TechLab 是一款擴充板，用於幫助學習 PocketBeagle 1 和 2 的程式設計。 TechLab 內建了許多元件，因此它是學習程式設計的一種經濟實惠的方式。
您可以下載 PocketBeagle 2 的鏡像文件，其中包含一個名為「Workshop」的鏡像。連接 TechLab 時需要使用此鏡像，因為它包含 TechLab 擴充板核心的驅動程式。 PocketBeagle
TechLab 的規格：
TechLab 是一款擴充板，可連接到 PocketBeagle，並添加感測器和輸出機制以增強 PocketBeagle 的功能。 TechLab 主要用於教育目的，用於教授程式設計知識，並增強 PocketBeagle 的功能。
感測器和輸出機制包括：
- 使用者輸入：
- 2 個按鈕（左和右）
- 1 個通過 ADC（類比數位轉換器）的光感測器
- 用戶輸出：
- 1 個採用 PWM（脈衝寬度調變）技術的三色 RGB LED
- 透過 SPI 介面連接 2 位元 7 段數位管顯示器。
- 1 個蜂鳴器透過 PRU（可程式實時單元）
- 感應器:
- 1. 加速度計
- 擴張：
- 1 個 mikroBus 接頭，用於連接相容的擴充板
- 記憶：
- 1 個 I²C EEPROM（寫入保護），用於電路板識別和附加資料存儲
要實現這一點，您需要Linux Debian 映像的「Workshop」版本，其中包含所有驅動程式以及與 TechLab 互動所需的腳本。
圖 1 顯示了 TechLab。
圖 1：
將 PocketBeagle 2 連接到 TechLab 時，您需要確保 PocketBeagle 2 上的 USB-C 介面與圖中「USB Reference」（USB 參考）標籤位於同一側，該標籤靠近 USB-A 介面。 SD 卡的位置與 PocketBeagle 2 上的標籤所示不同，它現在位於與 USB-C 介面同一側。
將 PocketBeagle 2 推入引腳並通電後，指示燈應像之前一樣亮起，同時 TechLab 上的指示燈也應亮起。首次啟動後，如果 TechLab 上的指示燈在 PocketBeagle 2 上沒有亮起，則需要斷開電源，並檢查 PocketBeagle 2 與 TechLab 板的連接是否正確，以及所有引腳是否都已連接。
注意： PocketBeagle 2 無法完全貼合 TechLab 上的接腳。 HAT
與 CAPE：
您可能聽說過擴充設備被稱為 HAT。這是樹莓派設備的通用名稱。對於 Beagle Board 設備，這些被稱為 CAPE。 HAT （Hardware Attached on Top，頂部硬體擴充） CAP E（Capulets Attached on Peripheral Expansion，週邊擴充模組）
還有 其他類型的擴充板：
- 樹莓派專用pHAT（頂部附加部分硬體）
- Capes（適用於 BeagleBone），其中可以包括顯示 Capes
- DIP封裝（用於晶片）
- 夾層（可容納 96 個展板）
- Arduino擴充板
- 子板或擴充板是這些部件的通用電子術語。
範例程式碼：
TechLab 運作正常後，您需要確保已連接到互聯網，具體步驟請參閱文章「PocketBeagle 2」。
請務必執行儲存庫更新，然後再進行升級：
代碼：
sudo apt update
sudo apt upgrade -y完成此步驟後，您需要下載研討會範例程式碼。請使用以下命令下載；請記住，下載的檔案會儲存到目前工作目錄 (pwd) 中。
代碼：
學習物理
git clone https://openbeagle.org/beagleboard/vsx-examples.git下載完成後，應該會有一個名為「vsx-examples」的資料夾。進入該資料夾後，裡面有四個子資料夾：
- 文件
- 比格爾骨
- 圖書館
- PocketBeagle-2
對於我們的設備，我們需要一個名為「PocketBeagle-2」的資料夾。該資料夾下有八個重要的子資料夾。每個子資料夾都包含特定感測器或輸出裝置的範例程式碼。這八個子資料夾分別是：
- 加速度計
- 按鈕
- LED燈
- 七段
- RGB LED
- 光感應器
- 音調蜂鳴器
- EEPROM
我們很快就會講解 Python 範例。下載套件中使用的語言是 Python 和 Rust，但我們將以 Python 為例，因為我已經寫過關於 Python 程式設計的文章。
對於每個感測器和輸出設備，我們都會講解下載包中的範例。您可以在圖 2 中看到感測器和輸出機制。
圖 2
加速度計
此加速度計採用的是「MMA-8453」晶片，這是一款三軸數位加速度計。
在程式碼中，我們指定了晶片型號“mma8453”，然後找到該設備並將其位置賦值給一個變數。之後，我們可以存取晶片暫存器中的信息，以確定 X、Y 和 Z 軸的變化值。
您可以在「/vsx-examples/PocketBeagle-2/accelerometer」資料夾下的「Python」類別中的「main.py」檔案中找到相關程式碼。
如圖 1 所示，X 軸指向左右兩側。如果電路板水平放置，則 X 值為「0」。如果右側高於左側，則 X 值為正；如果右側低於左側，則 X 值為負。
對於 Y 軸，如果電路板水平放置，則其值為「0」。如果頂部高於底部，則該值為正；如果底部高於頂部，則該值為負。
如果電路板水平，則 Z 軸會上下穿過電路板。
有三個檔案包含特定軸的值：
- /sys/bus/iio/devices/iio\:device1/in_accel_x_raw
- /sys/bus/iio/devices/iio\:device1/in_accel_y_raw
- /sys/bus/iio/devices/iio\:device1/in_accel_z_raw
每個檔案中的值是 加速度計在各個軸上的基本值，但要獲得以米每秒每秒 (m/s²) 為單位的值，您需要將該軸的值乘以靈敏度（或比例），該靈敏度或比例位於“/sys/bus/iio/devices/iio\:device1/in_accel_scale”中。當我使用“cat”命令查看內容時，我的比例值為“0.038307”。請記住，設備靜止時，Z 軸的加速度值為 9.8 m/s²，這是重力加速度。如果移動電路板，所有軸的加速度值都會改變，移動速度越快，加速度值越大。
「vsx-examples」中提供的加速度計代碼如下：
代碼：
學習 Linux
from time import sleep
from sysfs import Device
DEV_NAME = "mma8453"
accel = Device(name=DEV_NAME)
scale = accel.sysfs("in_accel_scale").read_float()
x_raw = accel.sysfs("in_accel_x_raw")
y_raw = accel.sysfs("in_accel_y_raw")
z_raw = accel.sysfs("in_accel_z_raw")
while True:
x_scaled = x_raw.read_float() * scale
y_scaled = y_raw.read_float() * scale
z_scaled = z_raw.read_float() * scale
print(
f"Acceleration along X = {x_scaled:.2f} ms^2, Y = {y_scaled:.2f} ms^2, Z = {z_scaled:.2f} ms^2"
)
sleep(1)腳本開頭導入的「sysfs」檔案用於建立硬體與核心的介面。
腳本隨後將裝置名稱賦值給變數“DEV_NAME = “mma8453″”，並在下一行將裝置位置賦值給變數“accel”。接下來，我們將變數「scale」、「x_raw」、「y_raw」和「z_raw」分別對應到包含各軸數值的檔案位置。這樣，我們就可以每秒讀取一次這些數值，計算出三個軸的加速度。
如果需要，我們可以測試X軸值，判斷設備是向左還是向右移動。測試Y軸值可以判斷設備是向前還是向後移動。測試Z軸值則可以判斷設備是正放還是倒放。 TechLab板上有兩個
按鈕
，分別是左鍵和右鍵，分別標示為「L」和「R」。您可以在圖2的左下角看到它們的標記。
我們可以使用 Python 編寫程式碼來捕捉使用者按下或放開按鈕的事件。在此之前，我們需要了解按鈕的工作原理以及如何判斷按鈕是否被按下或放開。
按鈕透過通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳傳輸資料。這些腳位的輸入位於
`/dev/char/` 目錄下。它將程式碼傳送到磁碟機 13 (GPIO) 的 64 號引腳，因此該資料夾中的檔案名稱為 `13:64`。該檔案的內容是二進位格式，我們需要透過從 `main.py` 匯入的 `chardev.py` 檔案將其轉換為二進位格式。範例程式碼位於 `vsx-example/PocketBeagle-2/button/python/` 目錄下。如果您載入 `main.py` 並存取變數 `evt`，則輸出如下所示：
代碼：
科技裝備商店
InputKey(timeval=Timeval(tv_sec=8.72694379e-315, tv_usec=5.19105e-319), inp_type=1, code=105, value=0)清單中的每個項目都由“evt”變數進行細分，例如，“code”被引用為“evt.code”或“evt.value”。事件代碼 (evt.code) 代表按鈕的代碼。左側按鈕的代碼為“105”，右側按鈕的代碼為“106”。
「evt.value」決定使用者是按下按鈕（0）還是放開按鈕（1）。
在初始範例程式碼中，它只偵測右側按鈕是否被按下以及是否被放開。我們可以修改“main.py”文件，使其包含左側按鈕並檢測按鈕是否已按下：
代碼：
from chardev import CharDev
BUTTONS_NAME = "buttons"
LEFT_CODE = 105
RIGHT_CODE = 106
btn = CharDev.input_device_by_name(BUTTONS_NAME)
print("Waiting for Input")
while True:
evt = btn.read_evt()
if evt.code == RIGHT_CODE and evt.value == 1:
print("Right button released")
if evt.code == LEFT_CODE and evt.value == 1:
print ("Left button released")
if evt.code == RIGHT_CODE and evt.value == 0:
print("Right button pressed")
if evt.code == LEFT_CODE and evt.value == 0:
print ("Left button pressed")在程式碼中，我們首先導入 ‘chardev.py’。我們將 ‘BUTTONS_NAME’ 變數的值設為 ‘buttons’。然後，我們分別在各自的變數中設定左右按鈕的值。接著，我們指定變數 ‘btn’ 應該包含從匯入的 ‘chardev’ 檔案中讀取的按鈕輸入。之後，代碼會列印“等待輸入”。程式碼的最後一步是運行一個循環。在循環中，我們從之前提到的資料夾中取得事件 (evt)。然後，程式碼會檢查 ‘evt’ 項目以確定發生了哪個事件，並列印輸出以顯示哪個按鈕被按下或釋放。您可以按住按鈕以查看單個按鈕的輸出，然後再釋放按鈕以查看最終輸出「釋放」。
總結：
為了避免文章篇幅過長而涵蓋所有感測器和輸出機制，我們將在下一篇文章中詳細介紹。
我必須說，TechLab 開發板是 PocketBeagle 2 的一個非常有趣的擴充設備。這兩款開發板都很好用，而且就它們的尺寸而言，功能非常強大。
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