Cum să preia controlul asupra zmeura Pi

Conţinut

• etape
• Partea 1 Instalați sistemul de operare
• Partea a 2-a Descărcați NOOBS
• Partea 3 Formatați cardul SD
• Partea 4 Copiați NOOBS pe cardul SD
• Partea 5 Preia controlul asupra zmeura pi
• Partea 6 Configurarea rețelei
• Configurați o rețea cu fir
• Configurați o rețea wireless (SSH / wifi)
• Partea 7 Instalați Geany IDE
• Partea 8 Conducerea unui motor cu curent continuu în Python (partea de cablare)
• Partea 9 Completați conexiunile
• Partea 10 Conducerea unui motor cu curent continuu în Python (partea de programare)
• Partea 11 Prima provocare
• Folosiți senzorul cu ultrasunete HC-SR04 (cablare)
• Folosiți senzorul cu ultrasunete HC-SR04 (partea de programare)
• Partea 12 A 2-a provocare

În acest articol: Instalați OSTownload NOOBSFormater cardul SDCopier NOOBS pe cardul SDPuneți la îndemână Raspberry piConfigurați rețeaua Instalați Geany IDPower un motor DC în Python (cabluri de părți) Finalizați conexiunilePilați un motor DC în Python (partea de programare) prima provocare2e provocare5 Referințe

Raspberry Pi este un computer cu dimensiunea unui card de credit. Este conceput și fabricat de Fundația Raspberry, care este o organizație non-profit dedicată creării de calculatoare și programe cât mai accesibile. Misiunea inițială a proiectului Raspberry a fost să proiectăm un computer cât mai ieftin cu capacități bune de programare. Așadar, puneți-l în mâinile studenților. Acest ghid își propune să pună bazele utilizării zmeură Pi și astfel să faciliteze manipularea acestuia.

Avertizare. Acest articol este destinat persoanelor cu un computer bun.

etape

Partea 1 Instalați sistemul de operare

1. Înțelegeți ce este NOOBS (New Out Of Box Stoftware). Este un manager de instalare pentru diferitele sisteme de operare care pot fi utilizate cu Raspberry Pi. Scopul său este de a facilita instalarea sistemului de operare (OS) la alegerea noastră. Acesta este primul contact pe care îl vom avea cu partea software a microcomputerului nostru. Următoarele sisteme de operare sunt incluse în NOOBS:
   • Raspbian
   • Pidora
   • OpenELELC
   • RaspBMC
   • Sistem de operare RISC
   • Arcul Linus
   • Echipamentele necesare pentru acest tutorial sunt:
   • Un computer
   • Un card SD de clasa 4 de cel puțin 8 GB
     • Caseta originală care conține Raspberry Pi conține deja un card de memorie SD preinstalat cu NOOBS. Prin urmare, pașii următori sunt utili doar atunci când instalați pe un nou card SD.

Partea a 2-a Descărcați NOOBS

1. 
   

   
   
   
   Puteți descărca „NOOBS” la următoarea adresă: noobs

Partea 3 Formatați cardul SD

1. Este obligatoriu să aveți un card SD de cel puțin 4 GB. Cu toate acestea, 8 GB este dimensiunea recomandată.

Partea 4 Copiați NOOBS pe cardul SD

1. Extrageți fișierele. Extrageți documentele din fișierul zip numit NOOBS descărcat în primul pas. Copiați fișierele extrase pe cardul SD nou formatat. Aveți grijă, însă, că, în unele cazuri, fișierele extrase pot merge într-un folder nou și, în acest caz, este mai bine să copiați fișierele în sine decât folderul.
   • La prima pornire, va fi afișată lista sistemelor de operare disponibile.

Partea 5 Preia controlul asupra zmeura pi

1. Pentru a utiliza Raspberry Pi, urmați pașii de mai jos.
   • Introduceți cardul SD în zmeură până când auziți un „clic”.
   • Conectați cablul HDMI și conectați-l la ecran. Nu uitați să conectați și să porniți
   • ecranul. Alimentați zmeura cu încărcătorul Micro USB
   • Conectați tastatura și mouse-ul la orice port USB.

     
     

     
     
     
     
   • După ce faceți acești pași, veți vedea pe monitorul dvs. că software-ul NOOBS se încarcă. Odată încărcat, va apărea apoi o listă a sistemelor de operare care pot fi instalate. Raspbian este sistemul de operare recomandat pentru instalare. Selectați Raspbian și faceți clic pe butonul „instala” situat în partea de sus a ferestrei.

     
     

     
     

2. 
   

   
   Instalarea durează aproximativ 20 de minute. Când instalarea este completă, apare un ecran de comandă negru. Atunci va fi necesar să introduceți, la cererea programului, numele de utilizator: "pi" și parola: "zmeură". Apoi, tastați următoarele în linia de comandă și apăsați tasta „Enter”:

   startx

3. Felicitări! Ați reușit să instalați mediul necesar pentru a folosi Raspberry pi :)! Vom trece acum la configurarea rețelei.

Partea 6 Configurarea rețelei

Conectați-vă la internet. După ce Raspberry Pi este funcțional, ceea ce trebuie făcut mai departe este să configurați o conexiune la internet pentru Raspberry Pi. După ce veți face acest lucru, veți putea naviga pe internet la fel ca și cu un computer complet diferit. Există două modalități de configurare a conexiunii dvs., fie cu fir (cu un cablu Ethernet), fie fără fir prin Wi-Fi. Urmați acești pași pentru a configura rețeaua dvs.

Configurați o rețea cu fir

1. Echipamentul necesar este:
   • un Raspberry Pi funcțional (consultați Noțiuni introductive cu Raspberry Pi)
   • un cablu Ethernet
2. Pur și simplu conectați una dintre capetele de cablu Ethernet la portul furnizat de pe Raspberry Pi și celălalt la modem sau routerul de acces la Internet. Drept urmare, Raspberry Pi va fi conectat automat la internet.

Configurați o rețea wireless (SSH / wifi)

1. Echipamentul necesar este:
   • un Raspberry Pi funcțional (consultați Noțiuni introductive Raspberry Pi 3)
   • o cheie USB wifi
2. Conectați stick-ul USB wifi la unul dintre porturile disponibile ale Raspberry Pi.

3. 
   

   
   Deschideți serviciul de configurare wifi apăsând pictograma din meniu.
   • După deschiderea serviciului, veți vedea că apare următoarea interfață.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Faceți clic pe butonul de scanare. Va apărea o nouă fereastră. Prin urmare, va dubla dublu rețeaua pe care dorim să o utilizăm.

5. 
   

   
   Introduceți parola. Introduceți parola de acces la rețea în câmpul Pre-Shared Key (PSK), după cum se arată mai jos.
   • Acum, faceți clic pe „Salvați” și adăugați rețeaua. După acest lucru, veți fi conectat la rețeaua de internet.

     
     

     
     

Partea 7 Instalați Geany IDE

1. Geany este un editor ușor care utilizează GTK + și Scintilla și include caracteristicile de bază ale unui mediu de dezvoltare integrat. Proiectat pentru a avea câteva dependențe și pentru a începe rapid, acceptă limbi C / C ++, Java, JavaScript, PHP, HTML, CSS, Python, Perl, Ruby, Pascal și Haskell.

2. 
   

   
   Deschideți promptul de comandă din meniu.
3. Introduceți linia de comandă "sudo root" pentru a fi în folderul rădăcină al zmeură. Apoi introduceți numele de utilizator „pi” și parola „zmeură”.
4. Introduceți următoarea linie de comandă.

   apt-get instala python geany xterm
   

5. Instalarea durează câteva secunde.
6. Deschideți Geany IDE în meniu.







7. Acum puteți scrie primul dvs. program prin crearea primului fișier în fila „fișier”.






8. Odată ce codul dvs. este scris, tot ce trebuie să faceți este să vă înregistrați și să compilați codul.

Partea 8 Conducerea unui motor cu curent continuu în Python (partea de cablare)

În această parte, vă vom arăta cum să conectați un motor DC la Raspberry Pi și cum să creați un mic program în python capabil să varieze viteza de rotație și direcția unui motor cu curent continuu.

1. 
   

   
   Acest mic tutorial vă va ajuta probabil mai târziu pentru realizarea proiectului dvs. de robot.
2. Înțelegeți principiul. În primul rând, trebuie să știi asta motorul cu curent continuu nu se conectează direct la pinii GPIO ai Raspberry Pi. Într-adevăr, curentul care va fi folosit pentru a roti motorul (motoarele) va fi destul de ridicat pentru micul nostru zmeură Pi și ar putea fi deteriorat.
   • De aceea, vom folosi un cip conceput pentru a controla până la două motoare cu curent continuu. Cipul L293D.

     
     

     
     
   • O caracteristică importantă a zmeura Pi este rândul de pini GPIO din colțul plăcii. Oricare dintre pinii GPIO poate fi desemnat în programare ca pin de intrare sau de ieșire.

     
     

     
     
3. Conectați L293D.
   • Pinii 4, 5, 12 și 13 din L293D trebuie conectați la GND așa cum se poate vedea în imagine. Pinul 16 din L293D permite alimentarea acestuia. Îl vom alimenta în 5V. Această tensiune nu se transmite motorului, ci doar cipul L293D.

     
     

     
     
   • Pentru a alimenta motorul, folosiți pinul 8 al L293D (terminal pozitiv) conectat la baterii sau la o baterie. Terminalul negativ trebuie conectat la masă (GND). Aveți grijă să nu depășiți limita de tensiune a motorului.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Conectați motorul. Pentru a conecta primul motor, pur și simplu conectați-l la pinii 3 și 6 (Ieșirea 1A și 1B) a cipului L293D.

Partea 9 Completați conexiunile

1. Pinul 1 al cipului L293D este pinul „activare” al primului motor. Când acest pin este logic „ridicat”, motorul rulează cu viteza maximă și atunci când acest pin este logic „scăzut”, motorul se oprește. Pentru a permite o turație redusă motorului, este suficient să joci pe aceste două stări alternând-le foarte repede. Aceasta se numește „PWM” (modularea lățimii pulsului). Vom conecta pinul 1 al cipului L293D la pinul 22 al zmeura Pi pentru a controla viteza.
   • Pentru a controla direcția de rotație a motorului, trebuie să vă distrați cu pinii 2 și 7 ai cipului L293D. Când pinul 2 este „înalt” și pinul 7 este „scăzut”, motorul se va roti într-o direcție. Dacă cele două stări logice sunt inversate între acești doi pini, motorul se va întoarce în cealaltă direcție. Vom conecta cipul l293D 2 pin la pinul 18 de zmeură și știftul l293D 7 pin la zmeura 16 zmeură.

     
     

     
     

Partea 10 Conducerea unui motor cu curent continuu în Python (partea de programare)

1. Acest cod mic permite controlul direcției și vitezei de rotație a unui motor. Se întoarce primul într-o direcție cu o viteză mare timp de 3 secunde. Apoi la o viteză redusă. Apoi, direcția de rotație este inversată și motorul rulează la o viteză redusă, apoi cu o viteză mare. Vă permitem acum să explorați acest cod:

   import GPIO.setmode (GPIO.BOARD) GPIO din importul RPi.GPIO sleep

2. Acum putem configura porturile GPIO.

   Motor1A = 16 ## Ieșire A a primului motor, pin 16 Motor1B = 18 ## Ieșire B a primului motor, pin 18 Motor1E = 22 ## Activare a primului motor, pin 22 GPIO.setup (Motor1A, GPIO.OUT) ## Cei 3 pini sunt ieșiți (OUT) GPIO.setup (Engine1B, GPIO.OUT) GPIO.setup (Engine1E, GPIO.OUT)

3. Aici configurăm PWM.

   pwm = GPIO.PWM (Motor1E, 50) ## Pin 22 în PWM la o frecvență de 50Hz pwm.start (100) ## ne angajăm cu un ciclu de serviciu de 100%

4. Stările porturilor GPIO sunt active.

   "Rotire directă directă, viteză maximă cu un ciclu de serviciu de 100%" Putere GPIO.outout (Motor1A, GPIO.HIGH) GPIO.output (Motor1B, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1E, GPIO.HIGH)

5. Acum, lăsați motorul să funcționeze timp de 3 secunde.

   somn (3)

6. Ciclul de serviciu este schimbat la 20% pentru a reduce viteza.

   pwm.ChangeDutyCycle (20)

"Rotire directă directă, cu un ciclu de serviciu de 20%" somn (3) "Rotire inversă, cu un ciclu de serviciu de 20%" GPIO.output (Motor1A, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1B, GPIO.HIGH) somn (3) pwm.ChangeDutyCycle (100) "Rotire inversă, viteză maximă (ciclu de serviciu 100%)" somn (3) "Oprire motor" GPIO.output (Engine1E, GPIO.LOW) pwm.stop () ## opriți PWM GPIO.cleanup ()

Partea 11 Prima provocare

Faceți un cod mic cu două motoare de data asta. Depinde de tine!

Folosiți senzorul cu ultrasunete HC-SR04 (cablare)

1. Echipamentele necesare pentru această etapă sunt:
   • un modul de ultrasunete HC-SR04,
   • o rezistență de 1 kΩ,
   • o rezistență de 2 kΩ,
   • cabluri de conectare,
   • un paine
   • Senzorul cu ultrasunete HC-SR04 măsoară o distanță de 2 până la 400 cm prin trimiterea de semnale sonore la 40 kHz. În funcție de timpul care separă emisia de recepția semnalului cu ultrasunete, se găsește o distanță prin calcul.

     
     

     
     
2. HC-SR04 are 4 pini:
   • un pin (Gnd), folosit pentru a pune modulul la pământ (0 V),
   • un pin de ieșire (Echo), utilizat pentru a informa sfârșitul emisiilor trenului dultrason și întoarcerea acestuia după reflectarea asupra obstacolului,
   • un pin de intrare (Trig for Trigger), utilizat pentru a declanșa emisia trenului dultrason,
   • un pin (Vcc), utilizat pentru alimentarea senzorului în 5 V.
     • Tensiunea de ieșire livrată de pinul Echo este de 5 V. Cu toate acestea, pinul de intrare (GPIO) al Rapsberry Pi este proiectat până la 3,3 V.
   • Prin urmare, pentru a evita deteriorarea Rapsberry Pi, vom folosi un pod divizor de tensiune format din două rezistențe pentru a scădea tensiunea de ieșire a senzorului.

     
     

     
     
3. Tocmai atunci, după cum vedeți mai sus, conectați:
   • pinul "Vcc" la 5 V din zmeura Pi (fir roșu)
   • știftul „Trig” de pe știftul GPIO 23 (pin 16) din zmeură (fir galben)
   • știftul „Echo” de pe știftul GPIO 24 (pinul 18) al zmeurii (fir albastru)
   • Pin GND cu zmeură GND (fir negru)
4. Nu uitați cele două mici rezistențe ale voastre!
   • Senzorul este acum conectat la Raspberry Pi. A plecat pentru programarea python!

Folosiți senzorul cu ultrasunete HC-SR04 (partea de programare)

1. Ca prim pas, diferitele biblioteci trebuie importate în:
   • Gestionarea portului GPIO
   • managementul ceasului

     import RPi.GPIO ca GPIO timp de import GPIO.setmode (GPIO.BCM)

2. Trebuie apoi să identificăm diferiții pini pe care îi vom folosi. În cazul nostru, pinul de ieșire "GPIO 23" (TRIG: semnal de declanșare la senzorul ultrasonic) și pinul de intrare "GPIO 24" (ECHO: achiziția semnalului înapoi).

   TRIG = 23 ECHO = 24

3. Acum putem configura porturile GPIO.

   GPIO.setup (TRIG, GPIO.OUT) GPIO.setup (ECHO, GPIO.IN)

4. Pentru a ne asigura că pinul „Trig” este inițial scăzut, îl vom seta pe „False” și vom acorda un timp de așteptare pentru ca senzorul să poată reseta.

   GPIO.output (TRIG, Fals) "În așteptarea rezolvării senzorului" time.sleep (2)

5. Senzorul cu ultrasunete are nevoie de un impuls de 10 μs pentru a-și activa modulul. Pentru a crea declanșatorul, pinul Trig trebuie să fie forțat să fie ridicat timp de 10 μs și apoi să se reseteze la low:

   GPIO.output (TRIG, True) time.sleep (0.00001) GPIO.output (TRIG, False)

6. Pentru a marca cronometrarea diferitelor evenimente care provin din schimbarea stării unui pin, vom folosi bucla while și funcția time.time (). Detectați schimbarea stării semnalului. Primul pas este de a detecta și marca cronometrul instantului chiar înainte de schimbarea stării de la starea joasă la cea înaltă. Acest moment (puls_start) va fi cel al capătului emisiei trenului de dultrason de către senzor.

   în timp ce GPIO.input (ECHO) == 0: puls_start = time.time ()

7. Odată ce trenul cu ultrasunete este emis, pinul Echo va rămâne ridicat până când ecografia reflectată de obstacol revine. Încercăm apoi să detectăm din nou trecerea semnalului Echo la starea scăzută. De data aceasta, ștampila (puls_end) va fi cea a detectării revenirii ecografiei.

   în timp ce GPIO.input (ECHO) == 1: puls_end = time.time ()

8. Putem cunoaște durata impulsului (impuls_duration) calculând diferența dintre cele două impulsuri:

   puls_duration = puls_end - puls_start

9. Pentru a cunoaște distanța, aplicăm formula:

   distanță = impuls_duration * 17150

10. Ne vom rotunji distanța până la două zecimale:

    distanta = rotunda (distanta, 2)

11. Pentru a afișa distanța în „cm”:

    „Distanță:”, distanță, „cm”

12. Pentru a reseta pinii GPIO adăugăm:

    GPIO.cleanup ()

13. Tot ce trebuie să faceți acum este să salvați codul numindu-l de exemplu "sensor_distance" și să îl lansați în linia de comandă:

    sudo python remote_capteur.py

14. Felicitări! ești capabil să controlezi un motor și să detectezi o distanță cu senzorul cu ultrasunete!

Partea 12 A 2-a provocare

1. Dacă aveți acest vehicul cu trei roți. Cu ceea ce ai învățat până acum, trebuie să fii capabil să conduci acest vehicul, astfel încât să poată forma un „E” pe măsură ce se mișcă. El va putea, de asemenea, să se oprească dacă va întâlni un obstacol folosind senzori ultrasonici.

   
   

   
   
2. Depinde de tine!