יום שבת, 23 באוגוסט 2014

Arduino Yun - Starting Guide




עד עכשיו ראינו 2 סוגים של לוחות פיתוח, הראשון היה Arduino שמבוסס על מעבד פשוט ללא מערכת הפעלה, לעומתו ראינו את BeagleBone ואת Raspberry PI שמבוססים על מעבדים יותר מתוחכמים שמריצים Linux, מפתחי Arduino לא יכלו להיות אדישים והוציאו דגם חדש שמשלב בתוכו את 2 העולמות.

הוא מכיל 2 מעבדים, הראשון והמוכר ATmega 328u4 במהירות 16MHZ ו 32KB של זיכרון ,הוא אחראי על העבודה מול החיבורים הדיגטליים והאנלוגים המקוריים שיש בגרסת ה Uno הותיקה, המעבד השני הוא Atheros AR 9331 שמבוסס על ארכיטקטורת MIPS במהירות 400Mhz עם 64MB של זיכרון, הוא אחראי על שאר ה Peripherals כמו הרשת הקווית ,האלחוטית ,כרטיס הזיכרון וה USB ,הלוח מריץ מערכת OpenWRT שכתבתי עליה בעבר.

דרישות

  • Arduino Yun
  • Led
  • 330ohm Resistor
  • Wires

בגודל של Uno

הפעלה ראשונית

הלוח מגיע מוכן, מה שנשאר לעשות הוא לחבר אליו חשמל ולהתחבר ל Access Point שהוא יוצר אוטומטית, נפתח את הדפדפן ונכניס את הכתובת של ה Default Gateway שקיבלנו (במקרה שלי 192.168.201.223), דרכה נגיע לממשק הניהול.


הסיסמא ההתחלתית היא arduino

הממשק עצמו מאוד פשוט, דרכו ניתן להגדיר את התקשורת WIFI, אבל יש בו אפשרות נוספת שכדאי להכיר שנקראת Rest API , זה המנגנון דרכו נדבר עם המעבד ATmega דרך שרת Http ששולט על הפינים כפי שנראה בהמשך.

חלק קטן מ OpenWRT


הממשק הבסיסי מאוד פשוט ועונה על הצרכים למתחילים, אבל למי שרוצה להעמיק ניתן להתחבר לממשק המקורי של OpenWRT שמזכיר מאוד נתב סטנדרטי על ידי לחיצה על הקישור Advanced Configure Panel.

טירוף...


Bridge

לפני שנתחיל לכתוב את התוכנית המגשרת בין 2 המעבדים, תחילה יש להשתמש בסביבת Arduino מעודכנת מעל 1.5 שמכילה את הספריות של Yun ו Driver חדש יותר שתומך בלוח,את התוכנית צורבים על הזיכרון של המעבד ATmega בצורה סטנדרטית כמו שעושים לשאר הלוחות של Arduino, רק חשוב לבחור את הלוח המתאים ברשימה, קיימת דוגמה מוכנה שמגיעה עם הגרסה המעודכנת ולמי שחסר ניתן להוריד אותה מכאן כך שלא צריך להתאמץ יותר מידי.

בעזרת פרטוקול Http ושרת Web, נוכל לשלוט על הפינים בעזרת מבנה Url, לדוגמה נניח שנרצה להפוך את Pin 13 ל OutPut נקרא לכתובת במבנה מסויים שברגע שתגיע לשרת הוא יחתוך אותה ויפעל בהתאם כפי שניתן לראות בדוגמאות הבאות:

הגדרת הרגל כ Input / Output:
http://arduino.local/arduino/mode/13/output
כתיבת ערך לרגל דיגיטלית:
http://arduino.local/arduino/digital/13/1
קריאת ערך מרגל דיגיטלית:
http://arduino.local/arduino/digital/13
כתיבה ערך לרגל אנלוגית:
http://arduino.local/arduino/analog/2/128
קריאת ערך מרגל אנלוגית:
http://arduino.local/arduino/analog/2


אחרי שצרבנו את התוכנית, אפשר לעבור לתוכנית השניה שנכתוב Python שתדבר עם ה Bridge ותשלוט ברגליים על פי הצורך, במקרה הזה נתחבר בצורה מקומית, זה יתרון אדיר שמאפשר לנו לשלב את המעבדים בצורה פשוטה ולהנות מכל העולמות בו זמנית, נשתמש במספר כלים שיעזרו לנו בעבודה:
  • Putty - נתחבר ל Arduino Yun בעזרת SSH.
  • WinSCP - העברת קבצים בין המחשב האישי ל Arduino Yun.
נפתח Notepad ונרשום את הקוד הבא:

#Arduino Yun blink example using Bridge with Python
#proxytype.blogspot.com
#getting Thread function from Thread class
from threading import Thread

#add Libraries
import urllib2
import time

#selected Pins
PIN = 7

#set pins output/input
response = urllib2.urlopen('http://localhost/arduino/mode/' + str(PIN) + '/output')
print response.read()

def main(n):
    #flag
    Status = False
    while True:
if Status == False:
Status = True
response = urllib2.urlopen('http://localhost/arduino/digital/' + str(PIN) + '/1')
print response.read()
else:
Status = False
response = urllib2.urlopen('http://localhost/arduino/digital/' + str(PIN) + '/0')
print response.read()
time.sleep(n)
#start in new thread, send second to sleep
t = Thread(target=main, args=(1,))
t.start()



נשמור את הקובץ ונעביר אותו ל Yun בעזרת WinSCP, ואח"כ נתחבר ל Terminal בעזרת SSH ונריץ את התוכנית:



סרט לדוגמה



סיכום

הלוח הזה לוקח את כל העסק צעד אחד קדימה במחיר יחסית שפוי של 60$, ומאפשר לנו לכתוב פרוייקטים יותר מורכבים ועדיין להישאר באותה מסגרת נוחה של Arduino, בהמשך נראה כיצד להשתמש בספריות היעודיות של ה Yun שמאפשרות לגשת למשאבי ה Linux מבלי לעזוב את ה IDE.

יותר שכל באותו מקום...