Menghubungkan Arduino dengan vpython

Dalam tutorial kami sebelumnya, kami belajar cara menginstal python di mesin windows kami dan cara menghubungkan Arduino dengan python menggunakan proyek kontrol LED sederhana. Jika Anda baru, saya sangat menyarankan Anda untuk kembali ke tutorial sebelumnya karena tutorial ini merupakan kelanjutan dari tutorial sebelumnya.

Anda mungkin sudah mulai bertanya-tanya mengapa kita membutuhkan python dengan Arduino jika yang bisa dilakukannya hanyalah berkomunikasi melalui port serial. Tapi, Python adalah platform pengembangan yang sangat kuat di mana banyak aplikasi keren di mana pembelajaran mesin, visi komputer, dan banyak lagi dapat diintegrasikan. Dalam tutorial ini kita akan belajar Bagaimana Kita Dapat Membuat Antarmuka Grafis Kecil Menggunakan Python. Untuk melakukan ini kita membutuhkan modul bernama Vpython. Tutorial berikut hanya berlaku untuk pengguna windows karena untuk pengguna Mac atau Linux, prosedurnya berbeda.

Di akhir tutorial ini kita akan belajar bagaimana kita bisa membuat GUI sederhana menggunakan Python. Kita akan membuat animasi kecil yang merespon nilai sensor ultrasonik yang dipasang pada Arduino. Aplikasi ini melacak objek menggunakan sensor Ultrasonic dan menampilkannya dalam bentuk grafik di komputer menggunakan VPython. Saat kita memindahkan objek, sensor ultrasonik merasakan jarak dan mengirimkan informasi ini ke program Python menggunakan Arduino dan itu akan memindahkan objek di komputer juga. Kedengarannya menarik bukan! Jadi mari kita mulai…

Prasyarat:

Arduino (Versi apa saja)
Sensor Ultrasonik HC-SR04
Menghubungkan Kabel
Komputer dengan Python
Pengetahuan tentang tutorial sebelumnya

Menginstal VPython di Komputer Anda:

Dalam tutorial kami sebelumnya, kami telah mempelajari cara menginstal python di mesin Anda dan cara memindahkannya dan membuat program sederhana dengan Arduino. Sekarang kami telah menginstal Visual Python (VPython) di atas ini sehingga kami dapat membuat Grafik keren menggunakan Python untuk Arduino. Untuk langkah-langkah sederhana di bawah ini untuk memulai dengan VPython

LANGKAH 1. Pastikan Python sudah diinstal sesuai pedoman tutorial sebelumnya.

Langkah 2. Klik pada VPython untuk mengunduh file exe untuk Visual Python. Jangan memilih untuk menginstal versi 64-bit meskipun mesin Anda berjalan pada 64-bit. Ikuti saja tautan yang diberikan.

LANGKAH 3. Luncurkan file exe dan ikuti pengaturannya. Jangan mengubah jalur direktori default dan pastikan Anda telah memilih "instalasi penuh".

LANGKAH 4. Setelah terinstal, Anda akan menemukan aplikasi baru bernama "VIDLE (VPython)" di desktop atau panel aplikasi seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

LANGKAH 5. Luncurkan aplikasi dan Anda akan mendapatkan jendela seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

LANGKAH 6. Ini adalah jendela tempat kita akan mengetik program untuk VPython. Tapi, untuk saat ini mari kita periksa apakah Vpython berfungsi dengan membuka program contoh. Untuk melakukan ini pilih File-> Open-> Bounce

LANGKAH 7. Anda harus membuka program contoh. Coba luncurkan program menggunakan Run -> Run Module . Jika semuanya berfungsi seperti yang diharapkan, Anda harus mendapatkan layar berikut.

Anda akan melihat jendela Shell (kiri) dengan dua >>> yang menunjukkan kompilasi berhasil dan jendela sebenarnya (depan) yang menunjukkan bola memantul.

Langkah 8. Anda juga dapat mencoba program contoh lain untuk mengetahui kekuatan VPython, misalnya program contoh bernama "motor-listrik" akan membuat Anda tercengang dengan tampilan berikut.

Langkah 9. Ini berarti VPython Anda siap untuk digunakan dan Anda dapat beralih ke topik " Pemrograman Vpython Anda ".

LANGKAH 10. Lain jika Anda seperti salah satu dari banyak orang yang mendapatkan "Kesalahan numpy" jangan putus asa karena kami akan menyelesaikan masalah itu di langkah selanjutnya

LANGKAH 11. Buka Komputer saya -> Drive C -> Python 27 -> Scripts -> local.bat . Ini akan meluncurkan prompt perintah seperti yang ditunjukkan di bawah ini

LANGKAH 12. Sekarang ketik "pip install --upgrade numpy" dan tekan enter. Versi baru Numpy harus diinstal di komputer Anda. Anda mungkin harus menunggu beberapa saat jika koneksi internet Anda lambat.

LANGKAH 13. Setelah selesai Anda dapat kembali ke langkah nomor 4 dan mencoba program contoh dan Anda akan dapat membuatnya bekerja.

Pemrograman VPython:

Selanjutnya kita mulai memprogram ke jendela VPython kita. Dalam program ini kita akan membuat dua objek persegi panjang 3D yang satu akan ditempatkan di tengah layar referensi ke sensor Ultrasonic stasioner dan yang lainnya akan berada di lokasi dinamis berdasarkan jarak antara sensor AS dan objek (kertas).

The kode Python lengkap dapat ditemukan di akhir halaman ini. Lebih jauh ke bawah, saya telah menjelaskan kode python ini dengan membaginya menjadi jung kecil yang berarti.

Baris pertama adalah mengimpor Perpustakaan visual sehingga kita dapat membuat objek 3D. Garis di bawah ini melakukan hal yang sama.

dari impor visual *

Anda harus terbiasa dengan empat baris berikutnya, karena kita telah menggunakannya di tutorial sebelumnya. Mereka digunakan untuk mengimpor Serial dan pustaka waktu dan juga membuat koneksi serial dengan Arduino di COM18 dengan 9600 sebagai baudrate

impor serial #Serial diimpor untuk komunikasi Serial waktu impor #Required to use delay functions ArduinoSerial = serial.Serial ('com18', 9600) #Create Serial port object bernama arduinoSerialData time.sleep (2) # waiting selama 2 detik untuk komunikasi mapan

Sekarang saatnya membuat objek. Saya telah membuat dua persegi panjang 3d bernama obj dan dinding. The walll adalah dinding stasioner dalam warna cyan ditempatkan di tengah layar dan obj adalah objek bergerak dalam warna putih. Saya juga telah menempatkan teks "Sensor AS" di dekat objek dinding.

obj = kotak (pos = (- 5,0,0), ukuran = (0,1,4,4), color = color.white) wallL = box (pos = (- 1,0,0), size = (0,2, 12,12), warna = warna.cyan) teks (teks = 'Sensor AS', sumbu = (0,1,0), pos = (- 2, -6,0), kedalaman = -0,3, warna = color.cyan)

Saya yakin bahwa tiga baris di atas akan muncul sebagai bahasa Yunani dan Latin untuk sebagian besar pembaca pertama kali, tetapi seiring waktu Anda akan dapat memahaminya. Segala sesuatu yang disebutkan di dalam tanda kurung adalah (x, y, z) koordinat. Dan koordinat ini sangat mirip dengan yang kita temukan di kelas geometri sekolah menengah kita seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Sekarang, grafik dan port serial sudah siap yang harus kita lakukan hanyalah membaca datanya dan menempatkan “obj” (persegi panjang putih) di tempat yang sesuai dengan data yang berasal dari Arduino. Ini dapat dilakukan dengan baris berikut, di mana obj.pos.x mengontrol posisi koordinat X dari objek (Persegi panjang putih).

t = int (ArduinoSerial.readline ()) #membaca serial data dan mencetaknya sebagai baris t = t * 0.05 obj.pos.x = t

Mempersiapkan Arduino Anda:

Skrip Python siap untuk mendengarkan nilai dari port COM dan menganimasikan grafik yang sesuai, tetapi Arduino kami belum siap. Pertama kita harus menghubungkan sensor Ultrasonic ke Arduino sesuai dengan Diagram Sirkuit berikut. Jika Anda benar-benar baru mengenal sensor AS dan Arduino, maka Anda harus kembali ke tutorial Pengukuran Jarak Berbasis Sensor Arduino & Ultrasonik.

Kemudian unggah Program Arduino yang diberikan di akhir halaman ini. Program ini dijelaskan sendiri menggunakan baris komentar. Kita tahu bahwa sensor ultrasonik bekerja dengan menghitung waktu yang dibutuhkan denyut nadi untuk mengenai suatu benda dan kembali lagi. Nilai ini dihitung dengan menggunakan fungsi PulseIn di Arduino. Nanti waktu yang dibutuhkan diubah menjadi jarak menggunakan garis di bawah ini.

dist = (timetaken / 2) / 2.91;

Di sini jarak dihitung dalam milimeter (mm).

Kerja:

Pekerjaan proyek itu sederhana. Luncurkan program Python dan letakkan objek di depan sensor AS seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Sekarang luncurkan program python dan Anda harus dapat melihat persegi panjang putih bergerak bersama dengan kertas Anda, jarak antara kertas dan sensor Anda juga akan ditampilkan di jendela shell seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Beginilah cara kita melacak pergerakan objek menggunakan sensor Ultrasonic dan Python dengan Arduino.

Semoga Anda memahami proyek ini dan menikmati membangunnya. Ini hanyalah satu langkah halus menuju python tetapi Anda dapat membangun lebih banyak hal kreatif menggunakan ini. Jika Anda memiliki ide tentang apa yang harus dibangun dengan posting ini, mereka di bagian komentar dan gunakan forum untuk bantuan teknis. Sampai jumpa dengan proyek python menarik lainnya.