通過pyFirmata實現樹莓派控制Arduino

作者：Rishabh Jain
編譯：Tony

儘管就其應用程序和結構而言，Raspberry Pi和Arduino是兩種不同的硬件，但是它們都被認爲是兩個相互競爭的開源硬件平臺。他們倆都有非常強大的社區和支持。今天，我們將稍作更改，並向您展示如何利用它們。如果您同時擁有Arduino和Raspberry pi板，那麼本文將向您展示如何使用Raspberry pi和Python控制Arduino。

我們將使用PyFirmata固件通過Raspberry Pi python腳本向Arduino發送命令。PyFirmata基本上是python程序的預構建庫包，可以將其安裝在Arduino中，以允許任何計算機上的python腳本與Arduino之間進行串行通信。這個python包可以訪問Arduino上的任何引腳。因此，這裏我們將使用Raspberry pi在Arduino上運行python程序。

因此，在本教程中，我們將利用該庫，並在Arduino開發板中使用它來通過Raspberry Pi控制Arduino。

要求

• 安裝了Raspbian操作系統的Raspberry Pi
• Arduino Uno或任何其他Arduino開發板
• Arduino USB線
• 發光二極管

在本教程中，我將通過HDMI電纜使用外部監視器與Raspberry Pi連接。如果沒有監視器，則可以使用SSH客戶端（Putty）或VNC服務器通過筆記本電腦或計算機連接到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。請按照以下步驟進行安裝：

• **步驟1：**將Raspberry Pi連接到互聯網。打開命令終端並鍵入以下命令，然後按Enter

sudo apt-get -y install arduino python-serial mercurial

等待幾分鐘，這將需要一些時間。該命令將在您的Raspberry Pi中安裝Arduino IDE。

• **步驟2：**現在，我們將使用指定的github安裝pyFirmata文件：

git clone  https://github.com/tino/pyFirmata

然後運行以下命令：

cd pyFirmata 
sudo python setup.py install

• 步驟3： 我們已經安裝了所有必需的文件和設置。

現在，使用USB電纜將Arduino開發板與Raspberry Pi連接，然後在終端窗口中鍵入arduino啓動Arduino IDE 。

• **步驟4：-**然後鍵入lsusb命令以檢查Arduino是否與樹莓派連接。

在Arduino IDE中，轉到工具，然後選擇板子和串行端口。

• **步驟5：**通過單擊文件->示例->固件->標準固件，然後單擊上載按鈕，在Arduino上上傳PyFirmata固件,如下所示。

我們已經在Arduino板上成功安裝了pyFirmata固件。現在，我們可以使用Raspberry Pi控制Arduino。

爲了演示，我們將通過在Raspberry Pi中編寫python代碼來使Arduino上的LED閃爍和漸變。

代碼說明

對於編碼部分，您應該閱讀pyFirmata的文檔以更好地理解，我們將使用pyFirmata函數編寫代碼。

在Raspberry Pi上打開您喜歡的文本編輯器，然後導入pyFirmata庫。

import pyfirmata

在Arduino上定義引腳以連接LED

led_pin = 9

現在，我們必須使用pyfirmata.Arduino()函數編寫連接Arduino板的串行端口名稱，然後通過在板變量中分配端口來創建一個實例。

board = pyfirmata.Arduino("/dev/ttyACM0")
print "Code is running”

在while循環中，使用board.digital[].write()函數將led引腳設置爲高電平和低電平，並使用board.pass_time函數提供延遲。

while True:
    board.digital[led_pin].write(0)
    board.pass_time(1)        
    board.digital[led_pin].write(1)
    board.pass_time(1)

我們的代碼已經準備好，通過以.py爲擴展名的文件來保存該代碼。

打開命令終端，然後鍵入python blink.py以在Arduino板上運行代碼。確保使用USB連接線將Arduino開發板與Raspberry Pi開發板連接。

現在，您可以在Arduino板上看到LED閃爍。

使用pyFirmata在Arduino上使LED漸變

現在，我們將編寫用於使LED漸變的代碼，以使您更加熟悉pyFirmata函數。此代碼與上一個代碼一樣簡單。您必須使用兩個for循環，一個用於增加亮度，另一個用於降低亮度。

在此代碼中，我們以不同的方式定義了引腳，例如led = board.get_pin(‘d:9:p’)，其中d表示數字引腳。這是pyFirmata庫的功能，部分代碼如下：

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)

現在，您可以在系統中添加更多傳感器，嘗試使用Raspberry pi和python腳本構建它們。

附上完整代碼：

#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)

關注微信公衆號：TonyCode
Arduino學習交流羣：868283450

更多內容，歡迎關注我的公衆號。 微信掃一掃下方二維碼即可關注：