Ako prevziať kontrolu nad Raspberry Pi

Obsah

• stupňa
• 1. časť Nainštalujte OS
• Časť 2 Stiahnite si NOOBS
• Časť 3 Naformátujte kartu SD
• 4. časť Skopírujte NOOBS na SD kartu
• 5. časť Prevezmite kontrolu nad malinami pi
• Časť 6 Konfigurácia siete
• Nakonfigurujte káblovú sieť
• Nastavenie bezdrôtovej siete (SSH / wifi)
• Časť 7 Inštalácia Geany IDE
• 8. časť Riadenie jednosmerného motora v Pythone (časť elektroinštalácie)
• Časť 9 Dokončite pripojenia
• 10. časť Riadenie jednosmerného motora v Pythone (programovacia časť)
• 11. časť 1. výzva
• Použite ultrazvukový senzor HC-SR04 (zapojenie)
• Použite ultrazvukový senzor HC-SR04 (programovacia časť)
• 12. časť 2. výzva

V tomto článku: Inštalácia aplikácie OSTownload NOOBSFormater SDCopier NOOBS na SD kartuVezmite Raspberry piConfigure the networkInstall Geany IDPower DC engine in Python (Part kabeláž) Dokončite spojeniaPilot DC motor v Python (programovacia časť) challenge5 Referencie

Raspberry Pi je počítač s veľkosťou kreditnej karty. Navrhuje a vyrába ho Raspberry Foundation, nezisková organizácia, ktorá sa venuje čo najväčšej dostupnosti počítačov a programov. Pôvodným poslaním projektu Raspberry bolo navrhnúť počítač čo najlacnejší s dobrými programovacími schopnosťami. Dajte to do rúk študentov. Cieľom tejto príručky je položiť základy pre používanie Raspberry Pi a uľahčiť tak jej manipuláciu.

Varovanie. Tento článok je určený pre ľudí s dobrým počítačovým zázemím.

stupňa

1. časť Nainštalujte OS

1. Pochopte, čo je NOOBS (New Out Of Box Stoftware). Je to manažér inštalácie pre rôzne operačné systémy, ktoré je možné používať s Raspberry Pi, a jeho cieľom je uľahčiť inštaláciu operačného systému (OS) podľa nášho výberu. Toto je prvý kontakt, ktorý budeme mať so softvérovou časťou nášho mikropočítača. V NOOBS sú zahrnuté nasledujúce operačné systémy:
   • Raspbian
   • Pidora
   • OpenELELC
   • RaspBMC
   • OS RISC
   • Arch
   • Vybavenie potrebné pre tento tutoriál je:
   • Počítač
   • Karta SD triedy 4 s kapacitou najmenej 8 GB
     • Pôvodná škatuľa obsahujúca Raspberry Pi už obsahuje predinštalovanú pamäťovú kartu SD s NOOBS. Nasledujúce kroky sú preto užitočné iba pri inštalácii na novú kartu SD.

Časť 2 Stiahnite si NOOBS

1. 
   

   
   
   
   „NOOBS“ si môžete stiahnuť na tejto adrese: noobs

Časť 3 Naformátujte kartu SD

1. Je nevyhnutné mať kartu SD najmenej 4 GB. Odporúčaná veľkosť je 8 GB.

4. časť Skopírujte NOOBS na SD kartu

1. Rozbaľte súbory. Rozbaľte dokumenty zo súboru zip s názvom NOOBS stiahnutého v prvom kroku. Skopírujte extrahované súbory na novo naformátovanú kartu SD. Avšak buďte opatrní, že v niektorých prípadoch môžu extrahované súbory ísť do nového priečinka a v takom prípade je lepšie kopírovať súbory samotné ako do priečinka.
   • Pri prvom spustení sa zobrazí zoznam dostupných operačných systémov.

5. časť Prevezmite kontrolu nad malinami pi

1. Ak chcete použiť Raspberry Pi, postupujte podľa krokov nižšie.
   • Vložte SD kartu do Raspberry, až kým nebudete počuť kliknutie.
   • Pripojte kábel HDMI a pripojte ho k obrazovke. Nezabudnite zapojiť a zapnúť
   • obrazovka. Napájajte Raspberry pomocou nabíjačky Micro USB
   • Pripojte klávesnicu a myš k akémukoľvek portu USB.

     
     

     
     
     
     
   • Po vykonaní týchto krokov uvidíte na monitore, že sa softvér NOOBS načítava. Po načítaní sa zobrazí zoznam operačných systémov, ktoré je možné nainštalovať. Raspbian je odporúčaný OS pre inštaláciu. Vyberte položku Raspbian a kliknite na tlačidlo „Inštalovať“ umiestnené v hornej časti okna.

     
     

     
     

2. 
   

   
   Inštalácia trvá približne 20 minút. Po dokončení inštalácie sa objaví čierna obrazovka príkazov. Potom bude potrebné zadať užívateľské meno: „pi“ a heslo: „malina“, ak o to program požiada. Potom do príkazového riadka napíšte a stlačte kláves „Enter“:

   startx

3. Blahoželáme! Podarilo sa vám nainštalovať prostredie potrebné na používanie Raspberry pi :)! Teraz prejdeme na konfiguráciu siete.

Časť 6 Konfigurácia siete

Pripojte sa na internet. Akonáhle bude Raspberry Pi funkčný, musí sa urobiť ďalšie pripojenie k internetu pre Raspberry Pi. Keď to urobíte, budete môcť surfovať po internete rovnako ako s úplne iný počítač. Existujú dva spôsoby, ako nastaviť pripojenie, buď káblové (pomocou ethernetového kábla) alebo bezdrôtovo cez Wi-Fi. Pri nastavovaní siete postupujte podľa týchto krokov.

Nakonfigurujte káblovú sieť

1. Potrebné vybavenie je:
   • funkčný Raspberry Pi (pozri Začíname s Raspberry Pi)
   • ethernetový kábel
2. Jednoducho pripojte jednu z káblov Ethernet k poskytnutému portu na Raspberry Pi a druhú k modemu alebo smerovaču prístupu na internet. Vďaka tomu sa Raspberry Pi automaticky pripojí na internet.

Nastavenie bezdrôtovej siete (SSH / wifi)

1. Potrebné vybavenie je:
   • funkčný Raspberry Pi (pozri Začíname Raspberry Pi 3)
   • WiFi USB kľúč
2. Pripojte USB wifi kľúč do jedného z dostupných portov Raspberry Pi.

3. 
   

   
   Otvorte službu nastavenia WiFi klepnutím na ikonu v ponuke.
   • Po otvorení služby sa zobrazí nasledujúce rozhranie.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Kliknite na tlačidlo skenovania. Zobrazí sa nové okno. Preto bude zdvojnásobovať sieť, ktorú chceme používať.

5. 
   

   
   Zadajte heslo. Zadajte heslo pre prístup do siete do poľa Predzdieľaný kľúč (PSK), ako je to znázornené nižšie.
   • Teraz kliknite na „Uložiť“ a pridajte sieť. Po vykonaní tohto postupu budete pripojení k internetovej sieti.

     
     

     
     

Časť 7 Inštalácia Geany IDE

1. Geany je ľahký vydavateľ, ktorý používa GTK + a Scintilla a obsahuje základné vlastnosti integrovaného vývojového prostredia. Navrhnuté tak, aby malo málo závislostí a začalo rýchlo, podporuje jazyky C / C ++, Java, JavaScript, PHP, HTML, CSS, Python, Perl, Ruby, Pascal a Haskell.

2. 
   

   
   Otvorte príkazový riadok v ponuke.
3. Zadajte príkazový riadok „sudo root“, ktorý sa má nachádzať v koreňovom priečinku Raspberry. Potom zadajte používateľské meno „pi“ a heslo „malina“.
4. Zadajte nasledujúci príkazový riadok.

   apt-get install python geany xterm
   

5. Inštalácia trvá niekoľko sekúnd.
6. V ponuke otvorte Geany IDE.







7. Teraz môžete napísať svoj prvý program vytvorením prvého súboru na karte „súbor“.






8. Po napísaní kódu stačí zaregistrovať a skompilovať kód.

8. časť Riadenie jednosmerného motora v Pythone (časť elektroinštalácie)

V tejto časti vám ukážeme, ako pripojiť jednosmerný motor k Raspberry Pi a ako vytvoriť malý program v pythone schopný meniť rýchlosť otáčania a smer jednosmerného motora.

1. 
   

   
   Tento malý návod vám pravdepodobne neskôr pomôže pri realizácii vášho projektu robotov.
2. Pochopiť zásadu. Najprv to musíte vedieť jednosmerný motor sa nepripája priamo k pinom GPIO Raspberry Pi, Skutočne, prúd, ktorý sa použije na otáčanie motora (motorov), bude pre našu malú Raspberry Pi dosť vysoký a mohol by sa poškodiť.
   • Preto budeme používať čip navrhnutý na riadenie až dvoch jednosmerných motorov. Čip L293D.

     
     

     
     
   • Dôležitou črtou Raspberry Pi je rad kolíkov GPIO v rohu dosky. Ktorýkoľvek z pinov GPIO môže byť pri programovaní označený ako vstupný alebo výstupný pin.

     
     

     
     
3. Zapojte L293D.
   • Kolíky 4, 5, 12 a 13 L293D musia byť pripojené k GND, ako je vidieť na obrázku. Kolík 16 L293D umožňuje jeho napájanie. Kŕmime ho 5 V. Toto napätie sa neprenáša do motora, ale iba na čip L293D.

     
     

     
     
   • Na napájanie motora použite kolík 8 L293D (kladný pól) pripojený k batériám alebo batérii. Záporný terminál musí byť pripojený k zemi (GND). Dávajte pozor, aby ste neprekročili limit napätia pre motor.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Pripojte motor. Ak chcete pripojiť prvý motor, jednoducho ho pripojte na kolíky 3 a 6 (výstup 1A a 1B) čipu L293D.

Časť 9 Dokončite pripojenia

1. Kolík 1 čipu L293D je kolík „umožňujúci“ prvého motora. Keď je tento kolík logicky „vysoký“, motor beží na svoju maximálnu rýchlosť a keď je tento kolík logicky „nízky“, motor stojí. Aby sa umožnilo zníženie otáčok motora, stačí na tieto dva stavy hrať veľmi rýchlou obmenou. Toto sa nazýva "PWM" (Pulse Width Modulation). Prepojíme pin 1 čipu L293D s pinom 22 Raspberry Pi, aby sme kontrolovali rýchlosť.
   • Ak chcete ovládať smer otáčania motora, musíte sa zabaviť s kolíkmi 2 a 7 čipu L293D. Keď je kolík 2 „vysoký“ a kolík 7 „nízky“, motor sa bude otáčať jedným smerom. Ak sú dva logické stavy obrátené medzi týmito dvoma kolíkmi, motor sa otočí opačným smerom. Chystáme sa pripojiť kolík 2 čipu l293D k kolíku Raspberry 18 a kolík l293D 7 k kolíku Raspberry 16.

     
     

     
     

10. časť Riadenie jednosmerného motora v Pythone (programovacia časť)

1. Tento malý kód umožňuje riadiť smer a rýchlosť otáčania motora. Najskôr sa otáča jedným smerom s vysokou rýchlosťou na 3 sekundy. Potom pri zníženej rýchlosti. Potom je smer otáčania opačný a motor beží pri zníženej rýchlosti, potom pri vysokej rýchlosti. Teraz vám umožníme preskúmať tento kód:

   import GPIO.setmode (GPIO.BOARD) GPIO z importu času spánku RPi.GPIO

2. Teraz môžeme nakonfigurovať porty GPIO.

   Motor1A = 16 ## Výstup A prvého motora, kolík 16 Motor1B = 18 ## Výstup B prvého motora, kolík 18 Motor1E = 22 ## Povolenie prvého motora, kolík 22 GPIO.setup (Motor1A, GPIO.OUT) ## Výstup 3 výstupov (OUT) GPIO.setup (Engine1B, GPIO.OUT) GPIO.setup (Engine1E, GPIO.OUT)

3. Tu nakonfigurujeme PWM.

   pwm = GPIO.PWM (Motor1E, 50) ## Pin 22 v PWM pri frekvencii 50 Hz pwm.start (100) ## sa zaväzujeme s pracovným cyklom 100%

4. Stavy portov GPIO sú aktívne.

   „Priama rotácia smeru, maximálna rýchlosť so 100% prevádzkovým cyklom“ GPIO.output (Motor1A, GPIO.HIGH) GPIO.output (Motor1B, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1E, GPIO.HIGH)

5. Teraz nechajte motor bežať 3 sekundy.

   spánok (3)

6. Pracovný cyklus sa zmenil na 20%, aby sa znížila rýchlosť.

   pwm.ChangeDutyCycle (20)

„Priama rotácia s pracovným cyklom 20%“ spánok (3) „Spätná rotácia s pracovným cyklom 20%“ GPIO.výstup (Motor1A, GPIO.LOW) GPIO.výstup (Motor1B, GPIO.HIGH) spánok (3) pwm.ChangeDutyCycle (100) „Spätná rotácia, maximálna rýchlosť (pracovný cyklus 100%)“ spánok (3) „Zastavenie motora“ GPIO.výstup (Engine1E, GPIO.LOW) pwm.stop () ## zastaviť PWM GPIO.cleanup ()

11. časť 1. výzva

Tentoraz vytvorte malý kód s dvoma motormi. Je to len na vás!

Použite ultrazvukový senzor HC-SR04 (zapojenie)

1. Vybavenie potrebné pre túto fázu je:
   • ultrazvukový modul HC-SR04,
   • odpor 1 kΩ,
   • odpor 2 kΩ,
   • spojovacie káble,
   • chlieb
   • Ultrazvukový senzor HC-SR04 meria vzdialenosť 2 až 400 cm vysielaním zvukových signálov pri 40 kHz. V závislosti od času, ktorý oddeľuje emisiu od príjmu ultrazvukového signálu, sa pomocou výpočtu zistí vzdialenosť.

     
     

     
     
2. HC-SR04 má 4 kolíky:
   • kolík (Gnd), ktorý sa používa na uvedenie modulu na zem (0 V),
   • výstupný kolík (Echo), ktorý sa používa na informovanie o ukončení emisie dultrasonovho vlaku a jeho návrate po odrazení od prekážky,
   • vstupný pin (Trig for Trigger), ktorý sa používa na spustenie emisie vlaku dultrason,
   • kolík (Vcc), ktorý sa používa na napájanie snímača pri 5 V.
     • Výstupné napätie dodávané kolíkom Echo je 5 V. Vstupný kolík (GPIO) zariadenia Rapsberry Pi je však navrhnutý pre napätie až 3,3 V.
   • Aby sme sa vyhli poškodeniu systému Rapsberry Pi, budeme preto používať most na delenie napätia pozostávajúci z dvoch rezistorov, aby sme znížili výstupné napätie senzora.

     
     

     
     
3. Až potom, ako vidíte vyššie, zapojte:
   • borovica „Vcc“ pri 5 V Raspberry Pi (červená niť)
   • kolík „Trig“ na kolíku GPIO 23 (kolík 16) maliny (žltá niť)
   • kolík „Echo“ na kolíku GPIO 24 (kolík 18) maliny (modrý drôt)
   • GND borovica s Raspberry GND (čierny drôt)
4. Nezabudnite na svoje dve malé odpory!
   • Senzor je teraz pripojený k Raspberry Pi, je preč na programovanie pythonu!

Použite ultrazvukový senzor HC-SR04 (programovacia časť)

1. Ako prvý krok musíte rôzne knižnice importovať do:
   • Správa portov GPIO.
   • riadenie hodín

     importovať RPi.GPIO ako GPIO importovať čas GPIO.setmode (GPIO.BCM)

2. Potom musíme identifikovať rôzne kolíky, ktoré použijeme. V našom prípade je to výstupný kolík „GPIO 23“ (TRIG: spúšťací signál do ultrazvukového snímača) a vstupný kolík „GPIO 24“ (ECHO: získanie signálu späť).

   TRIG = 23 ECHO = 24

3. Teraz môžeme nakonfigurovať porty GPIO.

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

4. Aby sa zabezpečilo, že kolík „Trig“ je spočiatku nízky, nastavíme ho na „False“ a vyčkáme, aby sa senzor mohol resetovať.

   GPIO.output (TRIG, False) Časový interval „Čakanie na usadenie senzora“ (2)

5. Ultrazvukový senzor potrebuje na aktiváciu svojho modulu pulz 10 μs. Aby sa vytvoril spúšť, musí byť Trig pin vynútený vysoko na 10 μs a potom resetovaný na nízku:

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

6. Na časovú pečiatku rôznych udalostí, ktoré pochádzajú zo zmeny stavu špendlíka, použijeme slučku while a funkciu time.time (). Zistite zmenu stavu signálu. Prvým krokom je zistiť a časovo označiť okamih tesne pred zmenou stavu z nízkeho stavu na vysoký stav. Tento okamih (pulse_start) bude okamihom konca emisie dultrasonovho vlaku senzorom.

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

7. Akonáhle je ultrazvukový vlak emitovaný, kolík Echo zostane vysoký, až kým sa ultrazvuk odrážaný prekážkou nevráti. Potom sa pokúsime znovu zistiť prepnutie signálu Echo do nízkeho stavu. Táto časová značka (pulse_end) bude detekcia návratu ultrazvuku.

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

8. Trvanie impulzu (pulse_duration) môžeme poznať vypočítaním rozdielu medzi týmito dvoma impulzmi:

   pulse_duration = pulse_end - pulse_start

9. Aby sme poznali vzdialenosť, použijeme vzorec:

   distance = pulse_duration * 17150

10. Zaokrúhlime našu vzdialenosť na dve desatinné miesta:

    vzdialenosť = okrúhla (vzdialenosť, 2)

11. Postup zobrazenia vzdialenosti v cm:

    "Vzdialenosť:", vzdialenosť, "cm"

12. Aby sme resetovali kolíky GPIO, pridávame:

    GPIO.cleanup ()

13. Všetko, čo musíte urobiť, je uložiť kód napríklad pomenovaním „senzor_distance“ a spustiť ho v príkazovom riadku:

    sudo python remote_capteur.py

14. Blahoželáme! ste schopní ovládať motor a zistiť vzdialenosť pomocou ultrazvukového senzora!

12. časť 2. výzva

1. Ak máte toto trojkolesové vozidlo. S tým, čo ste sa doteraz naučili, musíte byť schopní riadiť toto vozidlo, aby sa pri pohybe mohlo tvoriť písmeno „E“. Bude tiež schopný zastaviť, ak narazí na prekážku pomocou ultrazvukových senzorov.

   
   

   
   
2. Je to len na vás!