Nastavení od nuly a maliny Pi k záznamu dat z Arduina: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento tutoriál je pro ty, kteří nemají zkušenosti s instalací nového hardwaru nebo softwaru, natož Pythonu nebo Linuxu.

Řekněme, že jste si objednali Raspberry Pi (RPi) s kartou SD (alespoň 8 GB, použil jsem 16 GB, typ I) a napájecím zdrojem (5 V, alespoň 2,5 A). Dnes se rozhodnete jej nastavit a zaznamenávat data z Arduinos. Začněme tedy!

Tento tutoriál zahrnuje nastavení Raspberry Pi od začátku, včetně Desktop Remote, přípravu Arduina s teplotními senzory 18B20 a spuštění skriptu Python v Raspberry Pi pro sběr a ukládání dat. Aktualizoval jsem příspěvek přidáním samba share pro přenos souboru mezi hostitelským počítačem (vaším PC) a Raspberry Pi

Krok 1: Připravte si Raspberry Pi

1. Stáhněte si operační systém pro RPi. Doporučuji plnou verzi Raspbianu, takhle tady.
2. Předpokládejme, že máte fungující počítač se systémem Windows, stáhněte si software Rufus a zapište obrázek na kartu SD. Přejděte dolů a získejte rufus 3.0 (červen 2018)
3. Rozbalte soubor Raspbian (4,6 GB) a pečlivě vyberte cílovou kartu SD. Zapisování obrázku na kartu trvá přibližně 3 minuty.
4. Vložte kartu SD do slotu, zapojte napájecí kabel do portu micro USB, displej s kabelem HDMI, klávesnice a myš jsou volitelné.
5. Počkejte, až se RPi spustí a zobrazí plochu, stiskněte klávesu Window, přejděte na Příslušenství/Terminál a Enter.
6. Konfigurujte RPi podle typu:

sudo raspi-config

7. Změňte pár věcí v konfiguraci RPi:

• V 1. Změňte heslo
• Ve 2. Možnost sítě: Změňte název hostitele (něco jedinečného, můj je rpi1001) a wifi SSID a heslo.
• V 4. Možnosti lokalizace: Změňte časové pásmo, klávesnici, národní prostředí
• V 5. Možnosti rozhraní: Povolit SSH (pro přihlášení pomocí příkazového řádku), Povolit VNC (pro vzdálený počítač)
• V 7: Advance Option: Rozbalte systémy souborů:
• Restartujte
• Po spuštění: poznamenejte si IP adresu spuštěním

sudo ifconfig

Pokud používá ethernet, IP by měl být prvním blokem, pokud je použit Wifi, IP je na třetím bloku, něco jako 192.168.1.40, spusťte tento příkaz pro aktualizaci distribuce Linuxu:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade –y && sudo poweroff

Poslední z nich vypne RPi po dokončení aktualizací

8. Pokud jste zapomněli poznámku IP adresy RPi, nebo se nedávno změnila, použijte PowerShell (do vyhledávacího pole ve Windows zadejte PowerShell)

V PowerShell pingujte Rpi: p ing rpi1001.local –4 získáte něco takového 192.168.1.40. rpi1001 je moje hostitelské jméno pro mé Rpi.

9. Nainstalujte si VNCViewer, tento software funguje jako TeamViewer nebo Desktop Remote ve Windows (pouze Win 10 Pro má funkci Desktop Remote).

Nainstalujte si na počítač se systémem Windows, do vyhledávacího pole v horní části prohlížeče VNCViewer zadejte IP adresu RPi (192.168.1.40) nebo název hostitele RPi (moje je rpi1001.local) a Enter. Zadejte své jméno, heslo RPi, v případě potřeby vyberte „Zapamatovat heslo“. Pokud vše proběhlo dobře, měli byste vidět vyskakovací plochu Rpi.

10. Přenos souboru z nebo do TeamView, nejjednodušší způsob, jak použít vestavěný přenos souborů pomocí VNCView:

A že to, můžete použít Raspberry pro sběr dat pro vás, a přihlásit se k získání dat v případě potřeby.

Krok 2: Připravte si jednoduchý příklad na sběr dat z Arduina

Řekněme, že chcete sbírat teplotu ze 4 senzorů. V tomto příkladu jsem použil 18B20, oblíbené teplotní čidlo. Dalšími možnostmi jsou řada TMP35, 36 nebo termistor.

Zapojení je součástí výše. Modely 18B20 sdílejí vodič (nebo sběrnici) a zde je kód Arduino na Githubu. Příloha v níže uvedeném souboru obsahuje také kódy a mapu zapojení.

Nainstalujte také ovladač USB pro Arduino ve Windows. Většina „klonových“Arduino používá USB ovladač CH341. Řidič je tady.

Nainstalujte ovladač, při připojení Arduina k USB systému Windows by měl rozpoznat ovladač a přiřadit port COM (můj je COM4)

Sériový monitor by měl mít výstup jako na fotografii výše.

Krok 3: Spusťte RPi odpojením a připojením napájení k RPi. Spusťte VNCViewer, přihlaste se pomocí RPi

Přeneste skript Pythonu pomocí nástroje VNCViewer. V horní části prohlížeče VNCViewer je banner, hledejte tlačítko se dvěma šipkami. Chcete-li přenášet data z RPi do Windows, použijte symbol Přenos souborů ve VNC vpravo nahoře (poblíž symbolu Wifi) na ploše RPi.

Raspberry běží na Linuxu a ve výchozím nastavení jsou nainstalovány Python 2 a 3. Ke shromažďování dat vytištěných ze sériové linky stačí nainstalovat knihovnu Python s názvem pyserial.

Chcete -li nainstalovat python Serial, zadejte tento řádek do terminálu Linux

sudo apt-get install python3-serial

• ve Windows: zadejte tento PowellShell:
• pip.exe nainstalujte soubor pyserlal

Poté si skript stáhněte a uložte na plochu RPi

Chcete -li skript spustit, nejprve jej spusťte:

sudo chown u+x recordSerial.py

Nahrajte kód Arduino na desku Arduino, poté zapojte USB kabel do USB a zkontrolujte port:

• V systému Linux zadejte na terminál toto: ls /dev /ttyUSB*
• Na Wndows: přejděte do Správce zařízení, zkontrolujte COM #

Pokud je skript upraven v systému Windows, bude možná nutné spustit skript Python na dos2unix, aby systém Windows odstranil podivný znak konce řádku. Nainstalujte jej

sudo apt-get install dos2unix

a převeďte skript spuštěním v terminálu

dos2unix recordSerial.py

Upravený skutečný port ve skriptu pomocí textového editoru:

sudo nano recordSerial.py

poté spusťte soubor./recordSerial.py yourfilename.txt

Skript Python uloží data z paměti RAM na disk každých 10 řádků, které lze upravit.

Nahrávání zastavíte stisknutím Ctrl + C, Skript lze spustit v systému Windows (dvojité kliknutí), název protokolu je výchozí a obsahuje časové razítko

Pokud používáte PowerShell, můžete zadat svůj vlastní název souboru, python.exe recordSerial.py awesome.txt

Ne všechny 18B20 jsou stejné. Podívejte se na odečet!

Posunul jsem kód také na GitHub.

Doufám, že vám tento návod pomůže!

Krok 4: Nainstalujte Sambu do sdílené složky

Tento krok vás provede některým základním nastavením, abyste měli sdílenou složku hostovanou na Raspberry Pi, ke které lze přistupovat z jiných počítačů.

Nejprve nainstalujte sambu, program pro sdílení a správu složky pro sdílení v síti:

sudo apt-get install samba

vytvořit sdílenou složku

mkdir ~/Desktop/sambaShare

upravte konfigurační soubor pro sambu podle:

sudo samba /etc/samba/smb.conf

přidejte na konec souboru následující řádky:

[sambaShare] comment = share Folder on Research RPI path =/home/pi/Desktop/sambaShare browseable = yes read only = no writeable = yes public = yes create mask = 0777 rectary mask = 0777 guest ok = yes

Pokud máte problém s psaním na oknech, vynutte si to přidáním tohoto řádku na konec souboru: force user = pi

V systému Linux možná budete muset použít uživatele root (problém zveřejním, jakmile to zjistím)

Dále přidejte uživatele do samby a vytvořte si také heslo:

sudo smbpasswd -a pi

poté zadejte heslo pro sambu (může být stejné nebo jiné než heslo pro uživatele pi v systému)

otestujte, zda je konfigurační soubor v pořádku

testovací paže

stisknutím Ctrl+X uložte a restartujte službu samba takto:

sudo systemctl restart smbd

Na hostitelském počítači řekněme Linux:

pokud ne, nainstalujte sambu plus sambaclient a cifs na podporu sdílené jednotky, proveďte to spuštěním:

sudo apt-get nainstaluje samba smbclient cifs-utils

Zkontrolujte, zda je sdílená složka na RPI připravena:

sudo smbclient -L yourRPI_IP

pokud vidíte sdílenou jednotku, vytvořte bod připojení v systému Linux:

sudo mkdir /mnt /researchRPi

sudo chown user: usergroup -R /mnt /researchRPI

user, usergroup je váš uživatel Linuxu a název skupiny

poté připojte sdílení podle:

sudo mount -f cifs -o uživatelské jméno = pi // your_rpi_IP/sambaShare/mnt/researchRPi

zadejte svá hesla a vytvořte měkký odkaz na plochu:

sudo ln -s/mnt/researchRPi ~/Desktop/researchRPi

pokud máte problém s oprávněním ke čtení a zápisu ve sdílené složce, experimentujte se slabým oprávněním:

na PI:

sudo chmod -R 776 ~/Desktop/sambaShare

V systému Windows je to ještě jednodušší, Přejděte na Tento počítač a namapujte složku, poté zadejte IP RPI, měla by se zobrazit sdílená složka. Věřím, že na Macu je něco, co můžete procházet ve sdílené složce v síti.

Krok 5: Užitečné reference

Níže uvádíme několik užitečných referencí:

1. Existuje zde další přístup využívající pyseriální a numpy knihovny
2. Komplexní pohled na elektronickou komunikaci začíná instalací Arduino IDE. Dobrá reference, pokud chcete hlubší ponor.
3. Krátké, ale konkrétní psaní. Krátké a dostatečné možnosti pro alternativy k záznamu dat