Trăn điện

Raspberry Pi Board Overview

The Raspberry Pi comes in a variety of form factors for different use cases. In this tutorial, you’ll be looking at the most recent version, the Raspberry Pi 4

Below is the board layout of the Raspberry Pi 4. While this layout is slightly different from previous models of the Raspberry Pi, most of the connections are the same. The setup described in the next section should be the same for both a Raspberry Pi 3 and a Raspberry Pi 4

The Raspberry Pi 4 board contains the following components

• General-purpose input–output pins. These pins are used to connect the Raspberry Pi to electronic components

• Ethernet port. This port connects the Raspberry Pi to a wired network. The Raspberry Pi also has Wi-Fi and Bluetooth built in for wireless connections

• Two USB 3. 0 and two USB 2. 0 ports. These USB ports are used to connect peripherals like a keyboard or mouse. The two black ports are USB 2. 0 and the two blue ports are USB 3. 0

• AV jack. This AV jack allows you to connect speakers or headphones to the Raspberry Pi

• Camera Module port. This port is used to connect the official Raspberry Pi Camera Module, which enables the Raspberry Pi to capture images

• HDMI ports. These HDMI ports connect the Raspberry Pi to external monitors. The Raspberry Pi 4 features two micro HDMI ports, allowing it to drive two separate monitors at the same time

• USB power port. This USB port powers the Raspberry Pi. The Raspberry Pi 4 has a USB Type-C port, while older versions of the Pi have a micro-USB port

• External display port. This port is used to connect the official seven-inch Raspberry Pi touch display for touch-based input on the Raspberry Pi

• microSD card slot (underside of the board). This card slot is for the microSD card that contains the Raspberry Pi operating system and files

A little later in this tutorial, you’ll use the components above to set up your Raspberry Pi

Raspberry Pi vs Arduino

People often wonder what the difference is between a Raspberry Pi and an Arduino. Arduino là một thiết bị khác được sử dụng rộng rãi trong điện toán vật lý. While there is some overlap in the capabilities of the Arduino and the Raspberry Pi, there are some distinct differences

provides a hardware and software interface for programming microcontrollers. A microcontroller is an integrated circuit that allows you to read input from and send output to electronic components. Arduino boards generally have limited memory, so they’re often used to repeatedly run a single program that interacts with electronics

The Raspberry Pi is a general-purpose, Linux-based computer. It has a full operating system with a GUI interface that is capable of running many different programs at the same time

The Raspberry Pi comes with a variety of software preinstalled, including a web browser, an office suite, a terminal, and even Minecraft. The Raspberry Pi also has built-in Wi-Fi and Bluetooth to connect to the Internet and external peripherals

For running Python, the Raspberry Pi is often the better choice, as you get a full-fledged Python installation out of the box without any configuration

Required Hardware

The following hardware is required for the initial setup of your Raspberry Pi. If you end up connecting to your Raspberry Pi over SSH, which you’ll look at , then some of the hardware below will not be needed after the initial setup

Optional Hardware

You can use a whole range of additional hardware with the Raspberry Pi to extend its capabilities. Các mục phần cứng được liệt kê bên dưới không bắt buộc phải sử dụng Raspberry Pi của bạn nhưng sẽ hữu ích nếu bạn có sẵn

Phần mềm

Hệ điều hành cho Raspberry Pi được lưu trữ trên thẻ nhớ microSD. Nếu thẻ của bạn không đến từ bộ Raspberry Pi chính thức, thì bạn sẽ cần cài đặt hệ điều hành trên đó

Có nhiều cách để thiết lập hệ điều hành trên Raspberry Pi của bạn. Bạn có thể tìm hiểu thêm về các tùy chọn cài đặt khác nhau trên trang web Raspberry Pi

Trong phần này, bạn sẽ xem xét hai cách để cài đặt Raspbian, hệ điều hành Raspberry Pi được hỗ trợ chính thức, dựa trên Debian Linux

lựa chọn 1. Raspberry Pi Imager (Được khuyến nghị)

Nền tảng Raspberry Pi khuyên bạn nên sử dụng Raspberry Pi Imager để thiết lập ban đầu cho thẻ SD của bạn. Bạn có thể tải xuống trình chụp ảnh từ trang Tải xuống Raspberry Pi. Khi ở trên trang này, hãy tải xuống phiên bản phù hợp cho hệ điều hành của bạn

Sau khi bạn đã tải xuống Raspberry Pi Imager, hãy khởi động ứng dụng. Bạn sẽ thấy một màn hình cho phép bạn chọn hệ điều hành mà bạn muốn cài đặt cùng với thẻ SD mà bạn muốn định dạng

Bạn sẽ có hai tùy chọn khi tải ứng dụng lần đầu tiên. Chọn hệ điều hành và chọn thẻ SD. Chọn Chọn hệ điều hành trước

Ghi chú. Có khả năng Windows có thể ngăn Raspberry Pi Imager khởi động vì đây là một ứng dụng không được nhận dạng. Nếu bạn nhận được cửa sổ bật lên cho biết Windows đã bảo vệ PC của bạn thì bạn vẫn có thể chạy ứng dụng bằng cách nhấp vào Thông tin khác và chọn Vẫn chạy

Với ứng dụng đang chạy, nhấp vào nút Chọn hệ điều hành và chọn tùy chọn Raspbian đầu tiên

Sau khi chọn hệ điều hành Raspbian, bạn cần chọn thẻ SD mà bạn sẽ sử dụng. Đảm bảo rằng thẻ nhớ microSD của bạn đã được lắp vào máy tính và nhấp vào Chọn thẻ SD, sau đó chọn thẻ SD từ menu

Với hệ điều hành và thẻ SD được chọn, bây giờ bạn có thể nhấp vào nút Viết để bắt đầu định dạng thẻ SD và cài đặt hệ điều hành vào thẻ. Quá trình này có thể mất vài phút để hoàn thành

Sau khi định dạng và cài đặt hoàn tất, bạn sẽ thấy một thông báo cho biết hệ điều hành đã được ghi vào thẻ SD

Bạn có thể tháo thẻ SD ra khỏi máy tính của mình. Raspbian hiện đã được cài đặt trên thẻ SD của bạn và bạn đã sẵn sàng bắt đầu kết nối phần cứng với Raspberry Pi

Lựa chọn 2. Cài đặt Raspbian từ NOOBS

Nếu vì lý do nào đó mà bạn không thể sử dụng Raspberry Pi Imager, thì bạn có thể tải xuống NOOBS (Phần mềm mới ra mắt) và sử dụng nó để cài đặt Raspbian trên thẻ nhớ microSD. Trước tiên, hãy truy cập trang tải xuống NOOBS để tải xuống phiên bản mới nhất. Nhấp vào Tải xuống ZIP bên dưới tùy chọn NOOBS đầu tiên

NOOBS sẽ bắt đầu tải xuống trên hệ thống của bạn

Ghi chú. Đảm bảo tải xuống NOOBS chứ không phải NOOBS Lite

Khi tệp ZIP đã được tải xuống, hãy giải nén nội dung vào một vị trí trên máy tính của bạn. Bạn sẽ sớm sao chép các tệp này vào thẻ SD, nhưng trước tiên, bạn cần định dạng đúng thẻ SD

Bạn sẽ sử dụng Bộ định dạng thẻ nhớ SD chính thức từ Hiệp hội SD. Truy cập trang web của Hiệp hội SD để tải xuống trình định dạng. Cuộn xuống dưới cùng và tải xuống trình định dạng SD cho Windows hoặc macOS

Khi Trình định dạng thẻ nhớ SD được tải xuống, bạn đã sẵn sàng định dạng thẻ SD của mình để sử dụng trên Raspberry Pi

Ghi chú. Người dùng Linux có thể sử dụng

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

7 để phân vùng và định dạng thẻ nhớ microSD thành định dạng đĩa FAT32 được yêu cầu

Sau khi tải xuống trình định dạng SD, hãy mở ứng dụng. Để định dạng thẻ SD, bạn cần làm như sau

1. Lắp thẻ SD vào máy tính của bạn
2. Chọn thẻ SD từ menu thả xuống Chọn thẻ
3. Nhấp vào tùy chọn Định dạng nhanh trong Tùy chọn định dạng
4. Nhập NOOBS vào trường văn bản nhãn Khối lượng

Khi các mục trên đã hoàn tất, hãy nhấp vào Định dạng

Trước khi định dạng thẻ, bạn sẽ được yêu cầu xác nhận thao tác vì thao tác này sẽ xóa tất cả dữ liệu khỏi thẻ. Nhấp vào Tiếp tục để bắt đầu định dạng thẻ SD. Có thể mất vài phút để hoàn tất định dạng

Khi quá trình định dạng hoàn tất, bạn cần sao chép các tệp NOOBS mà bạn đã giải nén trước đó vào thẻ SD. Chọn tất cả các tệp mà bạn đã giải nén trước đó

Kéo chúng vào thẻ SD

Bây giờ bạn đã cài đặt NOOBS trên thẻ SD của mình, hãy rút thẻ ra khỏi máy tính của bạn. Bạn đã gần tới. Trong phần tiếp theo, bạn sẽ thực hiện thiết lập cuối cùng cho Raspberry Pi của mình

Remove ads

Thiết lập cuối cùng

Bây giờ bạn đã có sẵn thẻ nhớ microSD và phần cứng cần thiết, bước cuối cùng là kết nối mọi thứ lại với nhau và định cấu hình hệ điều hành. Hãy bắt đầu bằng cách kết nối tất cả các thiết bị ngoại vi

1. Lắp thẻ nhớ microSD vào khe cắm thẻ ở dưới cùng của Raspberry Pi
2. Kết nối bàn phím và chuột với bất kỳ cổng nào trong bốn cổng USB
3. Kết nối màn hình với một trong các cổng HDMI bằng cáp HDMI dành riêng cho mẫu Raspberry Pi của bạn
4. Kết nối nguồn điện với cổng nguồn USB

Với các thiết bị ngoại vi được kết nối, hãy tiếp tục và bật Raspberry Pi của bạn để định cấu hình hệ điều hành. Nếu bạn đã cài đặt Raspbian với Raspberry Pi Imager, thì bạn không thể làm gì khác. Bạn có thể bỏ qua để hoàn thành thiết lập

Nếu bạn đã cài đặt NOOBS trên thẻ SD thì bạn sẽ cần hoàn thành một vài bước nữa để cài đặt Raspbian trên thẻ SD

1. Đầu tiên, bật nguồn Raspberry Pi để tải giao diện NOOBS
2. Sau đó, đánh dấu vào hộp kiểm bên cạnh tùy chọn Raspbian trong danh sách phần mềm cần cài đặt
3. Cuối cùng, nhấn nút Install ở góc trên cùng bên trái giao diện để bắt đầu cài đặt Raspbian trên thẻ SD

Khi quá trình cài đặt hoàn tất, Raspberry Pi sẽ khởi động lại và bạn sẽ được khởi động vào Raspbian để hoàn tất trình hướng dẫn thiết lập

Sử dụng Trình chỉnh sửa Mu

Hệ điều hành Raspbian đi kèm với một số IDE Python được cài đặt sẵn mà bạn có thể sử dụng để viết chương trình của mình. Một trong những IDE này là Mu. Nó có thể được tìm thấy trong menu chính

Biểu tượng Raspberry Pi → Lập trình → Mu

Khi bạn mở Mu lần đầu tiên, bạn sẽ được cung cấp tùy chọn để chọn chế độ Python cho trình chỉnh sửa. Đối với mã trong hướng dẫn này, bạn có thể chọn Python 3

Có khả năng Mu không được cài đặt sẵn trên phiên bản Raspbian của bạn. Nếu Mu chưa được cài đặt, thì bạn luôn có thể cài đặt nó bằng cách đi tới vị trí tệp sau

Biểu tượng Raspberry Pi → Tùy chọn → Phần mềm được đề xuất

Thao tác này sẽ mở ra một hộp thoại chứa phần mềm được đề xuất cho Raspberry Pi của bạn. Chọn hộp bên cạnh Mu và nhấp vào OK để cài đặt nó

Mặc dù Mu cung cấp một trình chỉnh sửa tuyệt vời để bắt đầu với Python trên Raspberry Pi, nhưng bạn có thể muốn một thứ gì đó mạnh mẽ hơn. Trong phần tiếp theo, bạn sẽ kết nối với Raspberry Pi của mình qua SSH

Chỉnh sửa từ xa qua SSH

Thường thì bạn sẽ không muốn dành thời gian kết nối màn hình, bàn phím và chuột để viết Python trên Raspberry Pi. May mắn thay, Raspbian cho phép bạn kết nối với Raspberry Pi từ xa qua. Trong phần này, bạn sẽ tìm hiểu cách bật và sử dụng SSH để lập trình Python trên Raspberry Pi

Kích hoạt SSH

Trước khi có thể kết nối với Raspberry Pi qua SSH, bạn cần bật quyền truy cập SSH bên trong khu vực Tùy chọn Raspberry Pi. Kích hoạt SSH bằng cách đi tới đường dẫn tệp sau

Biểu tượng Raspberry Pi → Tùy chọn → Cấu hình Raspberry Pi

Khi cấu hình xuất hiện, hãy chọn tab Giao diện rồi bật tùy chọn SSH

Bạn đã kích hoạt SSH trên Raspberry Pi. Bây giờ bạn cần lấy địa chỉ IP cho Raspberry Pi để có thể kết nối với nó từ một máy tính khác

pi@raspberrypi:~ $ hostname -I

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberrypi:~ $

pi@raspberrypi:~ $ python3

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Tạo một thư mục $ ssh pi@[IP ADDRESS] 9

Trước khi bạn bắt đầu xây dựng các dự án bằng Python trên Raspberry Pi, bạn nên thiết lập một thư mục dành riêng cho mã của mình. Raspberry Pi có một hệ thống tệp đầy đủ với nhiều thư mục khác nhau. Có một vị trí dành riêng cho mã Python của bạn sẽ giúp giữ mọi thứ ngăn nắp và dễ tìm

Hãy tạo một thư mục có tên là

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~ $

pi@raspberry:~ $

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~ $

pi@raspberry:~ $

pi@raspberry:~ $

pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~ $

pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~ $

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Linh kiện điện tử

Trước khi lập trình trên Raspberry Pi, bạn sẽ cần một vài linh kiện điện tử để xây dựng các dự án trong các phần sắp tới. Bạn sẽ có thể tìm thấy từng mặt hàng bên dưới trên Amazon hoặc tại cửa hàng điện tử địa phương của bạn

bánh mì

Breadboard là một công cụ thiết yếu khi xây dựng mạch. Nó cho phép bạn nhanh chóng tạo nguyên mẫu cho mạch của mình mà không cần phải hàn các thành phần lại với nhau

Breadboards theo một bố cục chung. Ở bên phải và bên trái, hai đường ray chạy theo chiều dài của breadboard. Mỗi lỗ trên những đường ray được kết nối. Nói chung, chúng được chỉ định dương (điện áp hoặc VCC) và âm (mặt đất hoặc GND)

Trên hầu hết các breadboard, đường ray tích cực được đánh dấu bằng một dấu hiệu tích cực (

pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

6) và sẽ có một đường màu đỏ chạy bên cạnh nó. Đường ray âm được đánh dấu bằng dấu âm (

pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

7) và có một vạch màu xanh lam chạy bên cạnh

Ở bên trong bảng, các thanh ray thành phần chạy vuông góc với các thanh ray dương và âm ở các mặt của breadboard. Mỗi đường ray này có các lỗ để đặt các bộ phận

Tất cả các lỗ trên một thanh ray được kết nối. Ở giữa là rãnh ngăn cách 2 bên breadboard. Đường ray ở phía đối diện của máng xối không được kết nối

Điều này được minh họa trong sơ đồ sau

Trong sơ đồ trên, ba màu được sử dụng để đánh dấu các loại đường ray breadboard khác nhau

• Màu đỏ. đường sắt tích cực
• Đen. đường ray âm
• Màu xanh da trời. đường ray thành phần

Ở phần sau của hướng dẫn này, bạn sẽ sử dụng các đường ray khác nhau này để xây dựng các mạch đầy đủ kết nối với Raspberry Pi

Chân GPIO

Raspberry Pi có bốn mươi chân GPIO dọc theo cạnh trên của bo mạch. Bạn có thể sử dụng các chân GPIO này để kết nối Raspberry Pi với các thành phần bên ngoài

Bố cục ghim bên dưới hiển thị các loại ghim khác nhau và vị trí của chúng. Bố cục này dựa trên chế độ xem từ trên cao của các chân với các cổng USB của Raspberry Pi hướng về phía bạn

Raspberry Pi có năm loại chân khác nhau

1. GPIO. Đây là những chân có mục đích chung có thể được sử dụng cho đầu vào hoặc đầu ra
2. 3V3. Các chân này cung cấp 3. Nguồn điện 3 V cho linh kiện. 3. 3 V cũng là điện áp bên trong mà tất cả các chân GPIO cung cấp
3. 5V. Các chân này cung cấp nguồn điện 5 V, giống như đầu vào nguồn USB cấp nguồn cho Raspberry Pi. Một số thành phần, chẳng hạn như cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động, yêu cầu 5 V
4. GND. Các chân này cung cấp kết nối đất cho các mạch
5. ADV. Các chốt chuyên dụng này là các chốt nâng cao và không được đề cập trong hướng dẫn này

Trong phần tiếp theo, bạn sẽ sử dụng các loại ghim khác nhau này để thiết lập thành phần đầu tiên của mình, nút xúc giác

Nút xúc giác

Đối với mạch đầu tiên của bạn, bạn sẽ kết nối một nút xúc giác với Raspberry Pi. Nút xúc giác là một công tắc điện tử, khi được nhấn sẽ đóng mạch. Khi đóng mạch, Raspberry Pi sẽ đăng ký tín hiệu BẬT. Bạn có thể sử dụng tín hiệu BẬT này để kích hoạt các hành động khác nhau

Trong dự án này, bạn sẽ sử dụng nút xúc giác để chạy các hàm Python khác nhau dựa trên trạng thái của nút. Hãy bắt đầu bằng cách nối nút với Raspberry Pi

1. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nam từ chân GND của Raspberry Pi với đường ray âm của bảng mạch
2. Đặt một nút xúc giác trên máng xối ở giữa breadboard
3. Kết nối dây nhảy đực-đực từ đường ray âm của bảng mạch khung với hàng nơi đặt chân dưới bên trái của nút
4. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nam từ chân GPIO4 của Raspberry Pi với hàng bảng mạch nơi đặt chân dưới bên phải của nút

Bạn có thể xác nhận hệ thống dây điện của mình với sơ đồ bên dưới

Bây giờ bạn đã kết nối mạch của mình, hãy viết mã Python để đọc đầu vào từ nút

Ghi chú. Nếu bạn gặp khó khăn khi tìm một mã pin cụ thể, thì hãy đảm bảo tham khảo tài liệu khi xây dựng mạch của bạn. Bạn cũng có thể mua một bảng đột phá để dễ dàng tạo breadboarding

Bên trong thư mục

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Nếu bạn đang sử dụng Mu thì hãy tạo tệp theo các bước sau

1. Nhấp vào mục menu Mới
2. Nhấp vào để lưu
3. Điều hướng đến thư mục

   pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
   pi@raspberry:~ $ pwd
   /home/pi
   

   0
4. Lưu tệp với tên

   pi@raspberry:~ $ pwd
   /home/pi
   

   9

Với tệp được tạo, bạn đã sẵn sàng để bắt đầu mã hóa. Bắt đầu bằng cách nhập lớp

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Tạo một thể hiện của lớp

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Tiếp theo, xác định các chức năng sẽ được gọi cho các sự kiện nút khác nhau có sẵn trên phiên bản

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Lớp

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

Mặc dù thuộc tính

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

Thời gian giữ cho

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~ $ mkdir python-projects

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Thao tác này sẽ tạo một thể hiện

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Bây giờ bạn đã biết về các thuộc tính sự kiện khác nhau trên

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Tuyệt. Bạn đã thiết lập các sự kiện nút của mình. Điều cuối cùng bạn cần làm là gọi số

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Chương trình cuối cùng của bạn sẽ trông như thế này

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Khi đã hoàn tất việc đi dây và thiết lập mã, bạn đã sẵn sàng để thử mạch đầu tiên của mình. Bên trong thư mục

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Nếu bạn đang sử dụng My, trước tiên hãy đảm bảo rằng tệp đã được lưu, sau đó nhấp vào Chạy để bắt đầu chương trình

Chương trình hiện đang chạy và lắng nghe các sự kiện. Nhấn nút và bạn sẽ thấy thông tin sau trong bảng điều khiển

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Nhấn và giữ nút trong ít nhất một giây và bạn sẽ thấy đầu ra sau

pi@raspberrypi:~ $

Cuối cùng, khi bạn nhả nút, bạn sẽ thấy như sau

pi@raspberrypi:~ $

Tuyệt vời. Bạn vừa kết nối và mã hóa mạch đầu tiên của mình bằng Python trên Raspberry Pi

Vì bạn đã sử dụng

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Với mạch đầu tiên này, bạn đã sẵn sàng bắt đầu điều khiển một số thành phần khác

DẪN ĐẾN

Đối với mạch tiếp theo, bạn sẽ sử dụng Python để bật và tắt đèn LED nhấp nháy mỗi giây. LED là viết tắt của đi-ốt phát quang và các thành phần này tạo ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua. Bạn sẽ thấy rằng chúng được sử dụng ở mọi nơi trong ngành điện tử

Mỗi đèn LED có hai chân. Chân dài hơn là chân dương hoặc cực dương. Dòng điện đi vào LED thông qua chân này. Chân ngắn hơn là chân âm hoặc cực âm. Dòng ra khỏi LED qua chân này

Dòng điện chỉ có thể chạy theo một hướng qua đèn LED, vì vậy hãy đảm bảo rằng bạn đang kết nối dây nhảy với chân thích hợp của đèn LED

Dưới đây là các bước bạn cần thực hiện để nối dây mạch này

1. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nam từ chân GND của Raspberry Pi với đường ray âm của bảng mạch

2. Đặt một đèn LED vào hai lỗ trên breadboard cạnh nhau nhưng không cùng hàng

3. Đặt chân dương, dài hơn của đèn LED vào lỗ ở bên phải

4. Đặt chân âm, ngắn hơn của đèn LED vào lỗ ở bên trái

5. Đặt một đầu của điện trở 330 Ω vào một lỗ trên cùng một hàng của breadboard với chân âm của đèn LED

6. Đặt đầu kia của điện trở vào đường ray âm của breadboard

7. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nam từ chân GPIO4 của Raspberry Pi với một lỗ trên cùng hàng bảng mạch với chân dương của đèn LED

Bạn có thể xác nhận hệ thống dây điện của mình với sơ đồ bên dưới

Nếu hệ thống dây điện có vẻ tốt, thì bạn đã sẵn sàng để viết một số Python để đèn LED nhấp nháy. Bắt đầu bằng cách tạo một tệp cho mạch này bên trong thư mục

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberrypi:~ $

Trong mã này, bạn sẽ tạo một thể hiện của lớp

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Bắt đầu bằng cách nhập

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberrypi:~ $

Tiếp theo, tạo một thể hiện của

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberrypi:~ $

Gọi phương thức

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberrypi:~ $

Cuối cùng, thêm lệnh gọi tới

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberrypi:~ $

Chương trình hoàn chỉnh của bạn sẽ trông như thế này

pi@raspberrypi:~ $

Lưu tệp và chạy nó để xem đèn LED nhấp nháy và tắt

pi@raspberrypi:~ $

Đèn LED hiện sẽ nhấp nháy và tắt mỗi giây. Khi bạn đã hoàn tất việc chiêm ngưỡng mã Python của mình đang hoạt động, hãy dừng chương trình bằng Ctrl + C or Stop in Mu.

Bây giờ bạn đã biết cách điều khiển đèn LED bằng Python trên Raspberry Pi. Đối với mạch tiếp theo, bạn sẽ sử dụng Python để tạo âm thanh từ Raspberry Pi

còi

Trong mạch này, bạn sẽ nối một bộ rung áp điện đang hoạt động với Raspberry Pi. Bộ rung áp điện phát ra âm báo khi có dòng điện chạy qua. Sử dụng thành phần này, Raspberry Pi của bạn sẽ có thể tạo ra âm thanh

Giống như đèn LED, còi có chân dương và chân âm. Chân dương của còi sẽ dài hơn chân âm hoặc sẽ có dấu dương (

pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

Hãy tiếp tục và nối dây cho còi

1. Đặt bộ rung trên breadboard, lưu ý vị trí của chân dương của bộ rung

2. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nam từ chân GND của Raspberry Pi với một lỗ trên cùng hàng bảng mạch với chân âm của bộ rung

3. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nam từ chân GPIO4 của Raspberry Pi với một lỗ trên cùng hàng bảng mạch với chân dương của bộ rung

Xác nhận hệ thống dây điện của bạn dựa trên sơ đồ bên dưới

Với hệ thống dây điện được thiết lập, hãy chuyển sang mã. Tạo một tệp cho mạch này bên trong thư mục

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberrypi:~ $

Trong mã này, bạn sẽ tạo một thể hiện của lớp

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Bắt đầu bằng cách nhập

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberrypi:~ $ python3

Tiếp theo, tạo một thể hiện của

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberrypi:~ $ python3

Gọi phương thức

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberrypi:~ $ python3

Cuối cùng, thêm lệnh gọi tới

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

pi@raspberrypi:~ $

Chương trình hoàn chỉnh của bạn sẽ trông như thế này

pi@raspberrypi:~ $ python3

Lưu tệp và chạy tệp để nghe tiếng bíp bật và tắt sau mỗi nửa giây

pi@raspberrypi:~ $ python3

Bạn sẽ nghe thấy âm thanh còi bật và tắt cho đến khi dừng chương trình bằng Ctrl + C . or Stop in Mu.

Ghi chú. Nếu bạn đang sử dụng Mu, thì có khả năng khi bạn dừng chương trình, âm báo sẽ tiếp tục. Để ngăn âm thanh, hãy tháo dây GND để ngắt mạch

Bạn cũng có thể phải khởi động lại Mu nếu âm thanh vẫn tiếp tục khi bạn kết nối lại dây GND

Tuyệt. Cho đến nay, bạn đã học cách điều khiển ba loại linh kiện điện tử khác nhau bằng Python trên Raspberry Pi. Đối với mạch tiếp theo, chúng ta hãy xem xét một thành phần phức tạp hơn một chút

cảm biến chuyển động

Trong mạch này, bạn sẽ kết nối cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động (PIR) với Raspberry Pi. Cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động phát hiện bất kỳ chuyển động nào trong tầm nhìn của nó và gửi tín hiệu trở lại Raspberry Pi

Điều chỉnh cảm biến

Khi sử dụng cảm biến chuyển động, bạn có thể cần điều chỉnh độ nhạy của cảm biến với chuyển động và khoảng thời gian cảm biến sẽ gửi tín hiệu sau khi phát hiện chuyển động

Bạn có thể thực hiện điều chỉnh bằng cách sử dụng hai nút xoay ở bên cạnh cảm biến. Bạn sẽ biết chúng là mặt số nào vì chúng sẽ có một vết lõm hình chữ thập ở giữa, có thể điều chỉnh vết lõm này bằng tuốc nơ vít đầu Phillips

Hình ảnh bên dưới hiển thị các mặt số này ở mặt bên của cảm biến chuyển động

Như hình ảnh hiển thị, nút xoay bên trái đặt thời gian chờ tín hiệu và nút xoay bên phải đặt độ nhạy của cảm biến. Bạn có thể xoay các mặt số này theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ để điều chỉnh chúng

• Theo chiều kim đồng hồ tăng thời gian chờ và độ nhạy
• Ngược chiều kim đồng hồ giảm thời gian chờ và độ nhạy

Bạn có thể điều chỉnh những thứ này dựa trên nhu cầu dự án của mình, nhưng đối với hướng dẫn này, hãy xoay cả hai mặt số ngược chiều kim đồng hồ. Điều này sẽ đặt chúng thành giá trị thấp nhất của chúng

Ghi chú. Đôi khi, cảm biến chuyển động và Raspberry Pi 3 sẽ không hoạt động chính xác cùng nhau. Điều này dẫn đến thỉnh thoảng dương tính giả từ cảm biến

Nếu bạn đang sử dụng Raspberry Pi 3, hãy đảm bảo di chuyển cảm biến càng xa Raspberry Pi càng tốt

Khi bạn đã điều chỉnh cảm biến chuyển động, bạn đã sẵn sàng thiết lập hệ thống dây điện. Thiết kế của cảm biến chuyển động không cho phép nó dễ dàng kết nối với breadboard. Bạn sẽ cần kết nối trực tiếp các chân GPIO của Raspberry Pi với các chân trên cảm biến chuyển động bằng dây nhảy

Hình ảnh bên dưới cho thấy vị trí của các chốt ở mặt dưới của cảm biến chuyển động

Bạn có thể thấy có ba chân

1. VCC cho điện áp
2. OUT để giao tiếp với Raspberry Pi
3. GND cho mặt đất

Sử dụng các chân này, bạn cần thực hiện các bước sau

1. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nữ từ chân 5V của Raspberry Pi với chân VCC của cảm biến
2. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nữ từ chân GPIO4 của Raspberry Pi với chân OUT của cảm biến
3. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nữ từ chân GND của Raspberry Pi với chân GND của cảm biến

Bây giờ hãy xác nhận hệ thống dây điện với sơ đồ bên dưới

Với cảm biến chuyển động được điều chỉnh và kết nối với Raspberry PI, chúng ta hãy xem mã Python để phát hiện chuyển động. Bắt đầu bằng cách tạo một tệp cho mạch này bên trong thư mục

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

9. Gọi tệp này là

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

49

pi@raspberrypi:~ $ python3

6

Mã cho mạch này sẽ giống với mã bạn đã tạo trước đó. Bạn sẽ tạo một thể hiện của lớp

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

50 và chuyển vào số pin GPIO

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

8 làm tham số. Sau đó, bạn sẽ xác định hai hàm và đặt chúng thành các thuộc tính

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

52 và

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

53 trên thể hiện ________0____50

Hãy xem mã

pi@raspberrypi:~ $ python3

7

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

55 được đặt thành thuộc tính

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

52 và được gọi khi cảm biến phát hiện chuyển động.

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

57 được đặt thành thuộc tính

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

53 và được gọi khi chuyển động đã dừng trong một khoảng thời gian nhất định. Thời gian này được xác định bởi mặt bên của cảm biến

Bạn sẽ nhận thấy rằng trước khi các thuộc tính

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

52 và

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

53 được thiết lập, sẽ có lệnh gọi tới

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

61 trong trường hợp ________0____50. Phương pháp này sẽ tạm dừng việc thực thi mã cho đến khi cảm biến chuyển động không còn phát hiện bất kỳ chuyển động nào nữa. Điều này là để cảm biến sẽ bỏ qua bất kỳ chuyển động ban đầu nào có thể xảy ra khi chương trình đang khởi động

Ghi chú. Cảm biến chuyển động đôi khi có thể quá nhạy hoặc không đủ nhạy. Nếu bạn thấy kết quả không nhất quán trong bảng điều khiển khi chạy mã ở trên, thì hãy đảm bảo kiểm tra xem mọi thứ có được nối dây chính xác không. Bạn cũng có thể cần điều chỉnh đĩa lệnh độ nhạy trên cảm biến của mình

Nếu kết quả của bạn bị chậm trong bảng điều khiển, thì hãy thử điều chỉnh thuộc tính

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

63 trên phiên bản

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

50. Giá trị mặc định là 0. 5

pi@raspberrypi:~ $ python3

8

Điều này sẽ làm giảm số lượng chuyển động cần thiết để làm cho cảm biến hoạt động. Để biết thêm thông tin về lớp

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

50, xem

Lưu mã và chạy nó để thử mạch phát hiện chuyển động của bạn

pi@raspberrypi:~ $ python3

9

Vẫy tay trước cảm biến. Khi phát hiện chuyển động lần đầu tiên,

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

55 được gọi và thông tin sau được hiển thị trong bảng điều khiển

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

0

Bây giờ hãy ngừng vẫy tay trước cảm biến. Sau một vài giây, thông tin sau sẽ được hiển thị

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

1

Tuyệt vời. Bây giờ bạn có thể phát hiện chuyển động với Raspberry Pi của mình. Khi bạn vẫy tay với Raspberry Pi xong, hãy tiếp tục và nhấn Ctrl + C in the command line or press Stop in Mu to terminate the program.

Với mạch cuối cùng này, bạn đã học cách sử dụng Python trên Raspberry Pi để điều khiển bốn thành phần khác nhau. Trong phần tiếp theo, bạn sẽ kết hợp tất cả những điều này lại với nhau trong một dự án đầy đủ

hệ thống dây điện

Dưới đây là các bước để hoàn thành hệ thống dây điện

1. Kết nối dây nhảy nữ-nam từ các chân 5V và GND của Raspberry Pi với các đường ray dương và âm ở mặt bên của bảng mạch

2. Đặt một đèn LED trên breadboard và kết nối chân GPIO14 của Raspberry Pi với đèn LED bằng dây nhảy từ nữ sang nam

3. Nối chân âm của đèn LED với chân âm của breadboard thông qua điện trở 330 Ω

4. Đặt một bộ rung trên breadboard và kết nối chân GPIO15 của Raspberry Pi với bộ rung bằng dây nhảy từ nữ sang nam

5. Kết nối chân âm của còi với thanh âm của bảng mạch khung bằng dây nhảy đực-đực

6. Kết nối dây nhảy từ đầu cái sang đầu đực từ đường ray dương của bảng mạch khung với chân VCC của cảm biến

7. Kết nối dây nhảy từ nữ sang nữ từ chân GPIO4 của Raspberry Pi với chân OUT của cảm biến

8. Kết nối dây nhảy từ đầu cái sang đầu đực từ đường ray âm của bảng mạch khung với chân GND của cảm biến

Xác nhận nối dây theo sơ đồ bên dưới

Được rồi, bây giờ bạn đã kết nối mạch, hãy tìm hiểu mã Python để thiết lập hệ thống báo động kích hoạt chuyển động của bạn

Mã số

Như thường lệ, hãy bắt đầu bằng cách tạo một tệp cho dự án này bên trong thư mục

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Điều đầu tiên bạn muốn làm là nhập mô-đun

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Tiếp theo, nhập

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Cuối cùng, nhập các lớp thành phần bắt buộc từ

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

pi@raspberry:~/Desktop $ cd /home/pi
pi@raspberry:~ $ pwd
/home/pi

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Khi đã sẵn sàng nhập, bạn có thể thiết lập ba thành phần điện tử mà bạn sẽ sử dụng. Tạo các thể hiện của các lớp

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Tiếp theo, xác định vị trí của tệp CSV sẽ lưu trữ dấu thời gian mỗi khi phát hiện chuyển động. Bạn sẽ gọi nó là

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Tạo phương thức lưu dữ liệu dấu thời gian vào tệp CSV. Khi tệp được tạo lần đầu tiên, một hàng tiêu đề sẽ được thêm vào

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Định nghĩa một hàm

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

• Bắt đầu nháy và tắt

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  21 cứ sau nửa giây
• Tạo tiếng bíp

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  40
• Lưu dấu thời gian

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  84 vào từ điển

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  85

Thêm lệnh gọi tới

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

>>> print("Hello from your Raspberry Pi!")
Hello from your Raspberry Pi!

Sau đó xác định hàm

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

• Tắt

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  21 và

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  40
• Lưu dấu thời gian

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  90
• Gọi

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  91 để lưu dữ liệu chuyển động vào tệp CSV
• Đặt lại từ điển

  $ ssh pi@[IP ADDRESS]
  

  85

Bạn cũng sẽ kiểm tra xem có tồn tại giá trị

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Thêm lệnh gọi tới

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Đặt thuộc tính

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Cuối cùng, kết thúc đoạn mã bằng lệnh gọi tới

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Lưu tệp và chạy nó để kiểm tra cảnh báo phát hiện chuyển động mới của bạn

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Bây giờ nếu bạn vẫy tay trước bộ phát hiện chuyển động, thì tiếng còi sẽ bắt đầu phát ra tiếng bíp và đèn LED sẽ nhấp nháy. Nếu bạn dừng di chuyển trong vài giây, thì báo thức sẽ dừng. Trong bảng điều khiển, bạn sẽ thấy như sau

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Hãy tiếp tục và dừng chương trình bằng Stop in Mu hoặc Ctrl + C. Let’s check out the CSV file that was generated:

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Như bạn có thể thấy, dấu thời gian cho chuyển động của

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

$ ssh pi@[IP ADDRESS]

Chúc mừng. Bạn đã tạo một dự án điện tử không tầm thường với Python trên Raspberry Pi

Bước tiếp theo

Bạn không cần phải dừng lại ở đây. Có nhiều cách bạn có thể cải thiện dự án này bằng cách tận dụng khả năng của Python trên Raspberry Pi

Dưới đây là một số cách để tăng cấp dự án này

• Kết nối Mô-đun máy ảnh Raspberry Pi và chụp ảnh bất cứ khi nào phát hiện chuyển động

• Kết nối loa với Raspberry Pi và sử dụng để phát tệp âm thanh nhằm đe dọa kẻ xâm nhập

• Thêm một nút vào mạch để cho phép người dùng bật hoặc tắt tính năng phát hiện chuyển động theo cách thủ công

Có nhiều cách để nâng cấp dự án này. Hãy cho chúng tôi biết những gì bạn nghĩ ra