Kā pārņemt kontroli pār Raspberry Pi

Saturs

• posmi
• 1. daļa Instalējiet OS
• 2. daļa Lejupielādējiet NOOBS
• 3. daļa Formatējiet SD karti
• 4. daļa Kopējiet NOOBS SD kartē
• 5. daļa Pārņemiet kontroli pār Aveņu pi
• 6. daļa Tīkla konfigurēšana
• Konfigurējiet vadu tīklu
• Iestatiet bezvadu tīklu (SSH / wifi)
• 7. daļa Instalējiet Geany IDE
• 8. daļa Līdzstrāvas motora vadīšana Python (vadu daļa)
• 9. daļa Pabeidziet savienojumus
• 10. daļa Līdzstrāvas motora vadīšana Python (programmēšanas daļa)
• 11. daļa 1. izaicinājums
• Izmantojiet ultraskaņas sensoru HC-SR04 (vadu)
• Izmantojiet ultraskaņas sensoru HC-SR04 (programmēšanas daļa)
• 12. daļa 2. izaicinājums

Šajā rakstā: Instalējiet OSTownload NOOBSFormaterial SDCopier NOOBS karti uz SD cardTekiet rokā Raspberry piPonfigurējiet tīkluInstalējiet Geany IDPower DC motoru Python (daļas kabeļi) Pabeidziet savienojumusPilotējiet DC motoru Python (programmēšanas daļa) 1. izaicinājums2e izaicinājums5 Atsauces

Raspberry Pi ir dators, kas ir kredītkartes lielums. To izstrādā un ražo Raspberry Foundation, kas ir bezpeļņas organizācija, kuras mērķis ir padarīt datorus un programmas pēc iespējas pieejamākas. Sākotnējā Raspberry projekta misija bija pēc iespējas lētāka datora projektēšana ar labām programmēšanas iespējām. Tātad, nododiet to studentu rokās. Šīs rokasgrāmatas mērķis ir likt pamatus Raspberry Pi lietošanai un tādējādi atvieglot tās apstrādi.

Brīdinājums. Šis raksts ir domāts cilvēkiem ar labu datora fona.

posmi

1. daļa Instalējiet OS

1. Saprotiet, kas ir NOOBS (jauna ārpus programmatūras piegādājamā programmatūra). Tas ir instalācijas pārvaldnieks dažādām operētājsistēmām, kuras var izmantot kopā ar Raspberry Pi, un tās mērķis ir atvieglot mūsu izvēlētās operētājsistēmas (OS) instalēšanu. Šis ir pirmais kontakts ar mūsu mikrodatora programmatūras daļu. NOOBS ir iekļautas šādas operētājsistēmas:
   • Raspbian
   • Pidora
   • OpenELELC
   • RaspBMC
   • RISC OS
   • Arka Linuss
   • Šajā apmācībā nepieciešamais aprīkojums ir:
   • Dators
   • 4. klases SD karte vismaz 8 GB apjomā
     • Oriģinālajā kārbā ar Raspberry Pi jau ir iepriekš instalēta SD atmiņas karte ar NOOBS. Šīs darbības ir noderīgas tikai tad, kad instalējat jaunu SD karti.

2. daļa Lejupielādējiet NOOBS

1. 
   

   
   
   
   Jūs varat lejupielādēt "NOOBS" uz šo adresi: noobs

3. daļa Formatējiet SD karti

1. Ir obligāti jābūt vismaz 4 GB SD kartei. Tomēr ieteicamais izmērs ir 8 GB.

4. daļa Kopējiet NOOBS SD kartē

1. Izvelciet failus. Izņemiet dokumentus no zip faila ar nosaukumu NOOBS, kas lejupielādēts pirmajā solī. Kopējiet iegūtos failus tikko formatētajā SD kartē. Tomēr esiet piesardzīgs, jo dažos gadījumos izvilktos failus var pāriet uz jaunu mapi, un šajā gadījumā labāk ir pašus kopēt, nevis mapi.
   • Pirmoreiz startējot, tiks parādīts pieejamo operētājsistēmu saraksts.

5. daļa Pārņemiet kontroli pār Aveņu pi

1. Lai izmantotu Raspberry Pi, rīkojieties šādi.
   • Ievietojiet SD karti Aveņu, līdz atskan klikšķis.
   • Pievienojiet HDMI kabeli un pievienojiet to ekrānam. Atcerieties iespraust un ieslēgt
   • ekrāna. Barojiet avenes ar Micro USB lādētāju
   • Pievienojiet tastatūru un peli jebkuram USB portam.

     
     

     
     
     
     
   • Pēc šo darbību veikšanas monitorā redzēsit, ka tiek ielādēta programmatūra NOOBS. Pēc ielādes parādīsies to operētājsistēmu saraksts, kuras var instalēt. Raspbian ir ieteicamā OS instalēšanai. Atlasiet Raspbian un noklikšķiniet uz pogas "instalēt", kas atrodas loga augšpusē.

     
     

     
     

2. 
   

   
   Instalēšana prasa apmēram 20 minūtes. Kad instalēšana ir pabeigta, parādās melns komandu ekrāns. Pēc tam, kad programma to pieprasa, būs jāievada lietotāja vārds: "pi" un parole: "aveņu". Pēc tam komandrindā ierakstiet šo un nospiediet taustiņu "Enter":

   startx

3. Apsveicam! Jums ir izdevies instalēt vidi, kas nepieciešama, lai izmantotu jūsu Aveņu pi :)! Tagad mēs pāriet uz tīkla konfigurēšanu.

6. daļa Tīkla konfigurēšana

Izveidojiet savienojumu ar internetu. Kad Raspberry Pi būs darboties spējīgs, nākamais ir jāizveido Raspberry Pi savienojums ar internetu. Kad tas būs izdarīts, jūs varēsit sērfot internetā tāpat kā ar pavisam cits dators. Savienojumu var iestatīt divos veidos: vadu (ar Ethernet kabeli) vai bezvadu, izmantojot Wi-Fi. Lai iestatītu tīklu, izpildiet šīs darbības.

Konfigurējiet vadu tīklu

1. Nepieciešamais aprīkojums ir:
   • funkcionāls Raspberry Pi (sk. Darba sākšana ar Raspberry Pi)
   • Ethernet kabelis
2. Vienkārši savienojiet vienu no Ethernet kabeļa galviņām ar nodrošināto Raspberry Pi pieslēgvietu, bet otru - ar modemu vai interneta piekļuves maršrutētāju. Tā rezultātā Raspberry Pi tiks automātiski savienots ar internetu.

Iestatiet bezvadu tīklu (SSH / wifi)

1. Nepieciešamais aprīkojums ir:
   • funkcionāls Raspberry Pi (sk. Darba sākšana Raspberry Pi 3)
   • wifi USB atslēga
2. Pievienojiet USB wifi atmiņu vienā no pieejamajiem Raspberry Pi portiem.

3. 
   

   
   Atveriet wifi iestatīšanas pakalpojumu, izvēlnē pieskaroties ikonai.
   • Pēc pakalpojuma atvēršanas parādīsies šāds interfeiss.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Noklikšķiniet uz skenēšanas pogas. Parādīsies jauns logs. Tāpēc tas dubultklikšķēs uz tīklu, kuru mēs vēlamies izmantot.

5. 
   

   
   Ievadiet paroli. Ievadiet tīkla piekļuves paroli laukā Pre-Shared Key (PSK), kā parādīts zemāk.
   • Tagad noklikšķiniet uz "Saglabāt" un pievienojiet tīklu. Pēc tam jums tiks izveidots savienojums ar interneta tīklu.

     
     

     
     

7. daļa Instalējiet Geany IDE

1. Geany ir viegls e izdevējs, kas izmanto GTK + un Scintilla un iekļauj integrētas attīstības vides pamatiezīmes. Paredzēts mazai atkarībai un ātrai palaišanai, tas atbalsta C / C ++, Java, JavaScript, PHP, HTML, CSS, Python, Perl, Ruby, Pascal un Haskell valodas.

2. 
   

   
   Izvēlnē atveriet komandu uzvedni.
3. Ievadiet komandrindu "sudo root", lai būtu Raspberry saknes mapē. Pēc tam ievadiet lietotājvārdu "pi" un paroli "aveņu".
4. Ievadiet šo komandrindu.

   apt-get instalēt python geany xterm
   

5. Instalēšana prasa dažas sekundes.
6. Izvēlnē atveriet Geany IDE.







7. Tagad jūs varat rakstīt savu pirmo programmu, izveidojot pirmo failu cilnē "fails".






8. Kad kods ir uzrakstīts, viss, kas jums jādara, ir reģistrēties un sastādīt kodu.

8. daļa Līdzstrāvas motora vadīšana Python (vadu daļa)

Šajā daļā mēs jums parādīsim, kā vadīt līdzstrāvas motoru uz Aveņu Pi un kā pythonā izveidot nelielu programmu, kas var mainīt līdzstrāvas motora griešanās ātrumu un virzienu.

1. 
   

   
   Šī mazā apmācība, iespējams, vēlāk palīdzēs jums īstenot jūsu robotu projektu.
2. Izprotiet principu. Pirmkārt, jums tas jāzina līdzstrāvas motors nav tieši savienots ar Raspberry Pi GPIO tapām. Patiešām, strāva, kas tiks izmantota motora (-u) pagriešanai, mūsu mazajam Aveņu Pi būs diezgan liels, un tas varētu tikt sabojāts.
   • Tāpēc mēs izmantosim mikroshēmu, kas paredzēta ne vairāk kā divu līdzstrāvas motoru vadībai. L293D mikroshēma.

     
     

     
     
   • Svarīga Raspberry Pi īpašība ir GPIO tapu rinda dēļa stūrī. Jebkuru no GPIO tapām programmēšanā var apzīmēt kā ieejas vai izejas tapu.

     
     

     
     
3. Vadu L293D.
   • L293D 4., 5., 12. un 13. tapas ir jāpievieno GND, kā redzams attēlā. L293D 16. tapa ļauj tam darboties. Mēs to barosim 5V. Šis spriegums netiek pārsūtīts uz motoru, bet tikai uz L293D mikroshēmu.

     
     

     
     
   • Lai darbinātu motoru, izmantojiet akumulatoram vai akumulatoram pievienoto L293D (pozitīvā spailes) 8. tapu. Negatīvajam spailei jābūt savienotam ar zemi (GND). Esiet piesardzīgs, nepārsniedzot motora sprieguma robežu.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Pievienojiet motoru. Lai pievienotu pirmo motoru, vienkārši savienojiet to ar L293D mikroshēmas 3. un 6. kontaktu (1. izvade un 1B).

9. daļa Pabeidziet savienojumus

1. L293D mikroshēmas 1. tapa ir pirmā motora “iespējot” tapa. Kad šī tapa loģiski ir "augsta", motors darbojas ar maksimālo ātrumu un kad šī tapa ir loģiski "zema", motors apstājas. Lai motoram atļautu samazinātu ātrumu, pietiek ar to, lai spēlētu šos divus stāvokļus, tos ļoti ātri mainot. To sauc par "PWM" (impulsa platuma modulācija). Mēs savienosim L293D mikroshēmas 1. tapu ar Raspberry Pi 22. tapu, lai kontrolētu ātrumu.
   • Lai kontrolētu motora griešanās virzienu, jums ir jāizklaidējas ar L293D mikroshēmas 2. un 7. tapu. Kad 2. tapa ir “augsta” un “7” ir “zema”, motors rotēs vienā virzienā. Ja divi loģiskie stāvokļi tiek apgriezti starp šiem diviem tapām, motors pagriežas otrā virzienā. Mēs savienosim l293D mikroshēmas 2 tapu ar Aveņu tapu 18 un l293D mikroshēmas 7 tapu ar aveņu 16 tapu.

     
     

     
     

10. daļa Līdzstrāvas motora vadīšana Python (programmēšanas daļa)

1. Šis mazais kods ļauj kontrolēt motora griešanās virzienu un ātrumu. Pirmais pagriežas vienā virzienā ar lielu ātrumu 3 sekundes. Tad ar samazinātu ātrumu. Pēc tam griešanās virziens tiek mainīts un motors darbojas ar samazinātu ātrumu, pēc tam ar lielu ātrumu. Tagad mēs ļaujam jums izpētīt šo kodu:

   importēt GPIO.setmode (GPIO.BOARD) GPIO no laika importēt miega RPi.GPIO

2. Tagad mēs varam konfigurēt GPIO portus.

   Motor1A = 16 ## Pirmā motora A izvade, 16. tapa. Motor1B = 18 ## Pirmā motora B izvade, 18. tapa. Motor1E = 22 ## Iespējot pirmo motoru, 22. tapa GPIO.setup (Motor1A, GPIO.OUT) ## Trīs tapas tiek izvadītas (OUT) GPIO.setup (Engine1B, GPIO.OUT) GPIO.setup (Engine1E, GPIO.OUT)

3. Šeit mēs konfigurējam PWM.

   pwm = GPIO.PWM (Motor1E, 50) ## 22. tapu PWM ar frekvenci 50Hz pwm.start (100) ## mēs apņemamies ar darba ciklu 100%

4. GPIO portu stāvokļi ir aktīvi.

   "Tieša virziena pagriešana, maksimālais ātrums ar darba ciklu 100%" GPIO.output (Motor1A, GPIO.HIGH) GPIO.output (Motor1B, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1E, GPIO.HIGH)

5. Tagad ļaujiet motoram darboties 3 sekundes.

   miega (3)

6. Darba ātrums tiek mainīts uz 20%, lai samazinātu ātrumu.

   pwm.ChangeDutyCycle (20)

"Tieša virziena pagriešana, ar darba ciklu 20%" miega (3) "Apgrieztā virziena pagriešana, ar darba ciklu 20%" GPIO.output (Motor1A, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1B, GPIO.HIGH) miegs (3) pwm.ChangeDutyCycle (100) "Reversā griešanās, maksimālais ātrums (darba cikls 100%)" miegs (3) "Motora apstāšanās" GPIO.output (Engine1E, GPIO.LOW) pwm.stop () ## apturēt PWM GPIO.cleanup ()

11. daļa 1. izaicinājums

Šoreiz izveidojiet nelielu kodu ar diviem motoriem. Tas ir atkarīgs no jums!

Izmantojiet ultraskaņas sensoru HC-SR04 (vadu)

1. Šajā posmā nepieciešamais aprīkojums:
   • ultraskaņas modulis HC-SR04,
   • pretestība 1 kΩ,
   • pretestība 2 kΩ,
   • savienojuma kabeļi,
   • maizīte
   • Ultraskaņas sensors HC-SR04 mēra attālumu no 2 līdz 400 cm, nosūtot skaņas signālus ar 40 kHz frekvenci. Kā laika funkcija, kas atdala emisiju no ultraskaņas signāla uztveršanas, attālums tiek aprēķināts.

     
     

     
     
2. HC-SR04 ir 4 tapas:
   • tapa (Gnd), ko izmanto, lai moduli novietotu zemē (0 V),
   • izejas tapa (Echo), ko izmanto, lai informētu par dultrason vilciena emisijas beigām un tā atgriešanos pēc pārdomām par šķērsli,
   • ievades tapa (Trig for Trigger), ko izmanto, lai izraisītu dultrasona vilciena emisiju,
   • tapa (Vcc), ko izmanto sensora barošanai 5 V spriegumā.
     • Echo pin piegādātais izejas spriegums ir 5 V. Tomēr Rapsberry Pi ieejas pin (GPIO) ir paredzēta līdz 3,3 V.
   • Tāpēc, lai nesabojātu Rapsberry Pi, sensora izejas sprieguma pazemināšanai izmantosim sprieguma dalītāju tiltu, kas sastāv no diviem rezistoriem.

     
     

     
     
3. Tieši tad, kā redzat iepriekš, pievienojiet:
   • priedes "Vcc" pie 5 V aveņu Pi (sarkanais pavediens)
   • tapa "Trig" uz avenes GPIO 23 (16. tapa) (dzeltenā vītne)
   • tapa "Echo" uz avenes GPIO 24 (18. tapa) (zila stieple)
   • GND priede ar aveņu GND (melna stieple)
4. Neaizmirstiet savas divas mazās pretestības!
   • Sensors tagad ir savienots ar Raspberry Pi. Tas nav paredzēts python programmēšanai!

Izmantojiet ultraskaņas sensoru HC-SR04 (programmēšanas daļa)

1. Pirmkārt, dažādās bibliotēkas jāimportē uz:
   • GPIO porta vadība.
   • pulksteņa vadība

     importēt RPi.GPIO kā GPIO importēšanas laiku GPIO.setmode (GPIO.BCM)

2. Pēc tam mums jāidentificē dažādas tapas, kuras mēs izmantosim. Mūsu gadījumā izejas tapa "GPIO 23" (TRIG: sprūda signāls ultraskaņas sensoram) un ieejas tapa "GPIO 24" (ECHO: signāla iegūšana atpakaļ).

   TRIG = 23 ECHO = 24

3. Tagad mēs varam konfigurēt GPIO portus.

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

4. Lai nodrošinātu, ka sākotnēji takts "Trig" ir zems, mēs to iestatīsim uz "False" un dosim nogaidīšanas laiku, lai sensors varētu atiestatīties.

   GPIO.output (TRIG, False) "Guļot sensoru noregulēsies" time.sleep (2)

5. Ultraskaņas sensoram ir nepieciešams 10 μs impulss, lai aktivizētu tā moduli. Lai izveidotu sprūdu, trigera tapa ir jāpiespiež augstu 10 μs un pēc tam jāatstaj zemā stāvoklī:

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

6. Lai laika zīmogu pierakstītu dažādiem notikumiem, kas saistīti ar tapu stāvokļa maiņu, mēs izmantosim laika cilpu un funkciju time.time (). Noteikt signāla stāvokļa izmaiņas. Pirmais solis ir tūlītēja stāvokļa noteikšana un laika spiedogs tieši pirms stāvokļa maiņas no zemā stāvokļa uz augstāko. Šis brīdis (pulse_start) būs brīdis, kad sensors izstaros dultrasona vilcienu.

   kamēr GPIO.input (ECHO) == 0: pulse_start = laiks.time ()

7. Tiklīdz tiek izstarots ultraskaņas vilciens, atbalss skaņa paliks augsta, līdz atgriezīsies šķēršļa atspoguļotā ultraskaņa. Pēc tam mēs mēģinām vēlreiz atklāt Echo signāla pārslēgšanos uz zemu stāvokli. Šoreiz apzīmogots (pulse_end) tiks veikts ar ultraskaņas atgriešanās noteikšanu.

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

8. Mēs varam uzzināt impulsa ilgumu (pulsa_duration), aprēķinot starpību starp diviem impulsiem:

   pulse_duration = pulse_end - pulse_start

9. Lai uzzinātu attālumu, mēs izmantojam formulu:

   attālums = impulsa_duration * 17150

10. Mēs noapaļosim attālumu līdz diviem cipariem aiz komata:

    attālums = apaļš (attālums, 2)

11. Lai attēlotu attālumu "cm":

    "Distance:", distance, "cm"

12. Lai atiestatītu GPIO tapas, mēs pievienojam:

    GPIO.cleanup ()

13. Viss, kas jums tagad jādara, ir jāsaglabā kods, piemēram, nosaucot to par “sensor_distance”, un palaidiet to komandrindā:

    sudo python remote_capteur.py

14. Apsveicam! Jums ir iespēja kontrolēt motoru, kā arī noteikt attālumu ar ultraskaņas sensoru!

12. daļa 2. izaicinājums

1. Ja jums ir šis trīsriteņu transportlīdzeklis. Ņemot vērā līdz šim apgūto, jums jāprot vadīt šo transportlīdzekli, lai tas kustības laikā varētu veidot “E”. Viņš varēs arī apstāties, ja saskarsies ar šķērsli, izmantojot ultraskaņas sensorus.

   
   

   
   
2. Tas ir atkarīgs no jums!