Jak převzít kontrolu nad Raspberry Pi

Obsah

• stupně
• Část 1 Nainstalujte operační systém
• Část 2 Stáhněte si NOOBS
• Část 3 Naformátujte SD kartu
• Část 4 Zkopírujte NOOBS na SD kartu
• Část 5 Převezměte kontrolu nad malinovým pi
• Část 6 Konfigurace sítě
• Konfigurace kabelové sítě
• Nastavení bezdrátové sítě (SSH / wifi)
• Část 7 Nainstalujte Geany IDE
• Část 8 Řízení stejnosměrného motoru v Pythonu (část zapojení)
• Část 9 Dokončete připojení
• Část 10 Řízení stejnosměrného motoru v Pythonu (programovací část)
• Část 11 1. výzva
• Použijte ultrazvukové čidlo HC-SR04 (zapojení)
• Použijte ultrazvukový senzor HC-SR04 (programovací část)
• Část 12 2. výzva

V tomto článku: Nainstalujte OSTownload NOOBSFormater SDCopier NOOBS kartu na SD kartuVezměte ruku Raspberry piKonfigurujte síťInstall Geany IDPower DC engine v Pythonu (část kabeláže) Dokončete připojeníPilot DC motor v Pythonu (programovací část) 1. challenge2e challenge5 Reference

Raspberry Pi je počítač o velikosti kreditní karty. Je navržen a vyroben nadací Raspberry Foundation, což je nezisková organizace, která se věnuje tomu, aby počítače a programy byly co nejpřístupnější. Původním posláním projektu Raspberry bylo navrhnout co nejlevnější počítač s dobrými programovacími schopnostmi. Takže to dejte do rukou studentů. Cílem této příručky je položit základy pro používání Raspberry Pi a usnadnit tak její manipulaci.

Varování. Tento článek je určen lidem s dobrým pozadím v počítači.

stupně

Část 1 Nainstalujte operační systém

1. Pochopte, co je NOOBS (New Out Of Box Stoftware). Jedná se o správce instalace pro různé operační systémy, které lze použít s Raspberry Pi. Jeho účelem je usnadnit instalaci operačního systému (OS) dle našeho výběru. Toto je první kontakt, který budeme mít se softwarovou částí našeho mikropočítače. V operačních systémech NOOBS jsou zahrnuty následující operační systémy:
   • Raspbian
   • Pidora
   • OpenELELC
   • RaspBMC
   • RISC OS
   • Arch Linus
   • Vybavení potřebné pro tento tutoriál jsou:
   • PC
   • Karta SD třídy 4 o velikosti nejméně 8 GB
     • Originální krabička obsahující Raspberry Pi již obsahuje předinstalovanou paměťovou kartu SD s NOOBS. Následující kroky jsou proto užitečné pouze při instalaci na novou SD kartu.

Část 2 Stáhněte si NOOBS

1. 
   

   
   
   
   „NOOBS“ si můžete stáhnout na následující adrese: noobs

Část 3 Naformátujte SD kartu

1. Je nezbytně nutné mít SD kartu alespoň 4 GB. Doporučená velikost je však 8 GB.

Část 4 Zkopírujte NOOBS na SD kartu

1. Rozbalte soubory. Rozbalte dokumenty ze souboru ZIP s názvem NOOBS staženého v prvním kroku. Zkopírujte extrahované soubory na nově naformátovanou SD kartu. Buďte však opatrní, že v některých případech mohou extrahované soubory přejít do nové složky a v tomto případě je lepší zkopírovat soubory samotné než do složky.
   • Při prvním spuštění se zobrazí seznam dostupných operačních systémů.

Část 5 Převezměte kontrolu nad malinovým pi

1. Chcete-li použít Raspberry Pi, postupujte podle následujících kroků.
   • Vložte SD kartu do Raspberry, dokud neuslyšíte cvaknutí.
   • Připojte kabel HDMI a připojte jej k obrazovce. Nezapomeňte připojit a zapnout
   • obrazovka. Napájejte Raspberry pomocí Micro USB Charger
   • Připojte klávesnici a myš k libovolnému portu USB.

     
     

     
     
     
     
   • Po provedení těchto kroků na monitoru uvidíte, že se software NOOBS načítá. Po načtení se zobrazí seznam operačních systémů, které lze nainstalovat. Raspbian je doporučený operační systém pro instalaci. Vyberte Raspbian a klikněte na tlačítko "install" umístěné v horní části okna.

     
     

     
     

2. 
   

   
   Instalace trvá přibližně 20 minut. Po dokončení instalace se zobrazí černá obrazovka s příkazy. Bude-li to vyžadováno programem, bude nutné zadat uživatelské jméno: "pi" a heslo: "malina". Poté zadejte do příkazového řádku následující příkaz a stiskněte klávesu „Enter“:

   startx

3. Gratulujeme! Podařilo se vám nainstalovat prostředí nutné k používání Raspberry pi :)! Nyní přejdeme na konfiguraci sítě.

Část 6 Konfigurace sítě

Připojte se k internetu. Jakmile bude Raspberry Pi funkční, je třeba provést připojení k internetu pro Raspberry Pi. Jakmile to uděláte, budete moci surfovat po internetu stejně jako s úplně jiný počítač. Existují dva způsoby, jak nastavit připojení, buď kabelové (pomocí kabelu Ethernet), nebo bezdrátově přes Wi-Fi. Při nastavování sítě postupujte podle následujících pokynů.

Konfigurace kabelové sítě

1. Potřebné vybavení je:
   • funkční Raspberry Pi (viz Začínáme s Raspberry Pi)
   • ethernetový kabel
2. Jednoduše připojte jednu z ethernetových kabelových hlav k poskytnutému portu na Raspberry Pi a druhou k routeru nebo routeru pro přístup k internetu. Díky tomu bude Raspberry Pi automaticky připojeno k internetu.

Nastavení bezdrátové sítě (SSH / wifi)

1. Potřebné vybavení je:
   • funkční Raspberry Pi (viz Začínáme Raspberry Pi 3)
   • WiFi USB klíč
2. Připojte USB WiFi stick do jednoho z dostupných portů Raspberry Pi.

3. 
   

   
   Otevřete službu nastavení WiFi poklepáním na ikonu v nabídce.
   • Po otevření služby se zobrazí následující rozhraní.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Klikněte na tlačítko skenování. Objeví se nové okno. Proto bude zdvojnásobit síť, kterou chceme použít.

5. 
   

   
   Zadejte heslo. Zadejte heslo pro přístup k síti do pole Předsdílený klíč (PSK), jak je uvedeno níže.
   • Nyní klikněte na „Uložit“ a přidejte síť. Poté budete připojeni k internetové síti.

     
     

     
     

Část 7 Nainstalujte Geany IDE

1. Geany je lehký e vydavatel využívající GTK + a Scintilla a obsahující základní vlastnosti integrovaného vývojového prostředí. Navržen tak, aby měl málo závislostí a začal rychle, podporuje jazyky C / C ++, Java, JavaScript, PHP, HTML, CSS, Python, Perl, Ruby, Pascal a Haskell.

2. 
   

   
   Otevřete příkazový řádek v nabídce.
3. Zadejte příkazový řádek „kořen sudo“, který má být v kořenové složce Raspberry. Poté zadejte uživatelské jméno „pi“ a heslo „malina“.
4. Zadejte následující příkazový řádek.

   apt-get install python geany xterm
   

5. Instalace trvá několik sekund.
6. Otevřete Geany IDE v nabídce.







7. Nyní můžete napsat svůj první program vytvořením prvního souboru na kartě „soubor“.






8. Jakmile je váš kód zapsán, stačí se zaregistrovat a zkompilovat kód.

Část 8 Řízení stejnosměrného motoru v Pythonu (část zapojení)

V této části vám ukážeme, jak připojit stejnosměrný motor k Raspberry Pi a jak vytvořit malý program v pythonu schopný měnit rychlost otáčení a směr stejnosměrného motoru.

1. 
   

   
   Tento malý návod vám pravděpodobně pomůže později při realizaci vašeho projektu robotů.
2. Porozumět principu. Nejprve to musíte vědět stejnosměrný motor se nepřipojuje přímo k pinům GPIO Raspberry Pi, Ve skutečnosti bude proud, který bude použit k otáčení motoru (motorů), pro náš malý Raspberry Pi docela vysoký a mohl by být poškozen.
   • Proto budeme používat čip určený k řízení až dvou stejnosměrných motorů. Čip L293D.

     
     

     
     
   • Důležitou vlastností Raspberry Pi je řada kolíků GPIO v rohu desky. Jakýkoli z pinů GPIO lze při programování označit jako vstupní nebo výstupní pin.

     
     

     
     
3. Zapojte L293D.
   • Kolíky 4, 5, 12 a 13 L293D musí být připojeny k GND, jak je vidět na obrázku. Kolík 16 L293D umožňuje jeho napájení. Nakrmíme to v 5V. Toto napětí není přenášeno na motor, ale pouze na čip L293D.

     
     

     
     
   • K napájení motoru použijte kolík 8 L293D (kladný pól) připojený k bateriím nebo baterii. Záporný terminál musí být připojen k zemi (GND). Dejte pozor, abyste nepřekročili mez napětí pro motor.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Připojte motor. Chcete-li připojit první motor, jednoduše jej připojte na piny 3 a 6 (výstup 1A a 1B) čipu L293D.

Část 9 Dokončete připojení

1. Kolík 1 čipu L293D je „aktivační“ kolík prvního motoru. Když je tento kolík logicky „vysoký“, motor běží maximální rychlostí a když je tento kolík logicky „nízký“, motor je v klidu. Pro umožnění snížené rychlosti motoru stačí na tyto dva stavy hrát velmi rychlým střídáním. Tomu se říká "PWM" (Pulse Width Modulation). Chystáme se připojit pin 1 čipu L293D na pin 22 Raspberry Pi pro řízení rychlosti.
   • Chcete-li ovládat směr otáčení motoru, musíte se bavit s kolíky 2 a 7 čipu L293D. Když je kolík 2 „vysoký“ a kolík 7 „nízký“, motor se bude otáčet jedním směrem. Pokud jsou oba logické stavy obráceny mezi těmito dvěma kolíky, motor se otočí opačným směrem. Chystáme se připojit pin l293D 2 pin k Raspberry pin 18 a pin l293D 7 pin k Raspberry 16 pin.

     
     

     
     

Část 10 Řízení stejnosměrného motoru v Pythonu (programovací část)

1. Tento malý kód umožňuje řídit směr a rychlost otáčení motoru. Otáčí se nejprve jedním směrem s vysokou rychlostí po dobu 3 sekund. Pak při snížené rychlosti. Poté je směr otáčení obrácen a motor běží s nižší rychlostí, než s vysokou rychlostí. Nyní vám dovolíme prozkoumat tento kód:

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

2. Nyní můžeme nakonfigurovat porty GPIO.

   Motor1A = 16 ## Výstup A prvního motoru, pin 16 Motor1B = 18 ## Výstup B prvního motoru, pin 18 Motor1E = 22 ## Povolení prvního motoru, pin 22 GPIO.setup (Motor1A, GPIO.OUT) ## 3 piny jsou výstupem (OUT) GPIO.setup (Engine1B, GPIO.OUT) GPIO.setup (Engine1E, GPIO.OUT)

3. Zde nakonfigurujeme PWM.

   pwm = GPIO.PWM (Motor1E, 50) ## Pin 22 v PWM při frekvenci 50 Hz pwm.start (100) ## zavazujeme se 100% pracovním cyklem

4. Stavy portů GPIO jsou aktivní.

   „Přímý směr otáčení, maximální rychlost s pracovním cyklem 100%“ GPIO.output (Motor1A, GPIO.HIGH) GPIO.output (Motor1B, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1E, GPIO.HIGH)

5. Nyní nechte motor běžet 3 sekundy.

   spánek (3)

6. Pracovní cyklus se změní na 20%, aby se snížila rychlost.

   pwm.ChangeDutyCycle (20)

„Přímá rotace, s pracovním cyklem 20%“ spánek (3) „Zpětná rotace, s pracovním cyklem 20%“ GPIO.output (Motor1A, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1B, GPIO.HIGH) spánek (3) pwm.ChangeDutyCycle (100) „Zpětná rotace, maximální rychlost (pracovní cyklus 100%)“ spánek (3) „Zastavení motoru“ GPIO.output (Engine1E, GPIO.LOW) pwm.stop () ## stop PWM GPIO.cleanup ()

Část 11 1. výzva

Tentokrát vytvořte malý kód se dvěma motory. Je to na vás!

Použijte ultrazvukové čidlo HC-SR04 (zapojení)

1. Vybavení potřebné pro tuto fázi je:
   • ultrazvukový modul HC-SR04,
   • odpor 1 kΩ,
   • odpor 2 kΩ,
   • připojovací kabely,
   • Breadbord
   • Ultrazvukový senzor HC-SR04 měří vzdálenost 2 až 400 cm vysíláním zvukových signálů při 40 kHz. V závislosti na čase, který odděluje emise od příjmu ultrazvukového signálu, se pomocí výpočtu zjistí vzdálenost.

     
     

     
     
2. HC-SR04 má 4 piny:
   • kolík (Gnd), používaný k uvedení modulu na kostru (0 V),
   • výstupní kolík (Echo), používaný k informování o konci emise dultrasonovského vlaku a jeho návratu po odrazu na překážce,
   • vstupní pin (Trig for Trigger), který se používá ke spuštění emise vlaku dultrason,
   • pin (Vcc), používaný k napájení senzoru v 5 V.
     • Výstupní napětí dodávané pinem Echo je 5 V. Avšak vstupní pin (GPIO) Rapsberry Pi je navržen pro až 3,3 V.
   • Abychom se vyhnuli poškození Rapsberry Pi, budeme proto používat můstek děliče napětí sestávající ze dvou rezistorů, abychom snížili výstupní napětí senzoru.

     
     

     
     
3. V tu chvíli, jak vidíte výše, připojte:
   • borovice "Vcc" na 5 V Raspberry Pi (červená nit)
   • kolík „Trig“ na kolíku GPIO 23 (kolík 16) maliny (žluté vlákno)
   • kolík „Echo“ na kolíku GPIO 24 (kolík 18) maliny (modrý drát)
   • GND borovice s Raspberry GND (černý drát)
4. Nezapomeňte na své dva malé odpory!
   • Senzor je nyní připojen k Raspberry Pi. Je pryč pro programování pythonu!

Použijte ultrazvukový senzor HC-SR04 (programovací část)

1. Jako první krok musí být různé knihovny importovány do:
   • Správa portů GPIO.
   • Správa hodin

     importovat RPi.GPIO jako GPIO importovat čas GPIO.setmode (GPIO.BCM)

2. Potom musíme identifikovat různé kolíky, které budeme používat. V našem případě výstupní pin „GPIO 23“ (TRIG: spouštěcí signál do ultrazvukového senzoru) a vstupní pin „GPIO 24“ (ECHO: získání zpětného signálu).

   TRIG = 23 ECHO = 24

3. Nyní můžeme nakonfigurovat porty GPIO.

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

4. Aby bylo zajištěno, že pin "Trig" je zpočátku nízký, nastavíme jej na "False" a vyčkáme, aby se senzor mohl resetovat.

   GPIO.output (TRIG, False) "Čekání na usazení senzoru" time.sleep (2)

5. Ultrazvukový senzor potřebuje k aktivaci svého modulu puls 10 μs. Pro vytvoření spouště musí být Trig pin vynucen vysoko po dobu 10 μs a poté resetován na nízkou hodnotu:

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

6. Pro časové razítko různých událostí, které přicházejí ze změny stavu kolíku, použijeme smyčku while a funkci time.time (). Zjistit změnu stavu signálu. Prvním krokem je detekování a časové razítko okamžiku těsně před změnou stavu z nízkého stavu do vysokého stavu. Tento okamžik (pulse_start) bude okamžikem ukončení emise dultrasonovského vlaku senzorem.

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

7. Jakmile je ultrazvuk vyzařován, zůstane kolík Echo vysoký, dokud se ultrazvuk odražený překážkou nevrátí. Potom se pokusíme znovu detekovat přepnutí signálu Echo do nízkého stavu. Tato časová známka (pulse_end) bude detekcí návratu ultrazvuku.

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

8. Trvání impulsu (pulse_duration) můžeme znát výpočtem rozdílu mezi dvěma pulzy:

   pulse_duration = pulse_end - pulse_start

9. Abychom věděli vzdálenost, použijeme vzorec:

   distance = pulse_duration * 17150

10. Zaokrouhlíme naši vzdálenost na dvě desetinná místa:

    vzdálenost = kulatá (vzdálenost, 2)

11. Zobrazení vzdálenosti v "cm":

    "Vzdálenost:", vzdálenost, "cm"

12. Abychom resetovali piny GPIO, přidáváme:

    GPIO.cleanup ()

13. Jediné, co musíte udělat, je uložit kód například pojmenováním „senzor_distance“ a jeho spuštěním v příkazovém řádku:

    sudo python remote_capteur.py

14. Gratulujeme! jste schopni řídit motor a detekovat vzdálenost pomocí ultrazvukového senzoru!

Část 12 2. výzva

1. Pokud máte toto tříkolové vozidlo. S tím, co jste se dosud naučili, musíte být schopni řídit toto vozidlo, aby se při pohybu mohlo tvořit „E“. Bude také schopen zastavit, pokud narazí na překážku pomocí ultrazvukových senzorů.

   
   

   
   
2. Je to na vás!