如何使用Raspberry pi和Python來(lái)控制Arduino

雖然Raspberry Pi和Arduino在應(yīng)用和結(jié)構(gòu)上是兩個(gè)不同的硬件，但它們都被認(rèn)為是兩個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的開(kāi)源硬件平臺(tái)。他們都有非常強(qiáng)大的社區(qū)和支持。今天我們將稍微改變一下，并向您展示我們?nèi)绾卫盟鼈?。如果你同時(shí)擁有Arduino和Raspberry pi板，本文將向您展示如何使用Raspberry pi和Python來(lái)控制Arduino。

我們將使用PyFirmata 固件使用 Raspberry Pi python 腳本向 Arduino 發(fā)出命令。PyFirmata基本上是一個(gè)預(yù)構(gòu)建的python程序庫(kù)包，可以安裝在Arduino中，以允許任何計(jì)算機(jī)上的python腳本與Arduino之間進(jìn)行串行通信。這個(gè)python包可以訪問(wèn)在Arduino上讀取和寫入任何引腳。所以在這里我們將使用 Raspberry pi 在 Arduino 上運(yùn)行 python 程序。

因此，在本教程中，我們將利用這個(gè)庫(kù)，并將在我們的Arduino 板中使用它來(lái)使用 Raspberry Pi 控制 Arduino。

要求

安裝了Raspbian OS的Raspberry Pi

Arduino Uno 或任何其他 Arduino 板

Arduino USB 電纜

發(fā)光二極管

在本教程中，我使用外部顯示器使用HDMI電纜與樹(shù)莓派連接。如果您沒(méi)有顯示器，則可以使用SSH客戶端（Putty）或VNC服務(wù)器通過(guò)筆記本電腦或計(jì)算機(jī)連接到Raspberry Pi。

使用 Raspberry Pi 在 Arduino 中安裝 PyFirmata

要在Arduino中上傳PyFirmata固件，我們必須在Raspberry Pi中安裝Arduino IDE。請(qǐng)按照以下步驟進(jìn)行安裝：

第 1 步：-將樹(shù)莓派連接到互聯(lián)網(wǎng)。打開(kāi)命令終端并鍵入以下命令并按回車鍵

sudo apt-get

-y

install arduino python-serial mercurial

等待幾分鐘，這需要時(shí)間。此命令將在Raspberry Pi中安裝Arduino IDE。

第 2 步：-現(xiàn)在，我們將使用給定的 github 安裝 pyFirmata 文件：

git clone

https://github.com/tino/pyFirmata

然后運(yùn)行以下命令：

cd pyFirmata

sudo python setup.py install

第 3 步：-我們已經(jīng)安裝了所有必需的文件和設(shè)置。

現(xiàn)在，使用USB電纜將Arduino板與Raspberry Pi連接，并通過(guò)在終端窗口中鍵入arduino來(lái)啟動(dòng)ArduinoIDE。

第 4 步：-然后鍵入lsusb命令以檢查 Arduino 是否與您的樹(shù)莓派連接。

在Arduino IDE中，轉(zhuǎn)到工具并選擇您的主板和串行端口。

第 5 步：-在Arduino上上傳PyFirmata固件，方法是單擊文件->示例->Firmata->標(biāo)準(zhǔn)Firmata，然后單擊上傳按鈕。如下圖所示。

我們已經(jīng)成功地在Arduino板中安裝了pyFirmata固件。現(xiàn)在，我們可以使用Raspberry Pi控制Arduino。

為了演示，我們將通過(guò)在Raspberry Pi中編寫python代碼來(lái)閃爍和淡化Arduino上的LED。

代碼說(shuō)明

對(duì)于編碼部分，您應(yīng)該閱讀pyFirmata的文檔以更好地理解。我們將使用 pyFirmata 函數(shù)來(lái)編寫我們的代碼。您可以通過(guò)以下鏈接找到pyFirmata文檔。

因此，讓我們開(kāi)始編寫代碼

在Raspberry Pi上打開(kāi)您喜歡的文本編輯器并導(dǎo)入pyFirmata庫(kù)。

import pyfirmata

定義 Arduino 上的引腳以連接 LED

led_pin = 9

現(xiàn)在，我們必須使用 pyfirmata 編寫連接 Arduino 板的串行端口名稱。Arduino（）函數(shù)，然后通過(guò)在板變量中分配端口來(lái)創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。

board = pyfirmata.Arduino("/dev/ttyACM0")

print "Code is running”

在 while 循環(huán)中，使用board.digital[].write（） 函數(shù)使 LED 引腳高電平和低電平，并使用board.pass_time（）函數(shù)給出延遲。

while True:

board.digital[led_pin].write(0)

board.pass_time(1)

board.digital[led_pin].write(1)

board.pass_time(1)

我們的代碼已準(zhǔn)備就緒，通過(guò)將擴(kuò)展名放入文件名.py來(lái)保存此代碼。

打開(kāi)命令終端并鍵入pythonblink.py以在Arduino板上運(yùn)行代碼。確保您的Arduino板使用USB電纜與Raspberry Pi板連接。

現(xiàn)在，您可以在Arduino板上看到閃爍的LED。

最后給出了使用 pyFirmata 閃爍 LED 的完整代碼。

使用 pyFirmata 的 Arduino 上的衰落 LED

現(xiàn)在，我們將編寫用于淡入 LED 淡入淡出的代碼，以使您更熟悉 pyFirmata 函數(shù)。此代碼與上一個(gè)代碼一樣簡(jiǎn)單。您必須使用兩個(gè)用于循環(huán)，一個(gè)用于增加亮度，另一個(gè)用于降低亮度。

Python code for LED blink:


import pyfirmata


led_pin = 9


board = pyfirmata.Arduino("/dev/ttyACM0")



while True:

board.digital[led_pin].write(0)

board.pass_time(1)

board.digital[led_pin].write(1)

board.pass_time(1)





Python code for Fading LED:


import time

import pyfirmata


delay = 0.3

brightness = 0


board = pyfirmata.Arduino("/dev/ttyACM0")


led = board.get_pin('d:9:p')

while True:

# increase

for i in range(0, 10):

brightness = brightness + 0.1

print "Setting brightness to %s" % brightness

led.write(brightness)

board.pass_time(delay)


# decrease

for i in range(0, 10):

print "Setting brightness to %s" % brightness

led.write(brightness)

brightness = brightness - 0.1

board.pass_time(delay)