Kursusles 2 van 10: Basiese Python om Raspberry Pi Pico 4WD Slimmotorstel te bestuur

Kursusles 2 van 10: Basiese Python om Raspberry Pi Pico 4WD Slimmotorstel te bestuur

In hierdie tweede les van die Robojax Raspberry Pi Pico 4WD Slimmotor-kursus, delf ons in die fundamentele Python-programmeringskonsepte wat jou sal bemagtig om jou robot te beheer. Hierdie gids is ontwerp om jou van geen koderingervaring te neem tot selfversekerd skrifte te skryf wat hardeware beheer. In plaas van net sintaksis te memoriseer, sal ons die "hoekom" agter elke konsep verken, wat jou die gereedskap gee om jou eie projekte te bou en aan te pas. Teen die einde van hierdie les sal jy 'n stewige begrip hê van veranderlikes, beheervloei, funksies en lyste—die boustene vir alle toekomstige projekte.

Hierdie kennis is nie net vir 'n slimmotor nie. Die beginsels wat jy hier sal leer, is dieselfde as dié wat in talle werklike toepassings gebruik word. Jy kan hierdie vaardighede toepas om:

• 'n Tuinkweekhuis te outomatiseer om waaiers, pompe en ligte te beheer op grond van sensordata.
• 'n Pasgemaakte sekuriteitstelsel te bou wat alarms aktiveer of kennisgewings stuur.
• Interaktiewe kunsinstallasies te skep wat op die omgewing reageer.
• Jou eie pasgemaakte robotgedrag te ontwikkel verder as die voorafgeprogrammeerde eenhede.

Hardeware/Komponente

Om saam met die hardeware-voorbeelde in hierdie les te volg, sal jy die volgende komponente nodig hê. Dit is alles deel van die SunFounder Raspberry Pi Pico 4WD Slimmotorstel, maar kan individueel gekoop word vir selfstandige eksperimente.

• Raspberry Pi Pico: Die mikrobeheerder-brein van die projek.
• 'n LED: Gebruik om digitale uitsetbeheer te demonstreer.
• 'n Resistor (150Ω - 330Ω): Om stroom te beperk en die LED te beskerm.
• Springdrade: Om verbindings op 'n broodbord te maak.
• 'n Broodbord: Vir die prototipering van jou stroombaan.

Bedradingsgids

Vir die hardeware-demonstrasie in hierdie les, sal ons 'n eenvoudige stroombaan bou om 'n LED met 'n Raspberry Pi Pico te beheer. Die bedrading is eenvoudig en is 'n klassieke eerste stap in fisiese rekenaarwerk. Die sleutel is om 'n stroombeperkende resistor te gebruik om te voorkom dat die LED uitbrand. Die resistor word in serie met die LED gekoppel. Die lang been van die LED (die anode) is die positiewe verbinding, en die kort been (die katode) is die negatiewe verbinding.

In die video gebruik die instrukteur 'n resistor wat aan die grondpen en die kort been van die LED gekoppel is. Die lang been is aan GPIO-pen 22 gekoppel. Hierdie opstelling laat die Pico toe om 'n hoë (3.3V) sein na die pen te stuur om die LED aan te skakel en 'n lae (0V) sein om dit af te skakel.

Let wel: Die bedradingdiagram word in die video gewys. Verwys asseblief na die visuele gids vir presiese plasing.

Kodeverduideliking

Hierdie les fokus op kern Python-sintaksis en -logika, wat noodsaaklik is vir die beheer van jou robot. Kom ons breek die sleutelkonsepte wat in die video gedek word, af. Die kodevoorbeelde is in MicroPython geskryf, 'n weergawe van Python wat ontwerp is om op mikrobeheerders soos die Raspberry Pi Pico te loop.

Veranderlikes en Datatipes

Veranderlikes is soos gemerkte bokse waar jy inligting stoor. In Python hoef jy nie 'n veranderlike se tipe te verklaar nie; dit word afgelei van die waarde wat jy toeken. (in video by 03:33)

age = 23  # Dit is 'n heelgetal
name = "Ahmad"  # Dit is 'n string (teks)
pi = 3.14  # Dit is 'n desimale getal

Jy kan hierdie veranderlikes in berekeninge gebruik en hul waardes druk. Byvoorbeeld, om die aantal dae in 'n gegewe ouderdom te bereken, kan jy days = age * 365 gebruik. Die print()-funksie word gebruik om uitset na die konsole te vertoon.

Voorwaardelike stellings (As/Anders)

Voorwaardelike stellings laat jou kode toe om besluite te neem. Dit is noodsaaklik vir 'n robot om op sy omgewing te reageer, soos om te stop wanneer dit 'n obstruksie bespeur. (in video by 07:39)

age = 16
if age >= 17:
    print("Jy kan bestuur")
else:
    print("Te jonk om te bestuur")

Die if-stelling kontroleer 'n voorwaarde. As die voorwaarde Waar is, word die ingekeepde kodeblok daaronder uitgevoer. As dit Onwaar is, loop die kode onder die else-stelling. Die inkeping (spasies aan die begin van 'n lyn) is krities in Python; dit definieer watter kode aan watter blok behoort.

Lusse (Vir en Terwyl)

Lusse word gebruik om 'n kodeblok te herhaal. Dit is ideaal vir take soos om sensorwaardes te skandeer of 'n motor deur 'n reeks stappe te beweeg. (in video by 09:04)

Vir-lus: Hierdie lus herhaal 'n spesifieke aantal kere.

for x in range(5):  # x sal 0, 1, 2, 3, 4 wees
    print(x)

Terwyl-lus: Hierdie lus gaan voort solank 'n voorwaarde waar is. Dit is nuttig om 'n hoofprogramlus te skep wat vir ewig loop totdat 'n spesifieke gebeurtenis plaasvind. (in video by 12:13)

x = 9
while x > 5:
    print("Waarde van x is:", x)
    x = x - 1  # Verminder x
print("Lus voltooi")

Wees versigtig met while True:-lusse. Hulle sal vir ewig loop tensy jy 'n break-stelling gebruik om die lus te verlaat of jy die program stop.

Funksies

Funksies is herbruikbare kodeblokke wat 'n spesifieke taak uitvoer. Hulle help om jou kode georganiseerd te hou en herhaling te voorkom. (in video by 14:52)

def calculate_days(years):
    days = years * 365
    return days

# Nou kan ons hierdie funksie verskeie kere gebruik
days_in_10_years = calculate_days(10)
print("Dae in 10 jaar:", days_in_10_years)

Hier is calculate_days 'n funksie wat 'n argument (years) neem en 'n waarde teruggee. Dit is meer doeltreffend as om dieselfde berekening oor en oor te skryf. Die video demonstreer ook hoe een funksie 'n ander kan roep, wat jou in staat stel om komplekse bewerkings uit eenvoudige, toetsbare dele op te bou.

Lyste

Lyste word gebruik om 'n geordende versameling items te stoor. Dit is perfek om 'n reeks opdragte vir jou robot te stoor, soos "vorentoe", "agtertoe", "links" en "regs". (in video by 19:15)

move = ["vorentoe", "agtertoe", "links", "regs", "stop"]
print(len(move))  # Druk die aantal items in die lys (5)
print(move[0]) # Druk die eerste item, "vorentoe"

# Jy kan items byvoeg
move.append("krans")
# Jy kan items verwyder
move.pop()  # Verwyder "krans"
# Jy kan items verander
move[2] = "vlieg"  # Verander die derde item na "vlieg"

Lyste is nul-geïndekseer, wat beteken die eerste item is by indeks 0. Die len()-funksie gee jou die lengte van die lys, en jy kan 'n for-lus gebruik om deur alle items te loop. Die enumerate()-funksie word ook bekendgestel, wat jou beide die indeks en die waarde tydens 'n lus gee, wat nuttig is om met veelvuldige penne of sensors te werk.

Werk met Penne en Tyd

Dit is waar jy Python-logika met die fisiese wêreld verbind. Jy gebruik die machine-biblioteek om die Pico se GPIO-penne te beheer. (in video by 25:16)

from machine import Pin
import time

# Stel pen 22 op as 'n uitset
led = Pin(22, Pin.OUT)

# Skakel die LED aan en af
led.on()
time.sleep(1)
led.off()
time.sleep(1)

Jy kan ook van 'n pen lees deur dit as 'n inset met Pin(2, Pin.IN) op te stel. Die time-biblioteek is noodsaaklik om vertragings by te voeg (time.sleep()) en om verlooptyd te meet met time.ticks_ms() of om tussen tydformate om te skakel met time.localtime() en time.mktime(). Dit is deurslaggewend vir tydgebaseerde logika, soos om 'n polsbreedtemodulasie (PWM)-sein te skep om motorspoed te beheer.

Lewende Projek/Demonstrasie

In die video verskaf die instrukteur 'n lewendige demonstrasie van hierdie konsepte. Hy begin deur eenvoudige print()-stellings en veranderlike toewysings in 'n Python-tolk te wys. Hy beweeg dan na meer komplekse voorbeelde en wys visueel hoe if-stellings 'n program se vloei verander op grond van 'n veranderlike se waarde.

Die instrukteur demonstreer dan 'n praktiese hardeware-voorbeeld deur 'n LED aan die Raspberry Pi Pico te koppel. Hy skryf 'n eenvoudige MicroPython-skrip wat die LED aan en af skakel met 'n een-sekonde vertraging, wat die direkte resultaat wys van die beheer van 'n fisiese uitset met kode. Hierdie praktiese voorbeeld versterk die verband tussen die programmeerlogika en werklike aksie. Die les sluit af deur te wys hoe om enumerate te gebruik om veelvuldige penne te bestuur en hoe om die time-module vir meer gevorderde tyd- en skeduleringsbewerkings te gebruik.

Hoofstukke

• [00:00] Inleiding tot die Raspberry Pi Pico Slimmotor-kursus
• [01:31] Kursusoorsig en Stelvermoëns
• [03:33] Veranderlikes en Datatipes in Python
• [07:39] Voorwaardelike Stellings (As/Anders)
• [09:04] Verstaan For-lusse
• [12:13] Verken While-lusse
• [14:52] Definieer en Gebruik Funksies
• [19:15] Werk met Lyste en Datastrukture
• [25:16] Beheer GPIO-penne met MicroPython
• [29:54] Praktiese Voorbeeld: Laat 'n LED Knip
• [31:15] Gevorderde Penbeheer met Enumerate
• [31:24] Werk met Tydfunksies