Как взять под контроль Raspberry Pi

Содержание

• этапы
• Часть 1 Установка ОС
• Часть 2 Скачать NOOBS
• Часть 3 Формат SD карты
• Часть 4 Скопируйте NOOBS на SD-карту
• Часть 5 Взять под контроль Raspberry Pi
• Часть 6 Настройка сети
• Настроить проводную сеть
• Настройте беспроводную сеть (SSH / Wi-Fi)
• Часть 7 Установите Geany IDE
• Часть 8 Вождение двигателя постоянного тока в Python (часть проводки)
• Часть 9 Завершите соединения
• Часть 10 Управление двигателем постоянного тока в Python (часть программирования)
• Часть 11 1-й вызов
• Используйте ультразвуковой датчик HC-SR04 (проводка)
• Используйте ультразвуковой датчик HC-SR04 (часть программирования)
• Часть 12 2-й вызов

В этой статье: Установите OSTownload NOOBSFormater карту SDCopier NOOBS на SD-карту. Возьмите в руки Raspberry pi. Сконфигурируйте сеть. Установите Geany ID. Включите двигатель постоянного тока в Python (Часть кабелей). Завершите соединения. вызов5 Ссылки

Raspberry Pi - это компьютер размером с кредитную карту. Он разработан и изготовлен Фондом Raspberry, который является некоммерческой организацией, занимающейся созданием компьютеров и программ максимально доступными. Первоначальной миссией проекта Raspberry было создание максимально дешевого компьютера с хорошими возможностями программирования. Итак, отдайте его в руки студентов. Цель этого руководства - заложить основы использования Raspberry Pi и тем самым облегчить его использование.

Предупреждение. Эта статья для людей с хорошим компьютерным опытом.

этапы

Часть 1 Установка ОС

1. Понять, что такое NOOBS (New Out Of Box Stoftware). Это менеджер установки для различных операционных систем, которые могут использоваться с Raspberry Pi, его целью является облегчение установки операционной системы (ОС) по нашему выбору. Это первый контакт с программной частью нашего микрокомпьютера. В NOOBS включены следующие операционные системы:
   • Raspbian
   • Pidora
   • OpenELELC
   • RaspBMC
   • RISC OS
   • Арка Линус
   • Оборудование, необходимое для этого урока:
   • ПК
   • SD-карта класса 4 объемом не менее 8 ГБ
     • Оригинальная коробка с Raspberry Pi уже содержит предустановленную карту памяти SD с NOOBS. Следующие шаги полезны только при установке на новую SD-карту.

Часть 2 Скачать NOOBS

1. 
   

   
   
   
   Вы можете скачать "NOOBS" по следующему адресу: NOOBS

Часть 3 Формат SD карты

1. Обязательно иметь SD-карту объемом не менее 4 ГБ. Однако рекомендуется использовать 8 ГБ.

Часть 4 Скопируйте NOOBS на SD-карту

1. Распакуйте файлы. Извлеките документы из zip-файла с именем NOOBS, загруженного на первом этапе. Скопируйте извлеченные файлы на вновь отформатированную SD-карту. Однако, будьте осторожны, что в некоторых случаях извлеченные файлы могут перейти в новую папку, и в этом случае лучше скопировать сами файлы, чем папку.
   • При первом запуске отобразится список доступных операционных систем.

Часть 5 Взять под контроль Raspberry Pi

1. Чтобы использовать Raspberry Pi, выполните следующие действия.
   • Вставьте SD-карту в Raspberry, пока не услышите «щелчок».
   • Подключите кабель HDMI и подключите его к экрану. Не забудьте подключить и включить
   • экран. Питание малины с зарядным устройством Micro USB
   • Подключите клавиатуру и мышь к любому USB-порту.

     
     

     
     
     
     
   • После выполнения этих шагов вы увидите на своем мониторе, что загружается программное обеспечение NOOBS. После загрузки появится список операционных систем, которые можно установить. Raspbian - рекомендуемая ОС для установки. Выберите Raspbian и нажмите кнопку «Установить», расположенную в верхней части окна.

     
     

     
     

2. 
   

   
   Установка занимает около 20 минут. Когда установка завершится, появится черный командный экран. Затем по запросу программы необходимо будет ввести имя пользователя: «pi» и пароль: «raspberry». Затем введите следующее в командной строке и нажмите клавишу «Ввод»:

   StartX

3. Поздравляем! Вам удалось установить среду, необходимую для использования вашего Raspberry pi :)! Теперь перейдем к настройке сети.

Часть 6 Настройка сети

Подключитесь к интернету. После того, как Raspberry Pi станет функциональным, вам нужно будет настроить подключение к Интернету для Raspberry Pi. После этого вы сможете работать в Интернете, как совершенно другой компьютер. Существует два способа настройки подключения: проводное (с помощью кабеля Ethernet) или беспроводное соединение по Wi-Fi. Выполните следующие действия, чтобы настроить сеть.

Настроить проводную сеть

1. Необходимое оборудование:
   • функциональный Raspberry Pi (см. Начало работы с Raspberry Pi)
   • кабель Ethernet
2. Просто подключите одну из кабельных головок Ethernet к предоставленному порту на Raspberry Pi, а другую - к модему или маршрутизатору доступа в Интернет. В результате Raspberry Pi будет автоматически подключен к Интернету.

Настройте беспроводную сеть (SSH / Wi-Fi)

1. Необходимое оборудование:
   • функциональный Raspberry Pi (см. Начало работы с Raspberry Pi 3)
   • Wi-Fi USB-ключ
2. Подключите USB-флешку к одному из доступных портов Raspberry Pi.

3. 
   

   
   Откройте службу настройки Wi-Fi, нажав значок в меню.
   • После открытия сервиса вы увидите следующий интерфейс.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Нажмите на кнопку сканирования. Новое окно появится. Следовательно, он будет дублировать сеть, которую мы хотим использовать.

5. 
   

   
   Введите пароль. Введите пароль доступа к сети в поле Pre-Shared Key (PSK), как показано ниже.
   • Теперь нажмите «Сохранить» и добавьте сеть. После этого вы будете подключены к сети Интернет.

     
     

     
     

Часть 7 Установите Geany IDE

1. Geany - легкий электронный издатель, использующий GTK + и Scintilla и включающий в себя основные функции интегрированной среды разработки. Разработанный, чтобы иметь немного зависимостей и запускаться быстро, он поддерживает языки C / C ++, Java, JavaScript, PHP, HTML, CSS, Python, Perl, Ruby, Pascal и Haskell.

2. 
   

   
   Откройте командную строку в меню.
3. Введите командную строку «sudo root», чтобы находиться в корневой папке Raspberry. Затем введите имя пользователя «пи» и пароль «малина».
4. Введите следующую командную строку.

   apt-get установить python geany xterm
   

5. Установка занимает несколько секунд.
6. Откройте Geany IDE в меню.







7. Теперь вы можете написать свою первую программу, создав первый файл на вкладке «Файл».






8. Как только ваш код написан, все, что вам нужно сделать, это зарегистрироваться и скомпилировать код.

Часть 8 Вождение двигателя постоянного тока в Python (часть проводки)

В этой части мы покажем вам, как подключить двигатель постоянного тока к Raspberry Pi и как создать небольшую программу на python, способную изменять скорость вращения и направление двигателя постоянного тока.

1. 
   

   
   Этот небольшой урок, вероятно, поможет вам позже для реализации вашего проекта робота.
2. Понять принцип. Прежде всего, вы должны знать, что двигатель постоянного тока не подключается напрямую к выводам GPIO Raspberry Pi, Действительно, ток, который будет использоваться для вращения двигателя (-ов), будет достаточно высоким для нашего маленького Raspberry Pi, и он может быть поврежден.
   • Вот почему мы собираемся использовать микросхему, предназначенную для управления до двух двигателей постоянного тока. Микросхема L293D.

     
     

     
     
   • Важной особенностью Raspberry Pi является ряд выводов GPIO в углу платы. Любой из выводов GPIO может быть обозначен в программировании как входной или выходной.

     
     

     
     
3. Провод L293D.
   • Контакты 4, 5, 12 и 13 L293D должны быть подключены к GND, как видно на рисунке. Штырек 16 L293D позволяет ему питаться. Мы будем кормить его в 5V. Это напряжение не передается на двигатель, а только на микросхему L293D.

     
     

     
     
   • Для питания двигателя используйте контакт 8 L293D (положительный вывод), подключенный к аккумуляторам или батарее. Отрицательный вывод должен быть подключен к земле (GND). Будьте осторожны, чтобы не превысить предел напряжения для двигателя.

     
     

     
     

4. 
   

   
   Подключите мотор. Чтобы подключить первый двигатель, просто подключите его к контактам 3 и 6 (выход 1A и 1B) микросхемы L293D.

Часть 9 Завершите соединения

1. Вывод 1 микросхемы L293D является выводом включения первого двигателя. Когда этот вывод логически «высок», двигатель работает на максимальной скорости, а когда этот вывод логически «низок», двигатель остановлен. Чтобы снизить частоту вращения двигателя, достаточно сыграть в этих двух состояниях, чередуя их очень быстро. Это называется «ШИМ» (широтно-импульсная модуляция). Мы собираемся подключить контакт 1 чипа L293D к контакту 22 Raspberry Pi для контроля скорости.
   • Чтобы контролировать направление вращения двигателя, вам нужно повеселиться с контактами 2 и 7 микросхемы L293D. Когда контакт 2 «высокий», а контакт 7 «низкий», двигатель будет вращаться в одном направлении. Если два логических состояния поменялись местами между этими двумя контактами, двигатель будет вращаться в другом направлении. Мы собираемся соединить контакт 2 чипа l293D с контактом 18 Raspberry, а контакт 7 чипа l293D с контактом 16 Raspberry.

     
     

     
     

Часть 10 Управление двигателем постоянного тока в Python (часть программирования)

1. Этот небольшой код позволяет контролировать направление и скорость вращения двигателя. Сначала он поворачивает в одном направлении с высокой скоростью в течение 3 секунд. Затем на пониженной скорости. Затем направление вращения меняется на противоположное, и двигатель вращается с пониженной скоростью, а затем с высокой скоростью. Теперь мы позволим вам изучить этот код:

   импортировать GPIO.setmode (GPIO.BOARD) GPIO из времени импортировать sleep RPi.GPIO

2. Теперь мы можем настроить порты GPIO.

   Motor1A = 16 ## Выход A первого двигателя, контакт 16 Motor1B = 18 ## Выход B первого двигателя, контакт 18 Motor1E = 22 ## Активация первого двигателя, контакт 22 GPIO.setup (Motor1A, GPIO.OUT) ## 3 вывода выводятся (OUT) GPIO.setup (Engine1B, GPIO.OUT) GPIO.setup (Engine1E, GPIO.OUT)

3. Здесь мы настраиваем ШИМ.

   pwm = GPIO.PWM (Motor1E, 50) ## Пин 22 в ШИМ с частотой 50 Гц. pwm.start (100) ## мы фиксируем с рабочим циклом 100%

4. Состояния портов GPIO активны.

   «Прямое направление вращения, максимальная скорость с рабочим циклом 100%» GPIO.output (Motor1A, GPIO.HIGH) GPIO.output (Motor1B, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1E, GPIO.HIGH)

5. Теперь дайте двигателю поработать 3 секунды.

   сна (3)

6. Рабочий цикл изменен на 20% для снижения скорости.

   pwm.ChangeDutyCycle (20)

«Вращение в прямом направлении с рабочим циклом 20%». Sleep (3) «Вращение в обратном направлении, с рабочим циклом 20%» GPIO.output (Motor1A, GPIO.LOW) GPIO.output (Motor1B, GPIO.HIGH) sleep (3) pwm.ChangeDutyCycle (100) «Обратное вращение, максимальная скорость (коэффициент заполнения 100%)» sleep (3) «Остановка двигателя» GPIO.output (Engine1E, GPIO.LOW) pwm.stop () ## остановить ШИМ GPIO.cleanup ()

Часть 11 1-й вызов

На этот раз сделайте небольшой код с двумя движками. Это зависит от вас!

Используйте ультразвуковой датчик HC-SR04 (проводка)

1. Оборудование, необходимое для этого этапа:
   • ультразвуковой модуль HC-SR04,
   • сопротивление 1 кОм,
   • сопротивление 2 кОм,
   • соединительные кабели,
   • Хлебоборд
   • Ультразвуковой датчик HC-SR04 измеряет расстояние от 2 до 400 см, передавая звуковые сигналы с частотой 40 кГц. В зависимости от времени, которое отделяет излучение от приема ультразвукового сигнала, расстояние определяется расчетным путем.

     
     

     
     
2. HC-SR04 имеет 4 контакта:
   • контакт (Gnd), используемый для заземления модуля (0 В),
   • выходной контакт (Echo), используемый для информирования об окончании эмиссии поезда дультразона и его возврате после отражения на препятствии,
   • входной контакт (Trig for Trigger), используемый для запуска излучения поезда дультразона,
   • контакт (Vcc), используемый для питания датчика в 5 В.
     • Выходное напряжение, подаваемое контактом Echo, составляет 5 В. Однако входной контакт (GPIO) Rapsberry Pi рассчитан на напряжение до 3,3 В.
   • Поэтому, чтобы избежать повреждения Rapsberry Pi, мы будем использовать мост делителя напряжения, состоящий из двух резисторов, чтобы снизить выходное напряжение датчика.

     
     

     
     
3. Просто, как вы можете видеть выше, подключите:
   • сосна "Vcc" на 5 В Raspberry Pi (красная нить)
   • штифт «Триг» на штырьке GPIO 23 (штырь 16) из малины (желтая нить)
   • штырь "Эхо" на штырьке GPIO 24 (штырь 18) из малины (синий провод)
   • GND сосна с малиной GND (черный провод)
4. Не забывайте свои два маленьких сопротивления!
   • Теперь сенсор подключен к Raspberry Pi, он для программирования на питоне!

Используйте ультразвуковой датчик HC-SR04 (часть программирования)

1. В качестве первого шага разные библиотеки должны быть импортированы в:
   • Управление портами GPIO.
   • управление часами

     импортировать RPi.GPIO как GPIO время импорта GPIO.setmode (GPIO.BCM)

2. Затем мы должны определить различные контакты, которые мы будем использовать. В нашем случае это выходной контакт «GPIO 23» (TRIG: сигнал запуска на ультразвуковой датчик) и входной контакт «GPIO 24» (ECHO: сбор сигнала обратно).

   TRIG = 23 ECHO = 24

3. Теперь мы можем настроить порты GPIO.

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

4. Чтобы гарантировать, что вывод «Trig» изначально низок, мы установим его на «False» и дадим время ожидания, чтобы датчик мог сброситься.

   GPIO.output (TRIG, False) «Ожидание установления датчика» time.sleep (2)

5. Ультразвуковой датчик нуждается в импульсе 10 мкс для активации своего модуля. Для создания триггера вывод Trig должен быть установлен на высокий уровень в течение 10 мкс, а затем сброшен на низкий уровень:

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

6. Для отметки времени различных событий, возникающих при изменении состояния вывода, мы будем использовать цикл while и функцию time.time (). Обнаружить изменение состояния сигнала. Первым шагом является обнаружение и отметка времени непосредственно перед сменой состояния из низкого состояния в высокое состояние. Этот момент (pulse_start) будет моментом окончания эмиссии дультразона датчиком.

   в то время как GPIO.input (ECHO) == 0: pulse_start = time.time ()

7. Как только ультразвуковой поезд испускается, вывод Echo будет оставаться высоким, пока не вернется ультразвук, отраженный препятствием. Затем мы снова пытаемся обнаружить переключение сигнала эха в низкое состояние. Эта отметка времени (pulse_end) будет соответствовать обнаружению возврата ультразвука.

   в то время как GPIO.input (ECHO) == 1: pulse_end = time.time ()

8. Мы можем узнать длительность импульса (pulse_duration), рассчитав разницу между двумя импульсами:

   pulse_duration = pulse_end - pulse_start

9. Чтобы узнать расстояние, мы применяем формулу:

   расстояние = длительность импульса * 17150

10. Мы округлим наше расстояние до двух десятичных знаков:

    расстояние = круг (расстояние 2)

11. Чтобы отобразить расстояние в «см»:

    «Расстояние:», расстояние, «см»

12. Для сброса выводов GPIO добавляем:

    GPIO.cleanup ()

13. Все, что вам нужно сделать, это сохранить код, назвав его «sensor_distance», например, и запустить его в командной строке:

    sudo python remote_capteur.py

14. Поздравляем! Вы можете управлять двигателем, а также определять расстояние с помощью ультразвукового датчика!

Часть 12 2-й вызов

1. Если у вас есть этот трехколесный автомобиль. С тем, что вы узнали, вы должны быть в состоянии управлять этим транспортным средством, чтобы оно могло образовывать букву «Е» при движении. Он также сможет остановиться, если встретит препятствие с помощью ультразвуковых датчиков.

   
   

   
   
2. Это зависит от вас!