‏הצגת רשומות עם תוויות Python. הצג את כל הרשומות
‏הצגת רשומות עם תוויות Python. הצג את כל הרשומות

יום שבת, 6 בספטמבר 2014

Arduino Yun - CGI and Python




אחרי הכרות קצרה עם Arduino Yun הגיע השלב להעמיק פנימה, המאמר מתמקד על בניית ממשק Web מתקדם בניגוד למה שהדגמתי בעבר שהיה יחסית מוגבל הפעם נעזר ב CGI ובשפת Python על מנת להשלים את המשימה בצורה פשוטה והמהירה ביותר, אבל לפני שנתחיל כדאי להצטייד במספר כלים.
  • NotePad++ - כתיבת קוד והמרות קבצים בין Windows ל Linux.
  • WinScp - העברת קבצים בין ה Yun למחשב האישי.
  • Putty - התממשקות ב SSH ל Yun.

הגדרה ראשונית

שימו לב!
  • יש לגבות את קבצי המערכת לפני התחלת העבודה!
  • יש לגבות את ספריית www.
מערכת ההפעלה OpenWrt מגיעה עם שרת Web שנקרא uhttpd שדרכו ניגשים לממשק של ה Yun, נוכל להעזר בו בשביל האתר שלנו, כל מה שצריך לעשות הוא להוריד את קובץ ההגדרות (uhttpd) שנמצא בתיקייה /etc/config/ בעזרת WinSCP ולהוסיף שורה שמייצגת את ה interpreter של Python כפי שניתן לראות בדוגמה:

# List of extension->interpreter mappings.
# Files with an associated interpreter can
# be called outside of the CGI prefix and do
# not need to be executable.
# list interpreter ".php=/usr/bin/php-cgi"
# list interpreter ".cgi=/usr/bin/perl"
list interpreter   ".py=/usr/bin/python"


קוד

הדוגמה קצת יותר מורכבת מ Hello World פשוט ומכילה 2 דפים, הדף הראשון הוא ה Login שבעזרתו נקבל קלט מהמשתמש ונעביר אותו ב Get לדף השני, במקרה שעשינו טעות בשם המשתמש או הסיסמא השרת יזריק קוד של Javascript שיחזיר את הלקוח ל Login,

על מנת לא לפגוע באתר המקומי של ה Yun נוסיף תיקייה חדשה ב www/cgi-bin בה נאכסן את קבצי ה Python אבל לא נוכל להכניס בה את קבצי ה JS או ה CSS כי השרת יחשוב שהוא צריך להריץ אותם ויחפש את interpreter המתאים, לכן יש לאכסן את שאר הקבצים מחוץ לתייקית cgi-bin.

login.py

#!/usr/bin/env python
import os

#set http header, leave double space
print "Content-type: text/html"
print

#print html content
print """
     <html>
     <head>
     <title>Login</title>
     
     <meta name="viewport" 
     content="width=device-width,initial-scale=1,maximum-scale=1" />
     
     <link href="/../example/css/jquery.mobile-1.4.3.min.css" rel="stylesheet" type="text/css" />
     <script src="/../example/js/jquery-2.1.1.min.js" type="text/javascript"></script>
     <script src="/../example/js/jquery.mobile-1.4.3.min.js" type="text/javascript"></script>
     <script src="/../example/js/jquery.validate.min.js" type="text/javascript"></script>
     </head>
     
     <body>
          <form action="/cgi-bin/example/welcome.py" method="get">
             <div style="margin-top:5%;margin-left:5%;margin-right:5%">
                Name: <input type="text" name="txb_name">  <br />
             </div>
             <div style="margin-top:5%;margin-left:5%;margin-right:5%">
                Password: <input type="password" name="txb_password" />
             </div>

             <div style="margin-top:5%;margin-left:5%;margin-right:5%">
                <input type="submit" value="Submit" />
             </div>
          </form>

     </body>
     </html>
      """

welcome.py

#!/usr/bin/env python
import os
import cgi

form = cgi.FieldStorage()

# get date from post/get
name = form.getvalue('txb_name')
password  = form.getvalue('txb_password')

# set http header, leave double space
print "Content-type: text/html"
print

# write head
print """
    <html>
    <head>
    <title>Welcome</title>

    <meta name="viewport"
        content="width=device-width,initial-scale=1,maximum-scale=1" />
        
    <link href="/../example/css/jquery.mobile-1.4.3.min.css" rel="stylesheet" type="text/css" />
    <script src="/../example/js/jquery-2.1.1.min.js" type="text/javascript"></script>
    <script src="/../example/js/jquery.mobile-1.4.3.min.js" type="text/javascript"></script>
    </head>"""

# change body depend on the request
if password != "12345" and name != "proxytype":
   print """
        <body>
            <script type="text/javascript">
               window.location.href = 'login.py';
            </script>
            Redirecting...
        </body>
        </html>"""
else:
    print """
        </head>
        <body>
        <h1 style="margin-top:5%%;margin-left:5%%">Welcome, %s !</h1>
        </body>
        """ % (name)
# % is symbol for string formatting for return it in string enter double '%%'
# printing close tag
print "</html>"


נקודות נוספות

CGI רגיש מאוד ולפעמים עלולים לקבל שגיאות שלא תמיד ניתן להבין מה בדיוק הבעיה, רכזתי מספר טיפים שיפתרו את רוב התקלות:
  • Permissions - יש לוודא שהסקריפטים של ה Python נמצאים בתיקיית cgi-bin ושיש שלהם הרשאות גבוהות ניתן להעזר בפקודה ב chmod a+x, זה יעשה את העבודה.
  • (End Of Line (EOL - יש הבדל באיך מערכות ההפעלה מתייחסות לסוף השורה, ב Windows בכל סוף שורה יש את התווים r\n\ ולעומת זאת במערכות Unix רק את התו n\ לכן במקרה שכותבים ב Windows יש לשמור את הקבצים בהגדרת Unix בעזרת Notepad++:
זה הכרחי?!

  • (Bytes Order Mark (BOM - תו Unicode שמוכנס לתחילת הקובץ מאפשר להקל על צורת הקידוד במקרה של Unicode, UTF-16 ו UTF-32 במקרה שלנו נשתמש ב UTF-8 ככה שאין לו משמעות וצריכים להוריד אותו בעזרת Notepad++: 
קידוד עולם אכזר!



תוצאה סופית



סיכום

בעזרת Python בשילוב JavaScript ו Css נוכל לבנות ממשקי ניהול מורכבים, וזה בזכות ה Linux שמאפשר לנו לעבוד עם שירותים מתקדמים יותר ונפח זיכרון גדול לקבצים , אומנם הדגמתי על Python אבל אפשר לעבוד גם עם PHP רק שהוא לא מגיע באופן טבעי עם הלוח ויש להוריד אותו בנפרד.

ללא גבולות...

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...


יום שבת, 16 באוגוסט 2014

Raspberry Pi - Starting Guide



אם חשבתם ש Raspberry PI יעבור לידי ואני לא אתייחס אליו אז טעיתם, הלוח הזה שינה את כללי המשחק בכל הקשור למערכות Embedded ו SOC, הוא זול ,פשוט ומגיע עם מגוון רחב של חיבורים, אין משהו שלא עשו איתו ממערכות פשוטות למחשבי על, הוא תוכנן ע"י ארגון צדקה בשם Raspberry Pi Foundation שמטרתו ללמד מדעי המחשב באופן חופשי בעולם.

הסדרה מכילה 3 דגמים עם את אותו מעבד ARM 700MHZ (בנתיים) וההבדלים העיקריים הם בציוד היקפי (Peripherals) שמשתנים מדגם לדגם ומשפיעים על המחיר.

www.sparkfun.com



דרישות

  • Raspberry PI Model B
  • SDCard 8 GB
  • TFT Monitor
  • Keyboard + Mouse
  • LED
  • 330ohm Resistor
  • Breadboard
  • Wires




שימו לב!
  • יש לחבר לספק 5V בלבד!
  • חשוב לזכור שהפינים של ה 5V מוגבלים עד 300ma וה 3.3V עד 50ma.

התקנה

יש להוריד את קבצי ההתקנה של מערכת ההפעלה מהאתר הרשמי, קיימות גרסאות שונות של Linux שניתן להתקין, יש גרסת Noobs למשתמשים חדשים שמאפשרת התקנה מהירה ונוחה.

http://www.raspberrypi.org/downloads/


לפני ההתקנה של מערכת ההפעלה יש לוודא שהכרטיס ה SD עבר פורמט, ניתן לבצע זאת בעזרת SD Formatter שבהורדה חינם מהאתר של SDCard, או באמצעות הפורמט של Windows אבל בחלק מהכרטיסים זה עלול לגרום לאיטיות ולבעיות.

https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/

לאחר סיום הפורמט נפתח את קובץ ה Zip ונעתיק את התוכן שלו ל SDcard, נחבר מקלדת ומסך ואפשר לומר שסיימנו, הלוח מגיע עם כניסת HDMI שניתן לחבר לכל טלויזיה או מסך וחיבור S-Video סטנדרטי למסכים קצת יותר פרימיטביים לצורך הדוגמה אני משתמש במסך בגודל 5 אינץ שמתאים בעיקר לרכב שרכשתי מ DX תמורת 40$ היתרון שלו על פני שאר המסכים שניתן גם לחבר VGA, בדר"כ המסכים האלה מגיעים ללא ספק כוח ודורשים 12V אבל הצלחתי להפעיל אותו ב 9V ואני מאמין שאפשר גם בפחות.

סיני זול שעושה את עבודה.


במהלך ה Boot של הלוח ניתן ללחוץ Shift 3 על מנת להעביר את התצוגה ל S-Video ב PAL ומשם להמשיך בהתקנה, קובץ ההתקנה מכיל מספר distributions של Linux מותאמות ל Raspberry Pi, אבל מומלץ להשתמש ב Raspbian שהיא הפופלרית ביותר.

שתו קפה יש זמן...

בסיום ההתקנה הלוח יעשה Boot ויעלה מסך הגדרות הם מספר אפשרויות, קודם כל מומלץ להחליף את סיסמאת ה Default שהיא raspberry עבור משתמש PI, ניתן להגדיר Overclock ועוד כל מיני דברים, תמיד אפשר לחזור למסך הזה ע"י הפקודה raspi-config עם Sudo.


Overclock - נחמד!

בסיום יעלה לנו הטרמינל הרגיל של Linux, בעזרת הפקודה startx נעבור לממשק חלונאי:

ואוו...

קוד

המערכת מוכנה ואפשר להתחיל לכתוב את הקוד הראשון, בעבר הדגמתי כיצד לתכנת פינים ב BeagleBone וזה לא כלכך שונה מה PI, כי נחזור על אותה קלישאה ישנה שהכל ב Linux זה קובץ וכל מה שנשאר זה לפתוח אותו ולכתוב בו ערך באיזה שפה שנרצה, במקרה של ה PI שפת ה Python מגיעה כחלק מהמערכת אבל לפני הקוד חשוב להכיר את הפינים עצמם.

26 פינים שחלקם עם שימוש נוסף

26 פינים שבחלקם ניתן לעשות יותר משימוש אחד, ניתן לעבוד עם מספר ממשקים שונים (UART,SPI,I2C), במערכת מגיעה סביבת פיתוח פשוטה של Python שנקרא IDLE שבעזרתו נכתוב את הקוד, אם לא בא לכם לעבוד ישירות על הלוח ניתן להתחבר אליו בעזרת SSH.


#add Libraries
import RPi.GPIO as GPIO

#use board pins
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
#selected pin
pin = 7
#set GPIO as output
GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)

#set flag false
status = False

while True:
if status == False:
GPIO.output(pin,GPIO.LOW)
status = True
else:
GPIO.output(pin,GPIO.HIGH)
status = False
x = raw_input('Press Key!')





מבנה סופי



סרט הדגמה




סיכום

הלוח הזה פשוט מדהים, אפשר לעשות איתו הכל ויש סביבו קהילה ענקית של מפתחים ,כל יום נולד בעזרתו פרוייקט חדש, הוא גרם לירידת מחירים רצינית בתחום וקבע רף חדש של 40$ ללוח, בקיצור מדובר על מחשב קטן שמתאים לצרכים בסיסיים ואפילו מעבר לכך.

יש פטל?