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RASPBERRY PI
PROGRAMMAZIONE
19 maggio 2015 - TechBar presso Cowo42 - Osimo

Chi sono
Gabriele Guizzardi
http://www.brainandbytes.com
guizzardi@brainandbytes.com

NOTA
Questo incontro e queste slide possono essere considerate
il naturale continuo del Workshop fatto presso il Warehouse
Coworking di Pesaro.
Consiglio quindi di visualizzare prima tali slide ench’esse
presenti sul mio account �ݺ�ߣShare.
http://www.slideshare.net/guizzardigabriele

Quali SO sono disponibili
- Raspbian (porting di Debian Wheezy 7)
- Ubuntu Mate (RPi 2)
- Windows 10 IoT (RPi 2)
- Arch
- Debian
- Pidora (Fedora)
- RISC OS (non è Linux)
- OpenElec e altri (media center)
- ...e altri...

GPIO della RPi B+ e della 2
I2C
UART

I protocolli del GPIO
Il RPi ha tre protocolli seriali: UART, SPI e I2C
UART (Universal Asynchronous Receiver-Trasmitter) trasmetti flussi di dati
in modo seriale. Asincrono significa che usa i dati stessi per sincronizzare la
trasmissione.
SPI (Serial Peripheral Interface) è una trasmissione seriale sincrona che
opera in modalità Full Duplex cioè permette la comunicazione bidirezionale
simultaneamente.
I2C (I quadro C, Inter-Integrated Circuit) bus di tipo sincrono, si basa su due
linee, una per i dati (sda) e una per il clock di sincronizzazione (scl).

Pulse Width Modular (PWM)
La modulazione di larghezza di impulso, è un tipo
dimodulazione digitale che permette di ottenere una
tensione media variabile dipendente dal rapporto tra la
durata dell'impulso positivo e di quello negativo (duty-
cycle), allo stesso modo è utilizzato per protocolli di
comunicazione in cui l'informazione è codificata sotto forma
di durata nel tempo di ciascun impulso. Grazie ai moderni
microcontrollori è possibile attivare o inattivare un
interruttore ad alta frequenza e allo stesso modo rilevare lo
stato e il periodo di un impulso. (wikipedia)

Pulse Width Modular GPIO
p = GPIO.PWM(channel, frequency) #istanzia PWM
p.start(dc) #avvia PWM dove dc è il duty cycle (0.0 <= dc <= 100.0)
p.ChangeFrequency(freq) #cambiare frequenza dove freq è la nuova frequenza in Hz
p.ChangeDutyCycle(dc) #cambiare il duty cycle dove 0.0 <= dc <= 100.0
p.stop() #ferma PWM
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
p = GPIO.PWM(12, 0.5)
p.start(1)
input('Premi un tasto per fermare')
p.stop()
GPIO.cleanup()

Come funziona I2C
Usando 7 bit per gli indirizzi si possono collegare fino a 128 Slave (alcuni riservati quindi sono meno)

Abilitiamo I2C
disabilitato ma presente:
nano /etc/modules

Abilitiamo I2C
nano /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf
(aggiungere il carattere sharp alla riga i2c-bcm2708 per abilitarlo)

Abilitiamo I2C
- apt-get install i2c-tools
- reboot
- modprobe i2c-dev
- ls /dev/i2c* (vedremo le porte)
- chmod o+rw /dev/i2c*
(ora possiamo usare le porte, dovremo rilanciare modprobe
e chmod ad ogni avvio. Se vogliamo automatizzare il
processo inseriamo i due comandi in /etc/rc.local)

Controlliamo I2C
- i2cdetect -y 0 oppure - i2cdetect -y 1

Installare una dash board
apt-get install curl php5-curl php-json
(andare nella cartella /var/www)
git clone https://github.com/afaqurk/linux-dash.git
(oppure scaricare lo script)
sul browser digitare: 192.168.n.n/linux-dash

Utility utili
apt-get install mc (il vecchio Norton Commander)
apt-get install jed (editor)
apt-get install tree
apt-get install epiphani-browser (browser)
apt-get install fbi (visualizza immagini da shell)
apt-get install iptraf (analizza il traffico di rete)
apt-get install nmon (monitorare Linux da riga di comando)

Versione della GPIO
Python è il linguaggio principale e ufficiale della Raspberry Pi
pertanto troviamo già presente una libreria per usare la GPIO:
RPi.GPIO
Per sapere quale versione è installata eseguire:
- find /usr | grep -i gpio

Python
import RPi.GPIO as GPIO # carica la libreria per gestire la PGIO
from time import sleep # importa sleep da time per gestire la pausa
GPIO.setmode(GPIO.BCM) # settiamo BCM come numerico
GPIO.setwarnings(0) # sopprimo i messaggi di errore
GPIO.setup(17, GPIO.IN) # settiamo GPIO17 come input (pulsante)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT) # settiamo GPIO18 come output (LED)
print "Lampeggio LED con GPIO 18"
try:
while True: # eseguiamo fino a che non si preme CTRL+C
if GPIO.input(17): # se NON premo il pulsante, stato = 1 (alto)
print "LED SPENTO"
GPIO.output(18, 0) # settiamo la porta a 0
else:
print "LED ACCESO"
GPIO.output(18, 1) # settiamo la porta a 1
sleep(0.5) # attende mezzo secondo
finally: # * vedi testo
GPIO.cleanup() # pulisce gli stati

Accendiamolo usando il C
Possiamo usare una libreria inizialmente scritta per Arduino
e adattata per RPi: WiringPi.
La libreria può essere usata anche per Python, Ruby e
Perl.
- git clone git://git.dragon.net/wiringPi
- cd wiringPi
- ./build

C
#include <stdio.h> //libreria standard IO
#include <wiringPi.h> //libreria WiringPi
//vedi tabella pin della GPIO, colonna wiringPi
#define LED12 1 //alla variabile LED12 assegno il pin 0
#define PULSANTE11 0 //alla variabile PULSANTE11 assegno il pin 1
int main(void)
{
printf("Lampeggio LED su GPIO 18n");
wiringPiSetup(); //inizializzo la libreria
pinMode(LED12,OUTPUT); //essendo un LED lo imposto come "output"
pinMode(PULSANTE11,INPUT); //essendo un pulsante lo imposto come "input"

C
for (;;) //ciclo infinito
{
if (digitalRead(PULSANTE11)==LOW) //premuto il pulsante
{
printf("LED ACCESOn");
digitalWrite(LED12,HIGH); //accendo il LED
delay(1000); //acceso per 1 sec.
}
printf("LED spenton");
digitalWrite(LED12,LOW); //spengo il LED
delay(1000); //rallento un po'
}
return 0; //chiudo main
}
gcc -o PulsanteLed PulsanteLed.c -lwiringPi

Setup di wiringPi
wiringPiSetup();
(usa la numerazione semplificata, 11 = 0)
wiringPiSetupGpio();
(usa la numerazione Broadcom, 11 = 17)
… ce ne sono altre meno importanti (vedi sito).

Utilizziamo MONO e C#
apt-get install mono-complete
apt-get install monodevelop
apt-get install gtk-sharp2

Utilizzare Java
http://pi4j.com
(utilizza http://wiringpi.com)
- curl -s get.pi4j.com | sudo bash

Java
import com.pi4j.io.gpio.GpioController;
import com.pi4j.io.gpio.GpioFactory;
import com.pi4j.io.gpio.GpioPinDigitalOutput;
import com.pi4j.io.gpio.PinState;
import com.pi4j.io.gpio.RaspiPin;
import com.pi4j.io.gpio.GpioPinDigitalInput;
import com.pi4j.io.gpio.PinPullResistance;
import com.pi4j.io.gpio.event.GpioPinDigitalStateChangeEvent;
import com.pi4j.io.gpio.event.GpioPinListenerDigital;
public class PulsanteLed {
public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
System.out.println("Lampeggio LED alla pressione di un pulsante");
//creo il controller
final GpioController gpio = GpioFactory.getInstance();

Java
//imposto myButton come input dal pin 0 (GPIO17) e imposto pin come output
sul pin 1 (GPIO18)
final GpioPinDigitalInput myButton = gpio.provisionDigitalInputPin
(RaspiPin.GPIO_00, PinPullResistance.PULL_DOWN);
final GpioPinDigitalOutput pin = gpio.provisionDigitalOutputPin
(RaspiPin.GPIO_01, "MyLED", PinState.LOW);
//mi metto in ascolto dello stato del pin in input (listener)
myButton.addListener(new GpioPinListenerDigital() {
@Override
public void handleGpioPinDigitalStateChangeEvent
(GpioPinDigitalStateChangeEvent event) {

Java
System.out.println("PULSANTE: " + event.getState());
pin.toggle(); //cambio di stato il LED
System.out.println("LED ACCESO");
try {
Thread.sleep(1000); //attendo 1 sec.
}
catch (InterruptedException ie) {
//gestisci eccezzione
}
}
});
//creo un loop infinito solo per attendere l'evento (pulsante
premuto)
for (;;) {
Thread.sleep(500);
}
}
}

Java
javac -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib’*’ -d . PulsanteLed.java
java -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib’*’ PulsanteLed

Web Server LAMP
- apt-get install apache2 (collegandosi a localhost si può
vedere che funziona)
- apt-get install mysql-server mysql-client
(durante l’installazione chiede di cambiare la password)
- apt-get install php5 libapache2-mod-php5 php5-mysql
(andare in /var/www e creare un file .php)
<?php phpinfo(); ?>
Ricollegarsi a localhost, lanciare il file .php creato e se tutto ok
viene visualizzato un elenco delle funzionalità di php

Web Server Python
python -m CGIHTTPServer
Da un altro PC collegarsi a
http://[indirizzo ip]:8000

PHP
<?php
/* l'istruzione exec esegue un comando da shell */
exec("gpio read 0", $stato);
$led = '<img src=/slideshow/programmare-raspberry-pi-cowo42-osimo-an/48517875/"spento.png">&
if (isset($_POST['accendi']))
{
exec("gpio mode 1 out");
exec("gpio write 1 1");
$led = '<img src="acceso.png">';
}
if (isset($_POST['spegni']))
{
exec("gpio mode 1 out");
exec("gpio write 1 0");
$led = '<img src="spento.png"';
}

PHP
if (isset($_POST['lettura']))
{
exec("gpio read 0", $stato);
}
?>
<html>
<head>
<title> EMCelettronica - by Gabriele Guizzardi </title>
</head>
<body>
<H2 align=center> Accensione LED tramite pulsante web </H2>
<form method="post" action="">
<p align=center>

PHP
LED : <button name="accendi">Accendi</button>
<button name="spegni">Spegni</button>
<?php echo $led; ?>
</p>
</form>
<form method="post" action="">
<p align=center>
Valore Pulsante : <button name="lettura"> Leggi stato </button>
<input type="text" name="valor" value= "<?php echo $stato[0]; ?>" >
</p>
<p align=center>Tenete premuto il pulsante del circuito e cliccate Leggi
Stato.</p>
</form>
</body>
</html>

Lazarus (Free Pascal)
- apt-get install fpc
- apt-get install lazarus

...l’avventura inizia adesso...
CIAO

�ݺ�ߣ

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