练习：构造 IoT 硬件

在本单元中，你将了解本模块中使用的硬件。然后，你将构造用于监视洞穴条件和控制风扇的设备。

GPIO 标头

Raspberry Pi 上的此引脚阵列称为常规用途输入/输出 (GPIO) 标头。

此通用引脚标头支持使用各种协议的通信。下一单元将详细介绍支持的协议。

线路板是线路的快速原型制作工具。

线路板按行和列组织，称为条。边缘上的总线条带（在上图中以红色表示）在线路板的整个长度上提供连续连接。它们用于为线路供电。利用朝向线路板（青色）中间的插座条可以将组件连接在一起，而无需焊接或使用电线。

例如，插入到上图中行 1、列 a 的任何引脚也将连接到插入行 1、列 b-e 的任何引脚。在分隔线的另一侧，行 1 列 f-j 以类似方式连接。

可以将线路板与 GPIO 分线板配对，以简化使用 GPIO 引脚的原型设计过程。

若要测量温度和湿度，将使用常用的低成本环境传感器 BME280。

BME280 传感器芯片已安装在分线板上。只需将分线板连接到 Raspberry Pi 上的内部集成线路 (I²C) 总线。可在 GPIO 标头上访问 I²C 总线。

注意

BME280 分线板的制造商有很多。大多数设计都类似，并且制造商不应对功能进行任何更改。此模块是使用先决条件中的 Adafruit 示例构建的。确保你的 BME280 分线板包括一个内置集成电路 (I²C) 接口。

提示

大多数 BME280 分线在销售时均未连接引脚标头。因此，大多数需要焊接组装。如果不知道如何焊接，请不要气馁！焊接并不像你想象的那么难！有很多教程和视频可以帮助你入门。

你要生成的设备与你为实际设备生成的内容略有不同。在实际方案中，将使用如下的中继模块来控制风扇的电源：

中继是一种电磁交换机，可让你使用小电流来控制大电流。当小电流通过中继上的低压输入时，它会激活交换机。激活交换机将完成另一条线路。

实际设备可能会使用此中继来控制风扇的电源。一个足够大以保持洞穴湿度的风扇通常需要大的交流电流。出于安全目的，并且为了持续关注代码，设备将使用 LED 来表示中继。亮起的 LED 将指示中继为“开”。

若要激活 LED，代码将激活 GPIO 引脚以用于输出。 GPIO 引脚将向 LED 发送电流，该 LED 将亮起。这与用来将电流发送到中继并激活交换机的过程相同。

你将使用线路板来生成设备。完成的线路板应如下图所示。

构造设备时请参考上图。

在线路板上放置跳线，将 LED 连接到 GPIO 分线。

注意

需要使用电阻器来确保 LED 不会因电流过大而烧坏。在真实的中继方案中，不需要电阻器。

当 Raspberry Pi 断电时，使用带状电缆将 GPIO 分线连接到 Raspberry Pi 的 GPIO 接头。启动 Raspberry Pi。

下一单元将介绍 .NET IoT 库。