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[ 虚谷号入门] 虚谷号借助pinpong库使用纯Python代码控制硬件

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本帖最后由 柳春晓 于 2021-7-15 11:48 编辑

虚谷号使用pinpong库教程

首先我们先来介绍一下pinpong库是什么:

pinpong库是一套控制开源硬件主控板的Pyhton库,基于Firmata协议并兼容MicroPython语法。

借助于pinpong库,直接用Python代码就能给各种常见的开源硬件编程。其原理是给开源硬件烧录一个特定的固件,使开源硬件可以通过串口与电脑通讯,执行各种命令。

pinpong库的名称由“pin”和“pong”组成,“pin”指引脚,“pinpong”为“乒乓球”的谐音,指信号的往复。

下面的内容将讲解如何在虚谷号上使用jupyter编辑器和pinpong库来控制厚物扩展板上的硬件。

文章将会从准备工作项目制作两大部分讲述,准备工作内容有:准备器件、连接器件、配置WiFi、打开在线编辑器、安装pinpong库;项目制作内容有:LED闪烁、按键控制LED、OLED显示文字、RGB闪烁。

一、准备工作

1.需要的器件:

虚谷号创客版套件  * 1  (主要包含主板、天线、数据线、适配器,也可以选择教育版套件,性能更佳)

厚物扩展板  * 1  


0.准备.jpg

2.组装厚物扩展板和虚谷号

虚谷号主控板上有两排排母,一排长一排短,厚物扩展板上有两排针脚,一排长一排短,将虚谷号的长短排母对应厚物扩展板的长短排针对到一起,然后轻轻按压即可成功组装。


组装.gif

3.配置WiFi

首先我们需要一个路由器或者其他无线设备,让电脑和虚谷号能够连接同一个WiFi。配置WiFi是为了接下来能够使用jupyter在线代码编辑器,后面如果要做物联网设计也是需要配置WiFi的,因此这个设置是一定要的。

(1)将虚谷号和厚物板接起来后,通过USB数据线将虚谷号和电脑连接,连接成功后板子上的指示灯会点亮。


0实物图.jpg

(2)连接成功后等待一会系统会弹出一个U盘,进入后打开vvBoard文件夹,如果没有U盘弹出建议换一条好一点的数据线试一下。


1.vv文件夹.jpg

(3)进入后用记事本打开vvBoard_config文件。


2vv config.jpg

(4)修改WiFi帐号和密码信息。


7.wifi.jpg

(5)按下板子右侧的复位键重启板子,等待U盘再次出现后再次打开vvBoard文件夹,然后打开wifi_log.txt文件可查看wifi连接状态以及分配的IP地址。如果wifi没有连接成功请检查wifi的帐号密码信息以及wifi信号是否正常,且wifi网络需要是直连网络,不能用那种连接后还需要网页登录的wifi。


2wifi_log.jpg

4. 打开juperter在线编辑器

(1)如果wifi正确连接,打开vvBoard文件夹会出现访问jupyter和访问siot,双击访问jupyter。如果没有出现访问jupyter和访问siot,请确定虚谷号与电脑是否处在同一个wifi网络下,如果不确定是否处于同一网络,建议使用手机热点让电脑和虚谷号同时连接。


4访问jupyter.jpg

(2)登录密码会有提示,进入jupyter后界面如图。


5jupyer进入界面.jpg

(3)新建一个python3文件


6新建-pyrhon.jpg

(4)进入后可看到上方有一些工具,常用主要是左侧运行和停止按钮,右侧会有连接状态提示信息(连接成功后为空白),python3的圆点全黑时表示正在运行。


6.1工具介绍.jpg

5.安装PinPong库

(1)接下来在第一行空白的指令行输入指令安装pinpong库,注意叹号要是英文输入法,PinPong库只需安装一次即可一直使用,不用每次都安装哦(后面的版本号可能会有差异,下一步会更新版本):

!pip install pinpong


7install.jpg

(2)安装完成后将pinpong库升级为最新版本:

!pip install -U pinpong -i  https://pypi.Python.org/simple/


1.升级库.jpg

(3) 查看pinpong库是否成功安装并查看版本号,当前我使用的最新版本是0.3.0,如果低于这个版本下面的操作可能会出现错误:

!pip list


2.pip list.jpg

(4)加载一下pinpong库看能否成功加载:

from pinpong.board import Board,Pin #加载pinpong库  输入这条指令运行,如果没有报错提示则说明安装成功。

少数用户可能会发生以下情况

一直提示导入库错误,解决办法:断电重启设备再次尝试,如果依然报错库有问题,就将pinpong库卸载重装。

1)新建终端:

3。终端.jpg

2)卸载: pip uninstall pinpong

3)察看确认是否卸载干净: pip list

4)可以看到我这里还有其他版本的残留:


4.卸载残留.jpg

5)继续卸载: pip uninstall pinpong

6)察看确认是否卸载干净: pip list

7)直到pip list 看不到pinpong库

二、项目制作

1.使用PinPong库点亮厚物板上的LED灯,并实现闪烁效果:


[mw_shl_code=python,false]
#实验效果:控制板载LED灯一秒闪烁一次
#接线:将厚物板与虚谷号对接
import time #加载时间库,用来实现延时控制
from pinpong.board import Board,Pin #加载pinpong库

Board("xugu").begin()               #初始化,选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号,不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin()      #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin()   #mac下指定端口初始化

led = Pin(Pin.D13, Pin.OUT) #引脚初始化为电平输出

#循环执行
while True:
  #led.value(1) #输出高电平 方法1
  led.write_digital(1) #输出高电平 方法2
  print("1") #终端打印信息
  time.sleep(1) #等待1秒 保持状态

  #led.value(0) #输出低电平 方法1
  led.write_digital(0) #输出低电平 方法2
  print("0") #终端打印信息
  time.sleep(1) #等待1秒 保持状态
[/mw_shl_code]

(1)运行效果


10.blink.jpg

1.gif

(2)代码分析

led = Pin(Pin.D13, Pin.OUT)    这段代码定义了引脚D13为输出模式,Pin.D13定义了引脚为D13号引脚,也就是板载的LED灯,如果想外接LED只需要将D13改为其他引脚即可。

led.value(1)led.write_digital(1)' 两种写法都是让D13引脚输出高电平,第一种写法更加简单,第二种写法更接近Arduino C的原写法,根据需要可自行更改。

time.sleep(1)是延时函数,参数的单位为S,如果想更改闪烁频率可修改参数“1”为其他的数。

(3)停止代码运行

因为上面blink的代码中用到了while Ture,因此程序会一直循环执行,这时如果想要执行其他的代码必须先让上面的代码块停止运行,点击左上方的停止按钮(中断服务)即可停止,等待右上角运行状态的圆点为白色即代表运行停止,并且会打印提示信息:


11.停止.jpg

2.使用PinPong库和按键控制厚物板上的灯亮:


[mw_shl_code=python,false]import time
#实验效果:通过按键控制灯亮灭,按键按下灯亮,松开灯灭
#接线:将厚物板与虚谷号对接,按键连接到D8引脚

from pinpong.board import Board,Pin  #导入必要的库函数

Board("xugu").begin()               #初始化,选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号,不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin()      #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin()   #mac下指定端口初始化     

btn = Pin(Pin.D8, Pin.IN)  #设置数字引脚8号的数字输入
led = Pin(Pin.D13, Pin.OUT)  #设置数字引脚13号为数字输出

print("start..")
while True:
    #v = btn.value()  #读取引脚电平方法1
          v = btn.read_digital()  #读取引脚电平方法2
    if(v == 1):
        #led.value(0)
        led.write_digital(0)
        #print("LED on")
    else:
        #led.value(1)
        led.write_digital(1)
        #print("LED off")
[/mw_shl_code]

(1)运行效果


按键.jpg 4.gif


(2)代码分析

btn = Pin(Pin.D8, Pin.IN)   这段代码定义了D8引脚为输入模式,Pin.D8代表引脚为D8引脚,如果要更换其他引脚需要修改这里。

v = btn.value()v = btn.read_digital() 两种写法,读取按键的值存入变量v,然后判断v的值来控制灯的亮灭。

3.停止运行上面的程序,使用PinPong库控制厚物板上的OLED显示信息:


[mw_shl_code=python,false]

#实验效果:I2C OLED2864屏控制
#接线:将厚物板与虚谷号对接
import time
from pinpong.board import Board
from pinpong.libs.dfrobot_ssd1306 import SSD1306_I2C #导入ssd1306库

Board("xugu").begin()               #初始化,选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号,不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin()      #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin()   #mac下指定端口初始化

oled=SSD1306_I2C(128, 64) #初始化屏幕,传入屏幕像素点数


while True:
    oled.fill(1) #全部填充显示
    oled.show() #显示生效
    print("1")
    time.sleep(1)

    oled.fill(0) #全部填充熄灭,清屏
    oled.show() #显示生效
    print("0")
    time.sleep(1)

    oled.text(0) #显示数字
    oled.text("Hello PinPong",8,8) #指定位置显示文字
    oled.show()  #显示生效
    time.sleep(2)
[/mw_shl_code]

运行效果


12.OLED.jpg 2.gif

4.停止运行上面的程序,使用PinPong库控制厚物板上的RGB灯闪烁不同颜色:


[mw_shl_code=python,false]# -*- coding: UTF-8 -*-
#实验效果:控制WS2812单线RGB LED灯
#接线:将厚物板与虚谷号对接
import time
from pinpong.board import Board,Pin,NeoPixel #导入neopixel类

Board("uno").begin()               #初始化,选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号,不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin()      #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin()   #mac下指定端口初始化

NEOPIXEL_PIN = Pin(Pin.D9)
PIXELS_NUM = 3 #灯数

np = NeoPixel(NEOPIXEL_PIN,PIXELS_NUM)

while True:
    np[0] = (0, 255 ,0) #设置第一个灯RGB亮度
    np[1] = (255, 0, 0) #设置第二个灯RGB亮度
    np[2] = (0, 0, 255) #设置第三个灯RGB亮度
    print("color 1")
    time.sleep(1)
    np[0] = (0, 0, 0)
    np[1] = (0, 0, 0)
    np[2] = (0, 0, 0)
    print("color 2")
    time.sleep(1)
[/mw_shl_code]

运行效果


13.RGB.jpg 3.gif

还有很多其他的示例,可以通过查看pinpong库的官方文档来学习:https://pinpong.gitee.io/   或 https://pinpong.readthedocs.io


hnyzcj  版主

发表于 2020-7-30 09:18:13

8错
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gray6666  初级技神

发表于 2020-7-30 10:23:05

很棒,期待有机会入手
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DFS1w2cb8o8  中级技师

发表于 2020-8-1 15:21:09

不错
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田霖11  学徒

发表于 2020-12-30 20:10:22

请问:Python写好程序后,可以让设备脱机运行吗?也就上传程序后是不连接电脑运行
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柳春晓  高级技师
 楼主|

发表于 2020-12-31 10:47:59

田霖11 发表于 2020-12-30 20:10
请问:Python写好程序后,可以让设备脱机运行吗?也就上传程序后是不连接电脑运行 ...

可以的,看一下我有关虚谷号的另一篇帖子
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DFH1Zk7egRD  学徒

发表于 2021-1-5 13:50:19

本帖最后由 DFH1Zk7egRD 于 2021-1-5 13:55 编辑

按照您的步骤往下进行,import语句报错:
from pinpong.board import Board,Pin

错误如下



TueJanuary-202101054486..png
TueJanuary-202101058802..png
TueJanuary-202101057513..png
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柳春晓  高级技师
 楼主|

发表于 2021-1-6 22:18:03

DFH1Zk7egRD 发表于 2021-1-5 13:50
按照您的步骤往下进行,import语句报错:
from pinpong.board import Board,Pin

重启一下虚谷号
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DFH1Zk7egRD  学徒

发表于 2021-1-11 17:16:08


谢谢您的回复,后来我用的pinpong库0.3.0版本,就没有这个问题了
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