Arduino

Arduino mit Python-Tutorial für Anfänger

Arduino mit Python-Tutorial für Anfänger

Wenn Sie angefangen haben, mit Arduino-Boards zu spielen, wird die Standardprogrammiersprache von Arduino bereitgestellt. Diese Sprache ist äußerst nützlich für den Einstieg und kann sogar für den echten Gebrauch verwendet werden. Leute, die es schon eine Weile benutzt haben, bemerken jedoch einige Einschränkungen. Vielleicht bist du auch schon daran gewöhnt, in Python zu programmieren. Aus diesem Grund haben Entwickler Micropython erfunden.

Mit Micropython haben Sie alle Grundlagen von Python, mit Einschränkungen aufgrund der Hardware, auf der Sie es schließlich ausführen. In diesem Artikel werden diese Einschränkungen nicht behandelt. Hoffentlich haben Sie ein klares Bild davon, was ein Mikrocontroller leisten kann. Höchstwahrscheinlich werden Sie feststellen, dass es viel mehr kann, als Sie sich vor dem Start vorgestellt haben.

Einige Lösungen

Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, wie Sie mit der Programmierung eines Arduino mit Python beginnen können. Bevor Sie beginnen, möchten Sie sich überlegen, ob Sie ein neues Arduino-Programm vorbereiten oder mit einem sprechen möchten. Es gibt mehrere Bibliotheken, die neue Arduino-Programme erstellen und das von ihnen bereitgestellte Standardprogrammiersystem umgehen.

Sie haben Boards, die bereits Micropython ausführen; Diese finden Sie auf den jeweiligen Homepages.

Vielleicht möchten Sie ein Python-Programm erstellen, das mit einem Standard-Mikrocontroller kommuniziert. Wenn Sie dies tun, haben Sie einige Schnittstellenbibliotheken für Python. Bekannte sind Micropython und CircuitPython; Dies sind fertige Distributionen für den Betrieb auf speziellen Boards. Sie können für andere Boards kompilieren, wenn Sie die Fähigkeiten haben.

Der mu-Editor für micropython

Ein einfacher Editor ist ein mu-Editor. Dieser Editor ist so vorbereitet, dass er Ihr Board an der seriellen Schnittstelle erkennt, wenn Sie eine haben. Wenn Sie keins haben, können Sie mit regulärem Python arbeiten. Um auszuwählen, ändern Sie den Modus in der linken oberen Ecke. Das Standard-Python funktioniert, und Sie können sich an den Editor gewöhnen.

Dieser Editor verfügt über einige IDE-Funktionen, wie Codevervollständigung, Hervorhebung und Sie können ein REPL starten. Diese Funktionen funktionieren alle, auch wenn sie direkt mit dem Board verbunden sind. Um den Editor zu installieren, finden Sie ihn im Repository Ihrer Distribution.

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

Dies sind alle Tools, die Sie mit einem Board benötigen, auf dem bereits Micropython installiert ist. Ein einfacher Code, den Sie ausprobieren können, ist das gemeinsame Blinken der LED auf der Platine. Um an die Hardware wie eine LED zu gelangen, müssen Sie die Bibliothek importieren.

von pyb import LED
Importzeit
Zustand=Falsch;
während Wahr:
Zeit.schlafen(0.5)
if state == false:
LED (an);
Zustand=Wahr;
sonst:
LED (aus);
Zustand=Falsch;

Verwenden Sie den obigen Code, um Ihr neues Board auszuprobieren. Beachten Sie, dass der 'pyb' von Board zu Board unterschiedlich ist, Adafruit verwendet die Maschine. Nehmen Sie sich die Zeit, um die Werte Ihrer Boards aus der Dokumentation zu erfahren.

REPL - Lesen, Auswerten, Drucken, Schleifen

Wenn Sie MicroPython oder ein beliebiges Python verwenden, steht Ihnen eine REPL zur Verfügung. Dies ist eine großartige Möglichkeit, kurze Code-Schnipsel zu testen. In diesem Fall können Sie damit herausfinden, welche Module verfügbar sind. Die Funktion help() führt Sie hervorragend durch die Grundlagen dessen, was Ihnen zur Verfügung steht.

Wenn Sie help() ohne Parameter ausführen, erhalten Sie eine Liste mit Optionen. Danach ist es interaktiv; Geben Sie ein, wonach Sie fragen müssen, und geben Sie eine Anleitung zur Verwendung.

Verwenden Sie die REPL, um herauszufinden, welche Bibliotheken das Board unterstützt. Es ist eine etwas schwierigere Lernmethode, aber Sie gewöhnen sich daran, die integrierte Dokumentation zu verwenden. Um wirklich zu lernen, musst du ein paar Tutorials machen und etwas anderes darauf aufbauen.

Boards mit Micropython

Der einfachste Weg, um mit Python mit der Programmierung für Arduino zu beginnen, besteht darin, ein dafür vorbereitetes Board zu kaufen. Die auf dem Markt existierenden Boards sind beeindruckend und stammen von vielen Anbietern. Die Hauptbibliotheken sind CircuitPython und Micropython.

Eine beeindruckende Board-Reihe kommt von Adafruit, genannt Circuit Playground. Diese Bretter sind rund, was seltsam ist. Noch wichtiger ist, dass sie 10 Neopixel an Bord haben, und das ist nur der visuelle Teil. Auf der Platine befinden sich mehrere Sensoren, außerdem sind zwei Druckknöpfe und ein Schiebeschalter enthalten. Die Eingangs-/Ausgangs-Pins sind für die Verwendung von Krokodilklemmen ausgelegt und stehen dennoch als kapazitive Touch-Tasten zur Verfügung.

Seedstudio hat auch eine Reihe von Boards, die CircuitPython unterstützen. Diese gibt es in einer Reihe von sehr klein bis sehr leistungsfähig. Der WiPy 2.0 ist ein winziges Board, das einsatzbereit ist, obwohl es nützlich ist, das Antennenkit zu besorgen. Das Board verfügt über ein WiFi-Modul für den ESP32, eine RGB-LED und einen Reset-Schalter. Sie erhalten viel weniger Hardware, aber die Größe beträgt 42 mm x 20 mm x 3 Zoll.5mm, und du hast noch viele Pins auf der Platine.

Einfache Projekte für den Einstieg

Nachdem Sie Ihr Blinzelprogramm erstellt haben, möchten Sie sicher etwas mehr ausprobieren. Stellen Sie sicher, dass Sie etwas überzeugendes haben, das herausfordernd, aber lösbar ist. Hier sind ein paar Vorschläge.

Erstellen Sie ein Programm, bei dem ein Licht in einem gleichmäßigen Tempo blinkt. Lassen Sie gleichzeitig eine Taste eine andere Lampe ein- und ausschalten. Sie werden schnell die Einschränkungen von delay() sehen!

Einen MIDI-Controller erstellen.

Erstellen Sie ein einfaches Alarmsystem mit einem Infrarotsensor und einigen NeoPixels.

Fazit

Der beste Weg, um mit MicroPython zu beginnen, ist, sich ein anständiges Board zu besorgen, das bereits MicroPython oder CircuitPython unterstützt, und fang an, deine Ideen auszuprobieren. Da die Idee darin besteht, andere Dinge zu kontrollieren, suchen Sie nach einem Paket oder einem Kit, das ein paar Sensoren und ein oder zwei Displays enthält.

Viel Spaß beim Hacken.

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