Tekst źródłowy strony Mrugająca dioda LED

Prosty projekt elektroniczno-programowy na start. Przed rozpoczęciem programowania mrugającej diody warto zajrzeć na stronę o [[Wstęp_do_pythona|podstawach pythona]].

=== Do czego zmierzamy ===

Chcemy uzyskać taki efekt jak na filmie poniżej, czyli swobodną kontrolę nad jednym z cyfrowych wyjść Maliny. Stan wyjścia będziemy testowali diodą LED.

<youtube>nKmRdgq0upY</youtube>

=== Dioda do wykrywania stanów logicznych - trochę elektroniki ===
[[Plik:Rezystor i led smd.jpg|thumb|400px|right|Części SMD są naprawdę małe (kratka ma bok 1cm). Z lewej opornik -- element pozwalający ograniczać przepływ prądu, kierunek jego podłączania ani kolejność nie ma znaczenia (mógłby być odwrócony albo z drugiej strony diody). Po prawej dioda LED -- zauważ, że ma jeden styk jest specjalnie wyróżniony (tutaj zielony marker bliżej lewego boku), który musi być podłączony do masy zasilania (podłączenie tego styku do "+" może ją łatwo uszkodzić).]]

Żeby przygotować naszą sondę logiczną kładziemy elementy jak na zdjęciu obok. Następnie -- najlepiej dociskając z góry ramionami pęsety każdy z elementów -- dotykamy  obu środkowych styków jednocześnie rozgrzanym grotem lutownicy z niewielką ilością cyny, im krócej tym lepiej, sekunda powinna starczyć. Stopiona cyna powinna spłynąć między elementy i stworzyć połączenie (zarówno elektryczne jak i mechaniczne). 

Teraz przygotowujemy krótkie odcinki kabelków miedzianych. Najlepiej jeśli jeden z nich, który przylutujemy od strony masy diody LED (od strony zielonych markerów) był czarny bo tego koloru używa się zwykle do oznaczania masy i przyjęcie takiej konwencji ułatwia szybką orientację, który kabel gdzie przytknąć. Kabelki mniej więcej takiej długości jak na filmie. Ściągamy izolację na małym odcinku na końcach (2mm wystarczy) i cynujemy rozgrzaną lutownicą <b>jeszcze przed lutowaniem</b> do pary dioda-opornik. Takie wstępne pocynowanie końcówek ułatwia potem lutowanie do małych elementów SMD, których nie chcemy "usmażyć" zbyt długim podgrzewaniem.

Kable układamy w linii ze zlutowaną wcześniej parą elementów i podobnie jak przed chwilą wkładając rozgrzaną lutownicę w środek z odrobiną cyny łączymy razem. 

Na koniec na całość możemy nałożyć przeźroczystą rurkę termokurczliwą i zatopić w niej elementy. Sonda gotowa. Jeśli wszystko zrobiliśmy dobrze podłączona do dwóch baterii "paluszków" powinna się zaświecić. Bateria ma masę na od strony płaskiego końca, a biegun dodatni tam gdzie znajduje się dodatkowa wypustka.

<br clear=all>

=== Gdzie tą sondę podłączyć? ===


<div class="thumb"><div class="thumbinner"><div class="thumbcaption"><span style="color:#bb0044">'''Zacznijmy od ostrzeżenia:''' Podłączanie czegoś do płytki Maliny wywołuje konkretne obciążenia elektryczne. Złącze 40 pinowe nie zostało pomyślane jako "publicznie" dostępne (takie jak np. różne złącza w komórce) i zakłada się, że korzysta z niego świadomy użytkownik, który '''wie co robi'''. Łącząc przypadkowe piny '''bez wielkiego wysiłku można spalić płytkę''' i w ten sposób pozbyć się jej. Biorąc pod uwagę, że na nowe dostawy Maliny Zero trzeba czekać zwykle około miesiąca, efekt może być średnio przyjemny.
<br />
'''Oczywiście od razu dodajmy, że lepiej spalić płytkę i się czegoś dowiedzieć niż siedzieć i patrzyć jak inni się bawią!''' Najwygodniej bawić się nie psując sobie narzędzi, ale znów bez tej przesady, którą różni ludzie zawierają w słowach "Nie dotykaj bo zepsujesz". Odwrotnie! Dotykaj i ucz się!
</span>
</div></div>


Piny złącza 40 pinowego liczy się zaczynając od kwadratowego (numer 1), a dalej "zygzakiem". Poniżej numeracja z zaznaczonym miejscem podłączenia diody tak jak na filmie powyżej.
{| 
|- 
|style="padding-right:0.5em;"| zasilanie 3.3V 
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:right;"| 1 
|[[Plik:Pin_kwadratowy.jpg|30px]] 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]]
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:left;" | 2 
|style="padding-left:0.5em;"| zasilanie 5V
|- 
|style="padding-right:0.5em;"| 
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:right;"| 3 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]] 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]]
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:left;" | 4 
|style="padding-left:0.5em;"| zasilanie 5V (<span style="color:red">UWAGA: Wcześniej było źle oznaczone jako masa!</span>)
|- 
|style="padding-right:0.5em;"| 
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:right;"| 5 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]] 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]]
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:left;" | 6 
|style="padding-left:0.5em;"| masa (tutaj można podłączyć masę diody)
|- 
|style="padding-right:0.5em;"| 
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:right;"| 7 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]] 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]]
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:left;" | 8 
|style="padding-left:0.5em;"| GPIO 14 procesora Maliny połączone jest z tym wyjściem (tu podłączamy dodatni biegun kabelka z diodą)
|-
| itd...|| || || || || ||
|- 
|style="padding-right:0.5em;"| 
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:right;"| 37 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]] 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]]
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:left;" | 38 
|style="padding-left:0.5em;"| 
|- 
|style="padding-right:0.5em;"| 
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:right;"| 39 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]] 
|[[Plik:Pin_okragly.jpg|30px]]
|style="width: 15px; background: black;color:white;padding-left:0.5em;padding-right:0.5em;text-align:left;" | 40 
|style="padding-left:0.5em;"| 
|}

Na stronie [[Trzykołowiec#Opis wyprowadzeń łącza 40 pinowego|trzykołowca]] znajduje się pełny opis wszystkich pinów.

=== Włączanie i wyłączanie diody w pythonie ===


Podstawowe informacje o pisaniu programów w '''pythonie''' zawiera [[Wstęp_do_pythona|ta strona]]. Dalej zakładamy, że już coś na ten temat wiesz. 


Poniżej prosty kod przełączający diodę podłączoną do wyjść tak jak na schemacie powyżej. Kod będzie działał tylko na Raspbianie ponieważ w tym systemie dostępny jest moduł '''RPi.GPIO''' przeznaczony do pracy z pinami wejścia/wyjścia maliny (''ang. GPIO'' to skrót ''General Purpose Input/Output'' czyli wejście/wyjście dowolnego przeznaczenia, a ''RPi'' to oczywiście ''raspberry pi''). Próbę importowania modułu '''RPi''' na innym systemie (np. na laptopie) '''python''' skwituje komunikatem o jego braku. 


<div class="thumb"><div class="thumbinner"><div class="thumbcaption"><span style="color:#0044bb">'''Uwaga:''' W kodzie poniżej zmieniamy domyślny tryb numeracji wyjść na zgodny z układem pinów na płytce (p. instrukcja <code>gpio.setmode(gpio.BOARD)</code>). Zamiast poprzedniego GPIO 14 zgodnego z numeracją procesora i przyjmowaną domyślnie, będziemy korzystać z numeru 8, czyli po prostu numeru pinu w łączu 40-pinowym (jak na diagramie wyżej). </span></div></div>


<source lang="python">
# coding: utf-8

# wczytujemy moduł pythona zawierający funkcje obsługi czasu, których używamy do mierzenia opóźnień 
import time                              

# tym module mamy funkcje do obsługi wyjść złącza 40-pinowego
# żeby było prościej będziemy go nazywać dalej w programie krótszą nazwą i bez dużych liter (gpio zamiast RPi.GPIO)
import RPi.GPIO as gpio       

# moduł RPi.GPIO może używać dwóch różnych sposobów numerowania pinów; nas interesuje w tej chwili wygodniejszy 
# tryb BOARD (z ang. płytka), w którym numery wyjść użyte w kodzie zgadzają się z numerami pinów złącza na płytce Maliny 
gpio.setmode(gpio.BOARD)

# będziemy się bawić wyjściem GPIO 14 procesora, które na płytce jest podłączone do pinu numer 8
# chcemy używać go jako wyjścia sterującego diodą dlatego włączamy tryb OUT 
# (można też odczytywać napięcie na pinie w trybie IN np. jeśli mamy podłączony jakiś czujnik, ale tego tutaj nie potrzebujemy) 
gpio.setup(8, gpio.OUT)  

# zmiena, która będzie odliczała kolejne powtórzenia mrugnięcia diodą, zaczynamy od 0
ilePowtorek = 0   

while ilePowtorek < 100:   # while powtarza instrukcje tak długo jak długo spełniony jest podany warunek

    gpio.output(8, 0)        # ustawienie napięcia 0V na styku nr 8, dioda gaśnie
    time.sleep(0.5)          # pół sekundy czekamy

    gpio.output(8, 1)        # ustawienie napięcia 3.3V styku nr 8, dioda zapala się
    time.sleep(0.5)          # znów chwilę czekamy

    # skoro wykonaliśmy mrugnięcie zwiększamy zmienną ilePowtorek o jeden
    # w końcu osiągnie ona wartość 100, a wtedy warunek w pętli while ilePowtorek < 100 przestanie być spełniony 
    # i program się skończy
    ilePowtorek = ilePowtorek + 1

# porządki, czyli przywracamy pierwotne ustawienia wyjść zanim skończymy program (dobry zwyczaj!) 
gpio.cleanup()
</source>


Żeby powyższy kod wykonać na malinie trzeba go zapisać w pliku na jej karcie pamięci, albo będąc zdalnie połączonym (po ssh) wpisać go z klawiatury i zapisać. 

Można również utworzyć zdalne połączenie z "dyskiem" maliny korzystając z protokołu <code>sftp</code> (''ang. safe file transfer protocol'') po lokalnej sieci: wystarczy otworzyć przeglądarkę plików na laptopie, wybrać "Inne położenia" i tam wybrać łączenie ze zdalnym serwerem, gdzie jako adres wpisujemy <code>sftp://192.168.1.177/</code> (oczywiście należy podać aktualny adres IP maliny); po połączeniu malina zażąda podania użytkownika (pi) i hasła (raspberry) i jeśli logowanie przebiegnie prawidłowo zostanie otwarte połączenie po którym będziemy mogli używać "dysku" maliny z laptopa tak, jakby był jednym z katalogów w laptopie. W szczególności mamy swobodny dostęp do katalogu domowego użytkownika '''pi''' czyli do <code>/home/pi</code>. Jest to ten sam katalog, w którym domyślnie się znajdujemy po zdalnym logowaniu poleceniem <code>ssh pi@192.168.1.177</code>. 


Ponieważ program jest krótki, równie dobrze można go wykonać wpisując kolejne linijki we włączonym interpreterze pythona (patrz [[Wstęp do pythona]]). Przy wykonywaniu linijka po linijce w terminalu Maliny, warto pamiętać, że wielolinijkową pętlę '''while''' można skrócić do jednej linii tak jak poniżej. 


<code>
while True:  gpio.output(14, 0); time.sleep(0.5); gpio.output(14, 1); time.sleep(0.5); 
</code>


Dla uproszczenia komentarze zostały usunięte, a testowanie wartości zmiennej <code>ilePowtorek < 100</code> zastąpione zostało "zawsze prawdą" (<code>True</code>), a więc pętla będzie się wykonywała w nieskończoność i kiedy już zobaczymy jej działanie i będziemy chcieli ją przerwać musimy to zrobić "ręcznie" wciskając klawisze '''Ctrl-C'''.

[[Category:Projekty_Pi_Zero]]