Projectes amb Raspberry Pi

José Luis Tourón

Encendre un led amb Raspberry Pi

En aquest exercici utilitzarem els pins GPIO de la RPi per a controlar un LED. Necessitarem el següent material:

En la figura de sota es pot observar l’esquema del circuit. El LED està connectat el pin 18 de la RPi (no confondre amb la numeració BCM que correspon al GPIO24). En sèrie amb el LED hi ha una resistència de 470 ohm. La raó d’aquesta resistència és protegir el LED. Per saber com es calcula el valor de la resistència de protecció feu clic aquí. El circuit es tanca amb la resistència connectada a terra (GND).

En la figura inferior es mostra la representació física del circuit. Una cosa a tenir en compte és que els LED tenen polaritat, es a dir, no és igual connectar-los d’una manera que d’altra. Hem de connectar l’ànode al potencial (voltatge) més alt, en cas contrari el LED no s’encendrà. Per a més informació sobre com funciona un LED feu clic aquí.

Per a encendre i apagar el LED farem servir el programa que apareix a sota on utilitzem la biblioteca RPi.GPIO per a controlar els pins.

Controlar el led

Per a encendre el led farem un programa en llenguatge Python. Python conté un mòdul que permet controlar els pins anomenats GPIO (General Purpose Input/Output) de la Raspberry Pi. El mòdul es diu RPi.GPIO i l’hem d’importar al començament del programa per a poder treballar amb ell.

Per escriure el programa podem fer servir l’entorn de desenvolupament IDLE que ve preinstal·lat o el podem escriure en l’editor de text que porta la Raspberry Pi.

El codi del programa serà:

import RPi.GPIO ad GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)

GPIO.output(18, True)

Per a encendre el led ferem el següent:

  1. Importarem el mòdul RPi.GPIO per a poder comunicar-nos amb els pins de la Raspberry, l’importem amb l’àlies GPIO per a ser més breus.

  2. El següent que hem de fer és dir quina manera farem servir per a comptar els pins (n’hi ha dues maneres: amb la numeració de la placa BOARD i amb la numeració del xip BCM), nosaltres sempre farem servir la numeració BOARD perquè és més fàcil.

  3. Definirem quin pin farem servir i si el farem servir com entrada o com sortida amb GPIO.setup(18, GPIO.OUT). En el nostre cas utilitzarem el pin 18 i el definim com sortida.
  4. Per últim donarem l’ordre d’encendre el led això es fa amb GPIO.output(18, True). On True indica que la sortida està encesa, si volem apagar-la hem de posar False. També podem posar 1 o HIGH en comptes de True i 0 o LOW en comptes de False.

Per a provar el nostre codi el podem executar des de l’IDLE o, un cop guardat el fitxer, obrim un terminal fent clic a l’icona del terminal a la barra de tasques i lexecutem des del terminal escrivint:

python <nom del fitxer>

Fer que el led faci pampallugues

Si volem que el led s’encengui i apagui alternativament hem d’importar el mòdul time per gestionar el temps. Per fer que el led s’ensengui i s’apagui en intervals de 1 segon podem escriure el següent codi:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)

for val in range(10):
    GPIO.output(18, True)
    time.sleep(1)
    GPIO.output(18, False)
    time.sleep(1)

En aquest cas tenim que el led s’encèn i s’apaga 10 vegades (bucle for) romanent 1 segon encès i 1 segon apagat en cada cicle.

Millorant el codi

El codi anterior és completament funcional però podem plantejar el següent codi com una millora, afegint-hi comentaris i separant la part de configuració (funció setup, que s’executa només una vegada) i el bucle principal (main). A continuació podem observar el llistat del codi:

#!/usr/bin/python
#LEDtest.py

import time
import RPi.GPIO as GPIO

# LED Blink
#HARDWARE SETUP
# P1
# 2[======X=L===========]40
# 1[====================]39
# X=GND (14) L=LED (18)

LED_ON = 1
LED_OFF = 0

#LED CONFIG - Set GPIO Ports
LED = 18

# Funció que defineix les característiques dels pins
def led_setup():
    #Setup the wiring
    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)   #Mode BOARD de comptar els pins
    #Setup Port
    GPIO.setup(LED,GPIO.OUT)   #El PIN 18 es defineix com sortida

def main():
    led_setup()
    for val in range(10):
        GPIO.output(LED,LED_ON)   #S'encén el LED
        print("LED ON")
        time.sleep(5)             #Esperem 5 segons
        GPIO.output(LED,LED_OFF)  # Apaguem el LED
        print("LED OFF")
        time.sleep(5)             #Esperem 5 segons
try:
    main()
finally:
    GPIO.cleanup()
    print("Tot tancat. FI")
#End

Hi ha una manera de deixar els pins de la Raspberry Pi en un estat segur. Consisteix en utilitzar la funció GPIO.cleanup() un cop el programa ha finalitzat. Això el que fa es esborrar totes les configuracions dels pins per evitar que quedin configurats segons el programa i després, accidentalment, els connectem d’una altra manera i es produeixi un curtcircuit. Per exemple, si tenim un pin congigurat com a sortida i al finalitzar el programa queda en un estat HIGH, si després el conectem a GND estarem produint un curtcircuit i possiblement cremant la placa.

En el programa aquest problema el podem evitar si utilitzem la construcció try: finally:, de manera que el programa executa el que hi ha a la part try: i quan es produeix una finalització del programa perquè s’ha produit un error o perquè l’usuari l’ha terminat polsant Ctrl + C, aleshores s’executa la part que hi ha a finally:. D’aquesta manera la Raspberry queda restablerta i no hi ha perill.