استفاده از ورودی و خروجی برد رزبری پای پیکو Raspberry Pi Pico

رزبری پای پیکو بهترین انتخاب برای یادگیری میکروپایتون است. رزبری پای پیکو را به سیستم ( لپتاپ )، برد رزبری پای میتوانید وصل کنید و با نصب Thonny برنامه نویسی را آغاز کنید. رزبری پای پیکو دارای پایه های GPIO است که قابلیت اتصال سخت افزارهای مختلف و سنسورهایی که تا به حال با برد آردوینو کار کرده اید، را دارد. در ادامه اولین پروژه با رزبری پای پیکو تحت عنوان استفاده از ورودی و خروجی برد رزبری پای پیکو را اجرا خواهیم کرد. با تنها مرجع تخصصی رزبری پای به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 

---

نصب نرم افزار Thonny

---

برای کدنویسی به زبان میکروپایتون، نرم افزار Thonny Python برد رزبری پای پیکو را اضافه کرده و کافیست پکیج آن را نصب کنید. لینک زیر روش نصب Thonny Python را کامل آموزش دادیم. در ابتدا مراحل را اجرا کنید.

 

برای روش نصب Thonny کلیک کنید.

 

---

استفاده از پایه های GPIO Pico

---

برای استفاده از پایه های دیجیتال چه به صورت ورودی و یا خروجی مجاز به استفاده از پایه های سبز رنگ که با GP مشخص شده است، هستیم. در صورتیکه بخواهیم از پایه های بیشتری استفاده کنیم. برای کدنویسی اولیه فقط به یک ال ای دی نیاز داریم که از پایه های سبز رنگ برای پایه ی دیتا استفاده کنید.

 

---

برنامه نویسی خروجی پیکو با پایتون

---

پایتون Python یکی از زبان ها برنامه نویسی محبوب این روزهاست. زبان برنامه نویسی پایتون به دو بخش Interpreter، Object -oriented تعریف می‌شود. میکروپایتون توسعه یافته از زبان برنامه نویسی پایتون است که منحصرا برای میکروکنترلرها و امبدد سیستم ها طراحی شده است و تفاوت های کمی در برنامه نویسی با پایتون دارد که با ورود به آن درک خواهید کرد. در این پروژه هدف تغییر وضعیت یک ورودی و خروجی است که برای درک عمیق مطلب از یک ال ای دی LED استفاده می‌کنیم.

 

استفاده از ماژول machine

ماژول machine از چندین دستورات خاص برای استفاده ی سخت افزاری از بردها تشکیل شده است. اکثر توابع موجود در این ماژول امکان دستیابی مستقیم و بدون محدودیت به بلوک های سخت افزاری را در سیستم فراهم می کند  CPU ، تایمرها و برای اجرای پروژه هایی که برای تعریف ورودی و خروجی ها به آن نیاز داریم، بسیار کاربردی است. از آبجکت Pin در کدنویسی ماژول برای کنترل پایه های I/O استفاده می‌شود. نحوه ی فراخوانی ماژول برای پایه ها به صورت زیر است:

from machine import Pin

# create an output pin on pin #0
p0 = Pin(0, Pin.OUT)

# set the value low then high
p0.value(0)
p0.value(1)

# create an input pin on pin #2, with a pull up resistor
p2 = Pin(2, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

# read and print the pin value
print(p2.value())

# reconfigure pin #0 in input mode with a pull down resistor
p0.init(p0.IN, p0.PULL_DOWN)

# configure an irq callback
p0.irq(lambda p:print(p))

 

در مرحله ی اول برای فراخوانی پایه GPIO به عنوان خروجی طبق دستور قبلی همانند زیر کدنویسی می‌کنیم.

from machine import Pin, Timer
led = Pin(14, Pin.OUT)

برای مشخص شدن خروجی از OUT استفاده می‌کنیم و در یک متغیر با اسم دلخواه led قرار میدهیم. در مرحله ی بعدی نیاز به یک وقفه و یک متغیر برای تابع خروجی داریم. در این پروژه خروجی ال ای دی با یک فرکانس مشخص به صورت چمشک زن روشن و خاموش می‌شود.

 

تعریف تابع

برای تعریف تابع در پایتون از def استفاده می‌کنیم. همیشه در ذهنتون باقی بمونه :))) اسم تابع که در این کد با blink مشخص شده است و پارامترهای ورودی رو به روی کلمه ی def نوشته شده است که در این بخش timer را فرخوانی کردیم.

def blink(timer):
    led.toggle()

timer.init(freq=1, mode=Timer.PERIODIC, callback=blink) 

 

کد نهایی پایتون 

برای اجرای کد پایتون، نرم افزار Thonny python و یا هر نرم افزار دیگری که برای کدنویسی انتخاب کرده اید را باز کنید. سپس کد را انتقال دهید.

 

 

با کامپایل کد در Thonny Python ال ای دی با فرکانس ۱ بر روی پایه ی شماره ۴ چشمک زن می‌شود.

from machine import Pin, Timer
led = Pin(15, Pin.OUT)
timer = Timer()

def blink(timer):
    led.toggle()

timer.init(freq=2.5, mode=Timer.PERIODIC, callback=blink)

 

---

اتصالات

---

برای انجام اتصالات از تمامی پایه های GP سبز رنگ میتوانید استفاده کنید.

• پایه ال ای دی را به پایه GP14 اتصال دهید.
• پایه کوتاه را به پایه GND اتصال دهید.

 

---

برنامه نویسی ورودی پیکو با پایتون

---

برای مشاهده ی تغییرات ووردی از یک میکروسوییچ استفاده می‌کنیم. با فشردن کلید به عنوان ورودی در برنامه خروجی ال ای دی روشن می‌شود. مجدد با فشردن کلید ال ای دی خاموش می‌شود. در این پروژه از دستور شرطی ساده برای اجرای این برنامه استفاده شده است.

 

دستور شرطی if

در دستور شرطی if در صورت برقرار بودن شرط دستورات اجرا می‌شود. اگر شرط نوشته شده برقرار است، دستورات اجرا می‌شود.

if conditions:
block of statement(S)

سپس در دستور if پس از نوشته شدن شرط علامت : را مینویسیم.

if button.value():
       led.toggle()
       time.sleep(0.5)

 در این کد اگر کلید فشرده شود در زمان ۰٫۵ ال ای دی فعال می‌شود.

 

کد نهایی پایتون

 

from machine import Pin
import time

led = Pin(14, Pin.OUT)
button = Pin(13, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)

while True:
    if button.value():
       led.toggle()
       time.sleep(0.5)

 

---

اتصالات

---

برای انجام اتصالات از تمامی پایه های GP سبز رنگ میتوانید استفاده کنید.

• پایه ال ای دی را به پایه GP14 اتصال دهید.
• پایه کوتاه را به پایه GND اتصال دهید.
• پایه کلید را به پایه ی GP13 اتصال دهید.

 

---

وسایل مورد نیاز

---

رزبری پای پیکو 

ال ای دی

میکروسوییج

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.