SparkFun Qwiic HAT für Raspberry Pi – Kompletter Anschlussleitfaden

Einführung

Der SparkFun Qwiic HAT bietet eine schnelle Plug-and-Play-Möglichkeit, den I²C-Bus jedes Raspberry Pi mit dem umfangreichen Qwiic-Ökosystem zu verbinden. Er überbrückt die Pi-Pins GND, 3,3 V, SDA und SCL auf vier Qwiic-Anschlüsse und bricht zudem wichtige GPIO-Pins für bequemen Zugriff aus. Da Qwiic Daisy-Chaining unterstützt (sofern jedes Gerät eine eindeutige Adresse hat), können Sie beliebig viele Sensoren stapeln, um einen leistungsstarken Sensorturm zu bauen.

Benötigte Materialien

• Beliebiger Raspberry Pi mit 2×20 männlichen GPIO-Headern (z. B. Pi 3 oder Pi 4). Bei Pi Zero W müssen Sie die männlichen Header selbst verlöten.
• Qwiic HAT (SparkFun Produkt).
• Qwiic-fähige Sensoren oder Breakout-Boards. Beispiele:
  • Environmental Combo Breakout – CCS811/BME280 (Qwiic)
  • Spectral Sensor Breakout – AS7262 Visible (Qwiic)
  • GPS Breakout – XA1110 (Qwiic)
  • Qwiic Adapter (für nicht-Qwiic-Geräte)
• Qwiic-Kabel (verschiedene Längen für flexible Layouts): 50 mm, 100 mm, 200 mm, 500 mm.

Benötigte Setup-Werkzeuge

• USB-Maus
• USB-Tastatur
• HDMI-Monitor, TV oder VGA-Adapter
• 5 V Netzteil (mind. 2 A für Pi 3/4, 2,5 A für Pi Zero W)

Weiterführende Literatur

• Qwiic System Overview – Grundlagen der Qwiic-Schnittstelle.
• I²C Basics – Einführung in das I²C-Protokoll, essenziell für jedes Raspberry Pi Projekt.

Hardware-Übersicht

Der Qwiic HAT verfügt über vier Qwiic-Anschlüsse, alle auf demselben I²C-Bus verdrahtet. Zusätzlich legt er mehrere wichtige GPIO-Pins des 40-Pin-Headers des Raspberry Pi aus, was die Integration weiterer Peripherie ohne Löten vereinfacht.

Hardware-Zusammenbau

1. Qwiic HAT mit dem 2×20 männlichen Header des Pi ausrichten. Sicherstellen, dass der auf dem HAT beschriftete Pfeil „USB“ in Richtung des USB-Ports des Pi zeigt.
2. HAT vorsichtig aufdrücken; die Pins sollten sicher in den Header einrasten.
3. Ihre Qwiic-Sensoren oder Breakout-Boards mit passenden Qwiic-Kabeln anschließen.
4. Alle Verbindungen auf festen Sitz prüfen, bevor Sie den Pi einschalten.

I²C auf Raspberry Pi

Betriebssystem & Bibliotheksinstallation

Bei neuem SD-Karten-Setup mit einem frischen Raspbian (jetzt Raspberry Pi OS) Image starten. Zum Komfort das NOOBS Image (v2.4.4 zum Zeitpunkt der Erstellung) herunterladen und der offiziellen Installationsanleitung folgen.

1. NOOBS Image herunterladen.
2. Auf SD-Karte flashen und Pi booten.
3. sudo apt update && sudo apt upgrade für aktuelle Pakete.
4. WiringPi via sudo apt install wiringpi installieren (oder WiringPi Installationsanleitung für neueste Quelle).

Nach Installation WiringPi testen mit:

gpio -v
gpio readall

Sie sollten die WiringPi-Version und eine Pinout-Tabelle für den 40-Pin-Header des Pi sehen.

I²C aktivieren

Anders als SPI ist das I²C-Interface standardmäßig deaktiviert. Aktivieren mit sudo raspi-config:

1. sudo raspi-config starten.
2. Zu 5 Interfacing Options navigieren.
3. P5 I²C wählen und mit yes aktivieren.
4. OK und Finish wählen zum Neustart.

Nach Neustart Interface prüfen mit ls /dev/*i2c*, was /dev/i2c-1 auflisten sollte – der User-Mode I²C-Bus.

Qwiic HAT testen

Mit aufgestecktem HAT und Sensor i2cdetect -y 1 ausführen, um den Bus zu scannen. Die Adresse des Sensors sollte im Gitter erscheinen, was eine erfolgreiche Verbindung anzeigt.