯了一个错误,必须重新启动安装过程。 按照此处的指导,您不会重复我们的错误。

BrainCraft HAT 用例

着重于机器学习,您会认为 BrainCraft HAT 是一招。离得很远。 BrainCraft HAT 可用于使用 Google Assistant API 构建家庭助手项目。内置的麦克风和音频输出可用于此类项目。 GPIO 和 STEMMA 兼容设备的突破意味着我们可以在语音助手项目中添加伺服,马达,传感器等,也可以将开发板用作多个设备的集线器。

底线

Adafruit 的 BrainCraft HAT 是将脚趾伸入机器学习世界的理想方法。低廉的价格,出色的说明和易用性使任何人都可以在项目中使用机器学习。

正如我们所说,这不是一个单一的用途板。借助板载麦克风和音频输出,建筑物语音助手也变得微不足道。购买此板,学习机器学习项目所需的技能,然后在需要和技能允许的情况下,使用功能更强大的硬件。

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