STEM|Raspberry Pi Pico 101

Raspberry Pi Pico 是 Raspberry Pi 基金會於 2021 年推出的一款微控制器模組。它基於自家的 RP2040 微控制器芯片設計，這是一顆雙核 ARM Cortex-M0+ 處理器，工作頻率可達 133 MHz。RP2040 配備 264 KB 的 SRAM 和 2 MB 的閃存空間，這些特性使其在各種電子設計和物聯網 (IoT) 項目中具有廣泛的應用潛力。

Raspberry Pi Pico 的外形小巧（51mm x 21mm），具備 26 個多功能 GPIO（通用輸入輸出）引腳，支持多種接口標準，如 I2C、SPI 和 UART，這使得它能夠與各種傳感器、顯示器和其他外設輕鬆互聯。此外，Pico 還配備了一個 USB 1.1 控制器和一個 USB PHY，允許其作為 USB 設備或主機使用，進一步增強了其擴展性。

Pico 的設計簡單而強大，適合從電子初學者到專業工程師的各種用戶。它支持使用 MicroPython 和 C/C++ 進行編程，這使得開發者可以根據自己的需求選擇合適的編程語言。MicroPython 是一種針對微控制器優化的 Python 實現，非常適合快速原型設計和教育用途。而 C/C++ 提供了更高的性能和靈活性，適合複雜的應用場景。

以下是一些可以使用 Raspberry Pi Pico 設計的項目和應用：

1. 家庭自動化系統： 使用 Raspberry Pi Pico，可以設計各種家庭自動化設備，如智能燈光控制、溫度監控和安防系統。通過連接不同的傳感器和執行器，Pico 可以實現對家中設備的遠程控制和監控。例如，使用 DHT11 傳感器監測室內溫度和濕度，然後通過 Wi-Fi 模組（如 ESP8266）將數據傳送到雲端，實現遠程監控。

2. 機器人控制： Raspberry Pi Pico 可以用來設計和控制簡單的機器人。其豐富的 GPIO 引腳可以用來連接馬達驅動器、超聲波傳感器和其他機器人組件。例如，可以構建一個避障機器人，使用超聲波傳感器檢測前方障礙物，並通過控制馬達來改變機器人的行進方向。

3. 數據記錄器： Pico 可以用作數據記錄設備，收集和存儲來自各種傳感器的數據。例如，可以設計一個環境數據記錄器，持續監測並記錄空氣質量、溫度和濕度數據。這些數據可以存儲在 SD 卡上，或通過無線模組傳輸到遠程服務器，用於進一步分析和處理。

4. 教育項目： 由於 Pico 的編程簡單且硬件接口豐富，它非常適合作為教育工具，用於教授電子學和編程基礎。通過簡單的項目，如 LED 閃爍、按鈕控制和基於傳感器的應用，學生可以學習到基本的電子電路和編程原理。

5. 遊戲控制器： 使用 Pico，可以設計自製的遊戲控制器，這可以用於 Raspberry Pi 或其他遊戲系統。例如，可以設計一個基於加速度傳感器的控制器，檢測用戶的手勢動作並將其轉換為遊戲中的操作指令。

6. 物聯網設備： Pico 是設計物聯網設備的理想選擇，能夠實現設備之間的互聯互通。例如，可以設計一個智能灌溉系統，根據土壤濕度傳感器的數據自動控制水泵的開關，確保植物獲得適量的水分。

Raspberry Pi Pico 以其強大的功能和靈活的編程方式，為電子愛好者和開發者提供了一個創意平台。無論是簡單的家庭項目，還是複雜的工業應用，Pico 都能滿足各種需求，激發人們無限的創造力。