Как да поемем контрола върху Raspberry Pi

Съдържание

• етапи
• Част 1 Инсталирайте ОС
• Част 2 Изтеглете NOOBS
• Част 3 Форматирайте SD картата
• Част 4 Копирайте NOOBS на SD карта
• Част 5 Поемете контрола върху Raspberry pi
• Част 6 Конфигуриране на мрежата
• Конфигурирайте кабелна мрежа
• Настройка на безжична мрежа (SSH / wifi)
• Част 7 Инсталиране на Geany IDE
• Част 8 Шофиране на постоянен двигател в Python (Част за окабеляване)
• Част 9 Завършете връзките
• Част 10 Управление на двигател с постоянен ток в Python (част за програмиране)
• Част 11 Първо предизвикателство
• Използвайте HC-SR04 ултразвуков сензор (окабеляване)
• Използвайте HC-SR04 ултразвуков сензор (програма за програмиране)
• Част 12 второ предизвикателство

В тази статия: Инсталирайте OSTownload NOOBSFormater картата SDCopier NOOBS на SD картата Вземете в ръка Raspberry piConfigure the networkInstall Geany IDPower DC двигател в Python (Частно окабеляване) Завършете връзкитеПилотирайте DC двигател в Python (програма за част) 1-во предизвикателство2e предизвикателство5 Позовавания

Raspberry Pi е компютър с размер на кредитна карта. Той е проектиран и произведен от Raspberry Foundation, която е нестопанска организация, посветена на това да направи възможно най-достъпни компютрите и програмите. Първоначалната мисия на проекта Raspberry беше да проектира възможно най-евтин компютър с добри възможности за програмиране. Така че, поставете го в ръцете на студентите. Това ръководство има за цел да постави основите на използването на Raspberry Pi и по този начин да улесни работата му.

Предупреждение. Тази статия е за хора с добър компютър.

етапи

Част 1 Инсталирайте ОС

1. Разберете какво е NOOBS (New Out Of Box Stoftware). Той е инсталационен мениджър за различните операционни системи, които могат да се използват с Raspberry Pi. Целта му е да улесни инсталирането на избраната от нас операционна система (ОС). Това е първият контакт, който ще имаме със софтуерната част на нашия микрокомпютър. Следните операционни системи са включени в NOOBS:
   • Raspbian
   • Pidora
   • OpenELELC
   • RaspBMC
   • RISC OS
   • Арка Линус
   • Необходимото за този урок оборудване е:
   • Компютър
   • SD карта от клас 4 с поне 8 GB
     • Оригиналната кутия, съдържаща Raspberry Pi, вече съдържа предварително инсталирана SD карта с памет с NOOBS. Следователно следващите стъпки са полезни само при инсталиране на нова SD карта.

Част 2 Изтеглете NOOBS

1. 
   

   
   
   
   Можете да изтеглите „NOOBS“ на следния адрес: Noobs

Част 3 Форматирайте SD картата

1. Задължително е да имате SD карта с поне 4 GB. Въпреки това 8 GB е препоръчителният размер.

Част 4 Копирайте NOOBS на SD карта

1. Извадете файловете. Извадете документите от zip файла с име NOOBS, изтеглени в първата стъпка. Копирайте извлечените файлове на ново форматираната SD карта. Внимавайте обаче, че в някои случаи извлечените файлове могат да отидат в нова папка и в този случай е по-добре да копирате самите файлове, а не папката.
   • При първото стартиране ще се покаже списъкът на наличните операционни системи.

Част 5 Поемете контрола върху Raspberry pi

1. За да използвате Raspberry Pi, следвайте стъпките по-долу.
   • Поставете SD картата в Raspberry, докато чуете „щракване“.
   • Свържете HDMI кабела и го свържете към екрана. Не забравяйте да включите и включите
   • на екрана. Захранвайте малината с Micro USB зарядно
   • Включете клавиатурата и мишката към всеки USB порт.

     
     

     
     
     
     
   • След като направите тези стъпки, ще видите на монитора си, че софтуерът NOOBS се зарежда. След като се зареди, след това ще се появи списък с операционни системи, които могат да бъдат инсталирани. Raspbian е препоръчителната ОС за инсталиране. Изберете Raspbian и кликнете върху бутона "инсталирайте", разположен в горната част на прозореца.

     
     

     
     

2. 
   

   
   Инсталацията отнема приблизително 20 минути. Когато инсталацията приключи, се появява черен команден екран. След това ще бъде необходимо да въведете, при поискване от програмата, потребителското име: "pi" и паролата: "malberry". След това въведете следното в командния ред и натиснете клавиша "Enter":

   StartX

3. Честито! Успяхте да инсталирате необходимата среда, за да използвате вашия Raspberry pi :)! Сега ще преминем към конфигурация на мрежата.

Част 6 Конфигуриране на мрежата

Свържете се с интернет. След като Raspberry Pi е функционален, това, което трябва да се направи по-нататък, е да настроите връзка с интернет за Raspberry Pi. След като направите това, ще можете да сърфирате в Интернет, както и при съвсем различен компютър. Има два начина да настроите връзката си - кабелна (с Ethernet кабел) или безжично през Wi-Fi. Следвайте тези стъпки, за да настроите вашата мрежа.

Конфигурирайте кабелна мрежа

1. Необходимото оборудване е:
   • функционален Raspberry Pi (вижте Първи стъпки с Raspberry Pi)
   • Ethernet кабел
2. Просто свържете една от главите на Ethernet кабела към предоставения порт на Raspberry Pi, а другата към модема или рутера за достъп до Интернет. В резултат Raspberry Pi ще бъде автоматично свързан към интернет.

Настройка на безжична мрежа (SSH / wifi)

1. Необходимото оборудване е:
   • функционален Raspberry Pi (виж Първи стъпки Raspberry Pi 3)
   • wifi USB ключ
2. Включете USB wifi стика в един от наличните портове на Raspberry Pi.

3. 
   

   
   Отворете услугата за настройка на wifi, като докоснете иконата в менюто.
   • След отваряне на услугата ще видите следния интерфейс.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Кликнете върху бутона за сканиране. Ще се появи нов прозорец. Следователно, това ще удвои кликването върху мрежата, която искаме да използваме.

5. 
   

   
   Въведете паролата. Въведете паролата за достъп до мрежата в полето за предварително споделен ключ (PSK), както е показано по-долу.
   • Сега кликнете върху „Запазване“ и добавете мрежата. След като направите това, ще бъдете свързани с интернет мрежата.

     
     

     
     

Част 7 Инсталиране на Geany IDE

1. Geany е олекотен e издател, използващ GTK + и Scintilla и включва основните характеристики на интегрирана среда за разработка. Проектиран да има няколко зависимости и да стартира бързо, той поддържа езици C / C ++, Java, JavaScript, PHP, HTML, CSS, Python, Perl, Ruby, Pascal и Haskell.

2. 
   

   
   Отворете командния ред в менюто.
3. Въведете командния ред "sudo root", за да бъдете в основната папка на Raspberry. След това въведете потребителското име "pi" и паролата "malberry".
4. Въведете следния команден ред.

   apt-get инсталирайте python geany xterm
   

5. Инсталацията отнема няколко секунди.
6. Отворете Geany IDE в менюто.







7. Вече можете да напишете първата си програма, като създадете първия си файл в раздела "файл".






8. След като кодът ви е написан, всичко, което трябва да направите, е да се регистрирате и компилирате кода.

Част 8 Шофиране на постоянен двигател в Python (Част за окабеляване)

В тази част ще ви покажем как да свържете DC мотор към Raspberry Pi и как да създадете малка програма в python, способна да променя скоростта на въртене и посоката на постоянен двигател.

1. 
   

   
   Този малък урок вероятно ще ви помогне по-късно за реализацията на вашия проект за роботи.
2. Разберете принципа. На първо място, това трябва да знаете постояннотоковият мотор не се свързва директно към GPIO щифтовете на Raspberry Pi, Всъщност токът, който ще се използва за въртене на двигателя (двигателите), ще бъде доста висок за нашите малки Raspberry Pi и може да се повреди.
   • Ето защо ще използваме чип, предназначен да управлява до два двигателя с постоянен ток. Чипът L293D

     
     

     
     
   • Важна характеристика на Raspberry Pi е редът на GPIO щифтове в ъгъла на дъската. Всеки от GPIO пиновете може да бъде определен в програмирането като входен или изходен щифт.

     
     

     
     
3. Закачете L293D.
   • Игли 4, 5, 12 и 13 на L293D трябва да бъдат свързани към GND, както се вижда на снимката. Пин 16 на L293D позволява захранването му. Ще го захранваме в 5V. Това напрежение не се предава на мотора, а само на чипа L293D.

     
     

     
     
   • За да захранвате двигателя, използвайте щифт 8 на L293D (положителен извод), свързан към батерии или батерия. Отрицателният терминал трябва да бъде свързан към земята (GND). Внимавайте да не надвишите границата на напрежението за двигателя.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Свържете двигателя. За да свържете първия мотор, просто го свържете към щифтове 3 и 6 (изход 1A и 1B) на чипа L293D.

Част 9 Завършете връзките

1. Пин 1 на чипа L293D е щифтът за "разрешаване" на първия мотор. Когато логически този щифт е "висок", моторът работи с максималната си скорост и когато логически този щифт е "нисък", двигателят е в застой. За да се позволи намалена скорост на двигателя, достатъчно е да играете на тези две състояния, като ги редувате много бързо. Това се нарича "PWM" (импулсна ширина модулация). Ще свържем щифт 1 на чипа L293D към щифт 22 на Raspberry Pi, за да контролираме скоростта.
   • За да контролирате посоката на въртене на мотора, трябва да се забавлявате с щифтове 2 и 7 на чипа L293D. Когато щифт 2 е "висок" и щифт 7 е "нисък", моторът ще се върти в една посока. Ако двете логически състояния се обърнат между тези два пина, моторът ще се завърти в другата посока. Ще свържем 2-пинов l293D чип към Raspberry pin 18, а l293D чип 7-пинов към Raspberry 16-пинов.

     
     

     
     

Част 10 Управление на двигател с постоянен ток в Python (част за програмиране)

1. Този малък код позволява да се контролира посоката и скоростта на въртене на двигателя. Завива първо в една посока с висока скорост за 3 секунди. След това с намалена скорост. След това посоката на въртене се обръща и моторът работи с намалена скорост, а след това с висока скорост. Сега ви позволяваме да проучите този код:

   импортиране на GPIO.setmode (GPIO.BOARD) GPIO от време за импортиране на сън RPi.GPIO

2. Вече можем да конфигурираме GPIO портовете.

   Motor1A = 16 ## Изход A на първия двигател, щифт 16 Motor1B = 18 ## Изход B на първия двигател, щифт 18 Motor1E = 22 ## Активиране на първия двигател, щифт 22 GPIO.setup (Motor1A, GPIO.OUT) ## 3 пина са изход (OUT) GPIO.setup (Engine1B, GPIO.OUT) GPIO.setup (Engine1E, GPIO.OUT)

3. Тук конфигурираме PWM.

   pwm = GPIO.PWM (Motor1E, 50) ## Pin 22 в PWM с честота 50Hz pwm.start (100) ## ние се ангажираме с работен цикъл от 100%

4. Състоянията на GPIO портовете са активни.

   "Директно въртене в посока, максимална скорост със работен цикъл 100%" GPIO.output (Motor1A, GPIO.HIGH) GPIO.output (Motor1B, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1E, GPIO.HIGH)

5. Сега оставете двигателя да работи 3 секунди.

   сън (3)

6. Работният цикъл се променя на 20%, за да се намали скоростта.

   pwm.ChangeDutyCycle (20)

"Директно въртене в посока, с работен цикъл от 20%" сън (3) "Обратно въртене, с работен цикъл от 20%" GPIO.output (Motor1A, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1B, GPIO.HIGH) сън (3) pwm.ChangeDutyCycle (100) "Обратно въртене, максимална скорост (работен цикъл 100%)" сън (3) "Спиране на двигателя" GPIO.output (Engine1E, GPIO.LOW) pwm.stop () ## спре PWM GPIO.cleanup ()

Част 11 Първо предизвикателство

Направете този път малък код с два двигателя. От вас зависи!

Използвайте HC-SR04 ултразвуков сензор (окабеляване)

1. Необходимото за този етап оборудване е:
   • ултразвуков модул HC-SR04,
   • съпротивление от 1 kΩ,
   • съпротивление 2 kΩ,
   • свързващи кабели,
   • хляб
   • Ултразвуковият сензор HC-SR04 измерва разстояние от 2 до 400 см, като изпраща звукови сигнали на 40 kHz. Като функция от времето, което отделя излъчването от приемането на ултразвуковия сигнал, чрез изчисляване се намира разстояние.

     
     

     
     
2. HC-SR04 има 4 пина:
   • щифт (Gnd), използван за поставяне на модула на земята (0 V),
   • изходен щифт (Ехо), използван за информиране на края на излъчването на влака на дултрасон и неговото връщане след отражение върху препятствието,
   • входен щифт (Trig за спусъка), използван за задействане на излъчването на влака на dultrason,
   • щифт (Vcc), използван за захранване на сензора в 5 V.
     • Изходното напрежение, доставено от пина Echo, е 5 V. Въпреки това входният щифт (GPIO) на Rapsberry Pi е проектиран за до 3.3V.
   • Следователно, за да не повредим Rapsberry Pi, ще използваме мост на разделител на напрежението, състоящ се от два резистора, за да понижим изходното напрежение на сензора.

     
     

     
     
3. Точно тогава, както можете да видите по-горе, включете:
   • "Vcc" бор на 5 V от Raspberry Pi (червен конец)
   • щифта "Trig" на щифта GPIO 23 (щифт 16) на малината (жълта нишка)
   • щифта "Echo" на щифта GPIO 24 (щифт 18) на малината (син проводник)
   • GND бор с малина GND (черна тел)
4. Не забравяйте и двете си малки съпротивления!
   • Сензорът вече е свързан към Raspberry Pi. Той е изчезнал за програмиране на python!

Използвайте HC-SR04 ултразвуков сензор (програма за програмиране)

1. Като първа стъпка различните библиотеки трябва да бъдат импортирани в:
   • GPIO управление на портове.
   • управление на часовника

     импортиране на RPi.GPIO като GPIO време за импортиране GPIO.setmode (GPIO.BCM)

2. След това трябва да идентифицираме различните пинове, които ще използваме. В нашия случай изходният щифт "GPIO 23" (TRIG: сигнал за задействане към ултразвуковия сензор) и входният щифт "GPIO 24" (ECHO: придобиване на сигнала обратно).

   TRIG = 23 ECHO = 24

3. Вече можем да конфигурираме GPIO портовете.

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

4. За да гарантираме, че пинът "Trig" първоначално е нисък, ще го зададем на "False" и ще дадем време за изчакване, за да може сензорът да се нулира.

   GPIO.output (TRIG, невярно) „Чакане на сензора да се установи“ time.sleep (2)

5. Ултразвуковият сензор се нуждае от импулс 10 µs, за да активира своя модул. За да създадете спусъка, Trig щифтът трябва да бъде принудително висок за 10 μs и след това да се нулира на ниско:

   GPIO.output (TRIG, True) time.sleep (0,00001) GPIO.output (TRIG, False)

6. За да маркираме времена различните събития, които идват от промяната на състоянието на щифт, ще използваме цикъл време и функцията time.time (). Открийте промяната на състоянието на сигнала. Първата стъпка е да откриете и поставите времена маркировка непосредствено преди състоянието да се промени от ниско състояние към високо състояние. Този момент (pulse_start) ще бъде този на края на излъчването на влака на дултразона от сензора.

   докато GPIO.input (ECHO) == 0: pulse_start = time.time ()

7. След като се излъчи ултразвуковият влак, щифтът Echo ще остане висок, докато ултразвукът, отразен от препятствието, се върне. След това се опитваме да открием отново преминаването на сигнала Echo към ниско състояние. Този път ще бъде подпечатан (pulse_end) ще бъде откриването на връщането на ултразвук.

   докато GPIO.input (ECHO) == 1: pulse_end = time.time ()

8. Можем да знаем продължителността на импулса (pulse_duration), като изчислим разликата между двата импулса:

   pulse_duration = pulse_end - pulse_start

9. За да знаем разстоянието, прилагаме формулата:

   разстояние = пулс_дурация * 17150

10. Ще закръглим разстоянието си до два десетични знака:

    разстояние = кръг (разстояние, 2)

11. За да покажете разстоянието в "см":

    "Разстояние:", разстояние, "см"

12. За да нулирате GPIO пиновете, добавяме:

    GPIO.cleanup ()

13. Всичко, което трябва да направите сега, е да запишете кода, като го наречете например "sensor_distance" и го стартирате в командния ред:

    sudo python remote_capteur.py

14. Честито! вие сте в състояние да управлявате мотор, както и да откриете разстояние с ултразвуковия сензор!

Част 12 второ предизвикателство

1. Ако имате това превозно средство с три колела. С това, което сте научили досега, трябва да можете да управлявате това превозно средство, така че да може да образува "Е", докато се движи. Той също ще може да спре, ако срещне препятствие, използвайки ултразвукови сензори.

   
   

   
   
2. От вас зависи!