悟空2040-Pico

介绍

悟空2040 是一款为 Raspberry Pi Pico 设计的多功能扩展板。

在功能上，它板载蜂鸣器、A\B按键、彩虹灯、电机接口、复位按钮等，满足创客们的IO编程以及扩展外设所需。

在续航上，它支持大容量的18650电池，板载智能电源管理芯片与贴心的电量指示，正常使用时长可达120分钟以上。

在结构上，它采用标准 7 × 11 方形积木框作为底座，可以为悟空2040扩展出各种生动的造型。

更为贴心的是，恩孚科技为初学者提供了丰富的学习案例，可以帮助您快速入门创客世界，并应用到实际生活中。

Raspberry Pi Pico 是一款树莓派官方设计的高性能、体积小的微控制器开发板。采用树莓派官方自研的 RP2040 微控制器芯片，搭载了ARM Cortex M0 + 双核处理器，高达 133MHz 的运行频率，内置了 264KB 的 SRAM 和 2MB 的内存，还板载有多达 26 个多功能的 GPIO 引脚。

特性

板载蜂鸣器、A\B按键、彩虹灯、复位按钮等元器件，集成度高、功能强大。
支持大容量的18650电池，板载智能电源管理芯片与电量指示，让学习者摆脱电源烦恼，随时随地享受创造乐趣。
扩展出多达14路通用 IO 引脚，并且单独引出 I2C 接口，极大方便学习者连接各种外设。
标准的积木框底座，方便结构搭建。
支持多种编程方式：MicroPython、CircuitPython、C、C++。
丰富的学习案例。

尺寸参数

模块介绍

详细参数

项目	参数
产品编号	EF02054
尺寸	87.8 × 55.8 × 36.3mm
净重	50g（不含电池、不含Pico）
电源开关	拨动切换开关
供电方式	18650锂电池（选配）
充电电流	1000mA
充电时间	约 120 min
工作电压	2.8V~4.2V
综合续航时间	60min
扩展 GPIO 接口	14 路
IIC 接口	支持
SPI 接口	支持
UART 接口	支持
板载器件	2 × 彩虹灯；2 × 按钮；1 × 蜂鸣器
电机驱动	4路（M1、M2、M3、M4）
电机工作电压	3.7V
固定方式	含11×7方形积木框，可支持积木搭建

编程环境配置

前言

Raspberry Pi Pico 支持C、C++、MicroPython、CircuitPython等编程方式，点击下方链接下载相应的驱动文件。

本文所有的案例基于 CircuitPython，如果您是初次接触 Raspberry Pi Pico 建议先下载 CircuitPython 驱动程序，参考案例进行学习。
CircuitPython 是一种编程语言，旨在简化在低成本微控制器板上进行编码的实验和学习。CircuitPython 是对微控制器进行编程的最简单方法。
您可以通过 CircuitPython 官网和论坛了解更多详细内容。
CircuitPython 官网
CircuitPython 论坛

固件	链接
CircuitPython	https://circuitpython.org/board/raspberry_pi_pico/

点击固件下载页面后，点击下图位置的链接：

固件安装

完整固件烧录演示如下图所示：

第一步：按下 Raspberry Pi Pico 板载 BOOSEL 按钮不松开。

第二步：使用良好的 USB 数据线将 Raspberry Pi Pico 连接计算机，当电脑磁盘目录显示“RPI-RP2”驱动器时，可以松开 Raspberry Pi Pico 板载 BOOSEL 按钮。

第三步：拖动之前下载好的 UF2 文件到"RPI-RP2"磁盘中，等复制完成后，“RPI-RP2”盘符会消失，新出现“CIRCUITPY”驱动器。恭喜您，已经成功安装 CircuitPython。

编程平台设置

本文档所有案例编程文件均在 Thonny 中编写完成，如果您是初次接触 Raspberry Pi Pico，建议您编写程序从 Thonny 入手。点击下方链接选择适配您电脑操作系统平台的 Thonny 并下载。

Thonny 是一款面向初学者的入门级 Python IDE，专为学习和教学编程而设计的。Thonny 由爱沙尼亚的 Tartu 大学开发，对硬件编程用户非常友好，可以根据不同的开源硬件选择不同的解释器。

名称	链接
Thonny	https://thonny.org/

选择 Thonny 解释器

将安装在电脑上的 Thonny 打开，点击“运行”选项中的“配置解释器”菜单，在“解释器”选项下，点击选择解释器下拉菜单选择“CircuitPython(通用)”，点击“好的”完成解释器配置。

步骤如图所示：

开始使用

悟空2040 扩展板开机及充电方式

如下图（1）所示，上拨电源开关，悟空2040扩展板关机。
下拨电源开关，悟空2040扩展板开机，电源指示灯亮起。
将USB电源线连接至充电口，如下图（2），电量指示灯亮起。

(图1)

(图2)

电量指示灯状态：

电量低于20%，指示灯颜色为红色；

电量在20%~80%，指示灯颜色为橙色；

电量高于80%，指示灯颜色为绿色。

充电指示灯状态：

未充满状态，指示灯颜色为红色；

充满状态，指示灯颜色为绿色。

项目案例

案例一：点亮 Raspberry Pi Pico 板载LED灯

Raspberry Pi Pico 板载一颗 LED 灯，引脚为GP25。编程实现 LED 灯呈现呼吸效果。

代码参考一：

import board  # 导入board库，从过引脚访问硬件
import time  # 导入time库，用于控制代码执行，比如通过不同休眠时间暂停程序执行
import digitalio # 导入digitalio库，允许访问并设置硬件为输入输出

led_onboard = digitalio.DigitalInOut(board.LED)  # 创建board.LED对象
led_onboard.direction = digitalio.Direction.OUTPUT  # 设置为输出模式

while True:
    led_onboard.value = True  # 设置板载 led 灯为高电平(点亮)
    time.sleep(1)
    led_onboard.value = False  # 设置板载 led 灯为低电平(熄灭)
    time.sleep(1)

代码参考二：

import time
import board
import pwmio  # 导入pwmio，该模块包含对基本脉冲访问的类

led_onboard = pwmio.PWMOut(board.LED, frequency=5000, duty_cycle=0)  # 从引脚创建pwm对象输出

while True:
    for i in range(100):
        if i < 50:
            led_onboard.duty_cycle = int(i * 2 * 65535 / 100)  # 设置占空比值
        else:
            led_onboard.duty_cycle = 65535 - int((i - 50) * 2 * 65535 / 100)
        time.sleep(0.01)

案例二：可编程按钮A\B

悟空2040板载两颗可编程按钮A\B，编程实现按下悟空2040板载A按键，Raspberry Pi Pico 板载LED灯会点亮，按下B按键，LED灯会熄灭。

代码参考：

import board
import digitalio

led_onboard = digitalio.DigitalInOut(board.LED)

led_onboard.direction = digitalio.Direction.OUTPUT

button_a = digitalio.DigitalInOut(board.GP18)  # 从引脚创建wukong2040按键A的对象
button_b = digitalio.DigitalInOut(board.GP19)

button_a.direction = digitalio.Direction.INPUT  # 设置button_a为输出模式
button_b.direction = digitalio.Direction.INPUT
button_a.pull = digitalio.Pull.UP  # 设置上拉
button_b.pull = digitalio.Pull.UP

while True:
    if button_a.value == False:  # button_a.value的值为A按键的状态值，按下为0，松开为1
        led_onboard.value = True
    elif button_b.value == False:  # button_b.value的值为B按键的状态值，按下为0，松开为1
        led_onboard.value = False

案例三：点亮全彩灯珠

悟空2040板载两颗全彩 LED 灯珠(ws2812b),引脚编号为GP22_0,GP22_1。编程实现两颗灯珠变换颜色闪烁。

使用 CircuitPython 对全彩灯珠（ws2812b）进行编程，需要使用到 neopixel 库文件，可以点击下方链接下载 neopixel 库文件并保存到 “CIRCUITPY” 驱动器 “lib” 目录下面。

neopixel 库文件链接	https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_NeoPixel

如图所示：

代码参考：

import time
import board
from rainbowio import colorwheel
import neopixel

NUMPIXELS = 2
SPEED = 0.05
BRIGHTNESS = 0.2  # 数值在(0.0, 1.0),其中0.0为关闭，1.0为最大
PIN = board.GP22  # 彩虹灯珠引脚为GP22

pixels = neopixel.NeoPixel(PIN, NUMPIXELS, brightness=BRIGHTNESS, auto_write=False)


def rainbow_cycle(wait):
    for color in range(255):
        for pixel in range(len(pixels)):
            pixel_index = (pixel * 256 // len(pixels)) + color * 5
            pixels[pixel] = colorwheel(pixel_index & 255)
        pixels.show()
        time.sleep(wait)


while True:
    rainbow_cycle(SPEED)

案例四：驱动蜂鸣器

悟空2040板载蜂鸣器，引脚编号为GP9，编程实现按下蜂鸣器播放一段音乐。

代码参考：

import time
import array
import math
import board
import digitalio
from audiocore import RawSample

try:
    from audioio import AudioOut
except ImportError:
    try:
        from audiopwmio import PWMAudioOut as AudioOut
    except ImportError:
        pass

button = digitalio.DigitalInOut(board.GP18)
button.switch_to_input(pull=digitalio.Pull.UP)

tone_volume = 0.9
frequency = 440
length = 8000 // frequency
sine_wave = array.array("H", [0] * length)
for i in range(length):
    sine_wave[i] = int((1 + math.sin(math.pi * 2 * i / length)) * tone_volume * (2 ** 15 - 1))

audio = AudioOut(board.GP9)
sine_wave_sample = RawSample(sine_wave)

while True:
    if not button.value:
        audio.play(sine_wave_sample, loop=True)
        time.sleep(1)
        audio.stop()

案例五：驱动电机

悟空2040板载4路电机接口：M1、M2、M3、M4，编程实现电机M2旋转5秒后停止。

代码参考：

import board
import digitalio
import time 

motor = digitalio.DigitalInOut(board.GP10)
motor.direction = digitalio.Direction.OUTPUT

while True:
    motor.value = True
    time.sleep(5)
    motor.value = False
    time.sleep(5)

案例五驱动S90舵机

悟空2040板载12路扩展IO接口（引脚：0，1，2，3，4，5，6，7，8，26，27，28），可以用于驱动S90舵机。如果使用转接线连接舵机与悟空2040板载引脚接口（引脚：16，17）同样可以驱动S90舵机。

adafruit_motor 库文件下载链接	https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_Motor/archive/refs/heads/main.zip

使用 CircuitPython 对舵机进行编程
需要使用到 adafruit_motor 库文件，可以点击上方链接下载 adafruit_motor 库文件并保存到 “CIRCUITPY” 驱动器 “lib” 目录下面。

如图所示：

代码参考：

import time
import board
import pwmio
from adafruit_motor import servo

pwm = pwmio.PWMOut(board.GP0, duty_cycle=2 ** 15, frequency=50)

my_servo = servo.Servo(pwm)

while True:
    for angle in range(0, 180, 5):
        my_servo.angle = angle
        time.sleep(0.05)
    for angle in range(180, 0, -5):
        my_servo.angle = angle
        time.sleep(0.05)

案例六：使用GPIO引脚驱动LED灯

悟空2040板载12路扩展IO接口（引脚：0，1，2，3，4，5，6，7，8，26，27，28），可以用于驱动LED灯等数字信号传感器。

案例演示使用恩孚科技公司Octopus系列传感器。

代码参考：

# 导入程序所需要的模块
import board
from digitalio import *
from time import *

# 设置LED灯连接的引脚和引脚方向
led_0 = DigitalInOut(board.GP0)
led_1 = DigitalInOut(board.GP1)
led_0.direction = Direction.OUTPUT
led_1.direction = Direction.OUTPUT

# 设置2颗LED灯的状态在亮、灭之间切换
while True:
    led_0.value = True
    led_1.value = False
    sleep(1)
    led_0.value = False
    led_1.value = True
    sleep(1)

案例七：读取电位器值

Raspberry Pi Pico 上的GP26、GP27、GP28引脚可以用作GPIO或ADC(模数转换器)输入，可以在编程中进行选择模式。

案例演示使用恩孚科技公司Octopus系列传感器。

代码参考：

import time
import board
from analogio import AnalogIn

analog_in = AnalogIn(board.GP26)

while True:
    print(analog_in.value)
    time.sleep(0.1)

案例八：驱动OLED屏幕

悟空2040板载IIC引脚（GP16、GP17），可以通过IIC驱动OLED显示屏，需要adafruit_ssd1306.py库文件以及adafru_framebuf.py库文件,点击下方链接进行下载，并将adafruit_ssd1306.py、adafru_framebuf.py保存到 “CIRCUITPY” 驱动器 “lib” 目录下面。

adafruit_ssd1306.py库文件下载链接	https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_SSD1306
adafru_framebuf.py库文件下载链接	https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_framebuf/releases/tag/1.4.14

如图所示：

案例演示使用恩孚科技公司Octopus系列传感器。OLED显示屏分辨率为：128*64。

代码参考：

import board
import busio
import adafruit_ssd1306
import time

i2c = busio.I2C(board.GP17, board.GP16)
display = adafruit_ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c, addr=0x3C)
bgColor=0

display.fill(bgColor)
for i in range(0,display.height,4):
    for j in range(0,display.width,4):
        display.pixel(j, i, not bgColor)
    display.show()

display.fill(bgColor)
for i in range(0,display.height,4):
    display.hline(0, i,display.width, not bgColor)
    display.show()

display.fill(bgColor)
for i in range(0,display.width,8):
    display.vline(i, 0,display.height, not bgColor)
    display.show()

display.fill(bgColor)
for i in range(0,display.height,4):
    display.line(0, 0, display.width, i, not bgColor)
    display.line(display.width, display.height, 0, display.height-i, not bgColor)
    display.show()

display.fill(bgColor)
for i in range(0,display.width//2,4):
    display.circle(display.width//2, display.height//2, i, not bgColor)
    display.show()

display.fill(bgColor)
for i in range(0,display.height,16):
    for j in range(0,display.width,16):
        display.rect(j, i, 12, 12, not bgColor)
        display.show()

for i in range(0,display.height,16):
    for j in range(0,display.width,16):
        display.fill_rect(j+2, i+2, 8, 8, not bgColor)
        display.show()

display.fill(bgColor)

Wukong2040购买链接

您可以从此链接购买：Wukong2040。

悟空2040-Pico

介绍​

特性​

尺寸参数​

模块介绍​

详细参数​

编程环境配置​

前言​

固件安装​

编程平台设置​

选择 Thonny 解释器​

开始使用​

悟空2040 扩展板开机及充电方式​

项目案例​

案例一：点亮 Raspberry Pi Pico 板载LED灯​

案例二：可编程按钮A\B​

案例三：点亮全彩灯珠​

案例四：驱动蜂鸣器​

案例五：驱动电机​

案例五 驱动S90舵机​

案例六：使用GPIO引脚驱动LED灯​

案例七：读取电位器值​

案例八：驱动OLED屏幕​

Wukong2040购买链接​

介绍

特性

尺寸参数

模块介绍

详细参数

编程环境配置

前言

固件安装

编程平台设置

选择 Thonny 解释器

开始使用

悟空2040 扩展板开机及充电方式

项目案例

案例一：点亮 Raspberry Pi Pico 板载LED灯

案例二：可编程按钮A\B

案例三：点亮全彩灯珠

案例四：驱动蜂鸣器

案例五：驱动电机

案例五驱动S90舵机

案例六：使用GPIO引脚驱动LED灯

案例七：读取电位器值

案例八：驱动OLED屏幕

Wukong2040购买链接