Arduino z samouczkiem Pythona dla początkujących

Kiedy zaczynasz zabawę z płytkami Arduino, standardowy język programowania jest dostarczany przez Arduino. Ten język jest niezwykle przydatny do rozpoczęcia pracy i może być nawet używany do rzeczywistego użytku. Osoby, które od jakiegoś czasu z niego korzystają, zauważają jednak kilka ograniczeń. Możesz już być przyzwyczajony do programowania w Pythonie. Z tego powodu programiści wymyślili Micropython.

Dzięki Micropythonowi masz wszystkie podstawy Pythona, z ograniczeniami wynikającymi ze sprzętu, na którym go w końcu używasz. W tym artykule nie omówimy tych ograniczeń. Mam nadzieję, że masz jasny obraz tego, co może zrobić mikrokontroler. Najprawdopodobniej przekonasz się, że może zrobić o wiele więcej, niż sobie wyobrażałeś, zanim zacząłeś.

Niektóre rozwiązania

Istnieje wiele sposobów na rozpoczęcie programowania Arduino za pomocą Pythona. Zanim zaczniesz, chcesz się zastanowić, czy przygotowujesz nowy program Arduino, czy chcesz z nim porozmawiać. Istnieje kilka bibliotek, które tworzą nowe programy Arduino, z pominięciem standardowego systemu programowania, który dostarczają.

Masz tablice, na których działa już Micropython; można je znaleźć na odpowiednich stronach głównych.

Możesz stworzyć program w Pythonie, który komunikuje się ze standardowym mikrokontrolerem. Jeśli tak, masz kilka bibliotek interfejsów dla Pythona. Dobrze znane to Micropython i CircuitPython; są to gotowe dystrybucje do biegania na specjalnych deskach. Możesz skompilować dla innych plansz, jeśli masz umiejętności.

Edytor mu dla micropythona

Prostym edytorem w użyciu jest mu-editor. Ten edytor jest przygotowany tak, aby wykrywał twoją płytkę na porcie szeregowym, jeśli taki masz. Jeśli go nie masz, możesz rozpocząć pracę ze zwykłym Pythonem. Aby wybrać, zmień tryb w lewym górnym rogu. Standardowy Python działa i możesz przyzwyczaić się do edytora.

Ten edytor ma kilka funkcji IDE, takich jak uzupełnianie kodu, podświetlanie i możesz uruchomić REPL. Wszystkie te funkcje działają nawet po podłączeniu bezpośrednio do płyty. Aby zainstalować edytor, możesz go znaleźć w repozytorium swojej dystrybucji.

$ sudo apt install micropython mu-editor mu-editor-doc

To są wszystkie narzędzia, których potrzebujesz z płytą, na której jest już zainstalowany Micropython. Jednym prostym kodem, który możesz wypróbować, jest powszechne miganie diody LED na płytce. Aby dostać się do sprzętu, takiego jak dioda LED, musisz zaimportować bibliotekę.

z diody LED importu pyb
czas importu
stan=Fałsz;
podczas gdy prawda:
czas.sen (0(.5)
if stan == Fałsz:
LED(włączony);
stan=Prawda;
jeszcze:
dioda LED (wyłączona);
stan=Fałsz;

Użyj powyższego kodu, aby wypróbować swoją nową tablicę. Zauważ, że „pyb” będzie się różnić w zależności od deski, Adafruit używa maszyny uses. Poświęć trochę czasu, aby dowiedzieć się, jakie są wartości twoich tablic z dokumentacji.

REPL — odczyt, ocena, drukowanie, pętla

Używając MicroPythona lub dowolnego Pythona, masz dostępną REPL. To świetny sposób na testowanie krótkich fragmentów kodu. W takim przypadku możesz go użyć, aby dowiedzieć się, jakie moduły są dostępne. Funkcja help() świetnie radzi sobie z poprowadzeniem Cię przez podstawy tego, co masz dostępne.

Kiedy uruchomisz help() bez parametrów, otrzymasz listę opcji. Po tym jest interaktywny; wpisz, o co chcesz zapytać i wskazówki, jak z niego korzystać.

Użyj REPL, aby dowiedzieć się, jakie biblioteki obsługuje tablica. Jest to nieco trudniejsza metoda nauki, ale przyzwyczajasz się do korzystania z wbudowanej dokumentacji. Aby naprawdę się uczyć, musisz wziąć kilka samouczków i zbudować na nich coś innego.

Tablice z systemem Micropython

Najprostszym sposobem na rozpoczęcie programowania dla Arduino przy użyciu Pythona jest zakup gotowej płytki. Płyty, które istnieją na rynku są imponujące i pochodzą od wielu dostawców. Główne biblioteki to CircuitPython i Micropython.

Imponująca linia desek pochodzi od firmy Adafruit o nazwie Circuit Playground. Te plansze są okrągłe, co jest dziwne. Co ważniejsze, mają na pokładzie 10 Neopikseli, a to tylko część wizualna. Na płytce znajduje się kilka czujników, w zestawie również dwa przyciski i przełącznik suwakowy. Piny wejścia/wyjścia są przeznaczone do używania zacisków krokodylkowych, a jednocześnie są dostępne jako pojemnościowe przyciski dotykowe.

Seedstudio posiada również szereg płyt obsługujących CircuitPython. Są one dostępne w zakresie od bardzo małych do bardzo wydajnych. WiPy 2.0 to niewielka płytka gotowa do pracy, choć warto zaopatrzyć się w zestaw antenowy. Na płytce znajduje się moduł WiFi dla ESP32, jedna dioda LED RGB i przełącznik resetowania. Dostajesz znacznie mniej sprzętu, ale rozmiar to 42 mm x 20 mm x 3.5mm, a na desce nadal masz dużo pinów.

Proste projekty na początek

Po stworzeniu programu mrugnięcia na pewno chcesz spróbować czegoś trudniejszego. Upewnij się, że masz coś przekonującego, co jest trudne, ale możliwe do rozwiązania. Oto pewne sugestie.

Stwórz program, który miga jedną lampką w stałym tempie. W tym samym czasie spraw, aby przycisk włączał i wyłączał inną lampę. Szybko zobaczysz ograniczenia delay()!

Stwórz kontroler MIDI.

Stwórz prosty system alarmowy za pomocą czujnika podczerwieni i niektórych NeoPixels.

Wniosek

Najlepszym sposobem na rozpoczęcie pracy z MicroPythonem jest kupienie przyzwoitej płyty, która już obsługuje MicroPython lub CircuitPython i rozpoczęcie wypróbowywania swoich pomysłów. Ponieważ chodzi o sterowanie innymi rzeczami, poszukaj opakowania lub zestawu, który zawiera kilka czujników i wyświetlacz lub dwa.

Wesołego hakowania.