Vpython के साथ Arduino को इंटरफैस करना

हमारे पिछले ट्यूटोरियल में हमने सीखा कि कैसे हमारी खिड़कियों की मशीन पर अजगर को स्थापित किया जाए और एक साधारण एलईडी नियंत्रण परियोजना का उपयोग करके अजगर के साथ Arduino को कैसे इंटरफ़ेस किया जाए। यदि आप नए हैं, तो मैं दृढ़ता से आपको पिछले ट्यूटोरियल में वापस आने की सलाह दूंगा क्योंकि यह ट्यूटोरियल उसी की निरंतरता है।

आप पहले से ही आश्चर्यचकित हो सकते हैं कि हमें Arduino के साथ अजगर की आवश्यकता क्यों होगी अगर यह सब कर सकता है तो बस सीरियल पोर्ट पर संवाद कर सकता है। लेकिन, पायथन बहुत मजबूत विकास मंच है, जिस पर बहुत सारे अच्छे अनुप्रयोग जिनमें मशीन लर्निंग, कंप्यूटर विजन और बहुत कुछ एकीकृत किया जा सकता है। इस ट्यूटोरियल में हम सीखेंगे कि हम पायथन का उपयोग करके एक छोटा ग्राफिकल इंटरफ़ेस कैसे बना सकते हैं । ऐसा करने के लिए हमें Vpython नामक एक मॉड्यूल की आवश्यकता होगी । निम्न ट्यूटोरियल केवल मैक या लिनक्स उपयोगकर्ता के लिए विंडोज़ उपयोगकर्ता के लिए लागू है, प्रक्रिया अलग है।

इस ट्यूटोरियल के अंत में हम सीखेंगे कि हम पायथन का उपयोग करके सरल GUI कैसे बना सकते हैं । हम एक छोटा सा एनीमेशन बनाएंगे जो कि Arduino से जुड़े अल्ट्रासोनिक सेंसर के मूल्य पर प्रतिक्रिया करता है। यह एप्लिकेशन अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग करके ऑब्जेक्ट को ट्रैक करता है और इसे VPython का उपयोग करके कंप्यूटर पर ग्राफिकल रूप में प्रदर्शित करता है । जैसे ही हम ऑब्जेक्ट को आगे बढ़ाते हैं, अल्ट्रासोनिक सेंसर दूरी की अनुभूति करता है और Arduino का उपयोग करके पायथन प्रोग्राम को यह जानकारी भेजता है और यह कंप्यूटर में ऑब्जेक्ट को भी स्थानांतरित करेगा। दिलचस्प सही लगता है! तो चलिए शुरू करते हैं…

पूर्व-आवश्यकताएं:

Arduino (कोई भी संस्करण)
अल्ट्रासोनिक सेंसर HC-SR04
तारों को जोड़ना
पायथन के साथ कंप्यूटर
पिछले ट्यूटोरियल पर ज्ञान

अपने कंप्यूटर पर VPython स्थापित करना:

हमारे पिछले ट्यूटोरियल में हमने पहले ही सीखा है कि आपकी मशीन पर अजगर को कैसे स्थापित किया जाए और इसके चारों ओर कैसे घूमें और डूडिनो के साथ एक सरल प्रोग्राम बनाएं। अब हमने इसके ऊपर Visual Python (VPython) स्थापित किया है ताकि हम Arduino के लिए Python का उपयोग करके कूल ग्राफिक्स बना सकें । VPython के साथ आरंभ करने के लिए नीचे दिए गए सरल चरणों के लिए

चरण 1 । सुनिश्चित करें कि पाइथन पिछले ट्यूटोरियल दिशानिर्देशों के अनुसार पहले से स्थापित है।

चरण 2. विज़ुअल पायथन के लिए exe फ़ाइल डाउनलोड करने के लिए VPython पर क्लिक करें। भले ही आपकी मशीन 64-बिट पर चलती हो, 64-बिट संस्करण स्थापित करने का विकल्प न चुनें। बस दिए गए लिंक का पालन करें।

चरण 3 । एक्साई फ़ाइल लॉन्च करें और सेटअप का पालन करें। डिफ़ॉल्ट निर्देशिका पथ को न बदलें और सुनिश्चित करें कि आपने "पूर्ण स्थापना" चुना है।

चरण 4 । एक बार स्थापित होने के बाद, आपको अपने डेस्कटॉप या एप्लिकेशन पैनल पर "VIDLE (VPython)" नामक एक नया एप्लिकेशन मिलना चाहिए, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

चरण 5 । एप्लिकेशन लॉन्च करें और आपको नीचे दिखाए अनुसार विंडो मिलनी चाहिए।

चरण 6 । यह वह विंडो है जहां हम VPython के लिए प्रोग्राम में टाइप करेंगे। लेकिन, अब हम देखते हैं कि Vpython एक उदाहरण कार्यक्रम खोलकर काम कर रहा है या नहीं । ऐसा करने के लिए File-> Open-> Bounce चुनें

चरण 7 । आपको एक उदाहरण कार्यक्रम खोला जाना चाहिए। रन -> रन मॉड्यूल का उपयोग करके प्रोग्राम लॉन्च करने का प्रयास करें । यदि सब कुछ उम्मीद के मुताबिक काम कर रहा है तो आपको निम्न स्क्रीन मिलनी चाहिए।

आपको शेल विंडो (बाएं) को दो के साथ देखना चाहिए >>> सफल संकलन और वास्तविक विंडो (सामने) को दर्शाता है जो एक गेंद उछलती हुई दिखाई देती है।

चरण 8. आप VPython की शक्ति की खोज के लिए अन्य उदाहरण कार्यक्रमों की भी कोशिश कर सकते हैं, उदाहरण के लिए "इलेक्ट्रिक-मोटर" नामक उदाहरण कार्यक्रम आपको निम्न स्क्रीन द्वारा चकित करेगा।

चरण 9. इसका मतलब है कि आपका VPython उपयोग के लिए तैयार है और आप " अपने Vpython प्रोग्रामिंग " विषय के लिए नीचे गिर सकते हैं।

चरण 10 । यदि आप एक बहुत से ऐसे हैं, जो "सुन्न त्रुटि" प्राप्त करते हैं, तो हम आशा नहीं खोते हैं कि हम आगे के चरणों में उस मुद्दे को सुलझा लेंगे

चरण 11 । मेरा कंप्यूटर खोलें -> C ड्राइव -> पायथन 27 -> लिपियाँ -> local.bat । यह एक कमांड प्रॉम्प्ट लॉन्च करेगा जैसा कि नीचे दिखाया गया है

चरण 12 । अब “pip install --upgrad numpy” टाइप करें और एंटर दबाएँ। Numpy का नया संस्करण आपकी मशीन पर स्थापित होना चाहिए। अगर आपका इंटरनेट कनेक्शन धीमा है तो आपको कुछ समय तक इंतजार करना पड़ सकता है।

चरण 13 । एक बार जब आप चरण संख्या 4 पर वापस आ सकते हैं और एक उदाहरण कार्यक्रम की कोशिश कर सकते हैं और आपको इसे काम करने में सक्षम होना चाहिए।

प्रोग्रामिंग VPython:

अगला हम अपने VPython विंडो में प्रोग्रामिंग शुरू करते हैं। इस कार्यक्रम में हम दो 3 डी आयताकार वस्तुएं बनाएंगे, एक को स्क्रीन के केंद्र में स्थिर अल्ट्रासोनिक सेंसर में रखा जाएगा और दूसरा यूएस सेंसर और ऑब्जेक्ट (पेपर) के बीच की दूरी के आधार पर एक गतिशील स्थान पर होगा।

पूरा अजगर कोड इस पृष्ठ के अंत में पाया जा सकता। इसके अलावा, मैंने इस अजगर कोड को छोटे सार्थक खंडों में विभाजित करके समझाया है।

पहली पंक्ति दृश्य पुस्तकालय को आयात करने के लिए होगी ताकि हम 3 डी ऑब्जेक्ट बना सकें। नीचे की रेखा वही करती है।

दृश्य आयात से *

आपको अगली चार पंक्तियों से परिचित होना चाहिए, क्योंकि हमने उन्हें अपने पिछले ट्यूटोरियल में पहले ही इस्तेमाल कर लिया है। वे सीरियल और टाइम लाइब्रेरी आयात करने के लिए उपयोग किए जाते हैं और बॉड के रूप में 918 के साथ COM18 पर Arduino के साथ एक सीरियल कनेक्शन स्थापित करते हैं

आयात धारावाहिक # सीरियल सीरियल संचार समय के लिए आयात किया गया है # विलंबित कार्यों का उपयोग करने के लिए तैयार है ArduinoSerial = serial.Serial ('com18', 9600) #Create सीरियल पोर्ट ऑब्जेक्ट जिसे arduinoSerialestata समय कहा जाता है। सो (2) # संचार के लिए 2 सेकंड के लिए प्रतीक्षा करें। स्थापित हो जाओ

अब, वस्तुओं को बनाने का समय आ गया है। मैंने obj और दीवार के नाम से दो 3D आयत बनाए हैं । WallL स्क्रीन के केंद्र में रखा सियान रंग में एक स्थिर दीवार और obj सफेद रंग में चल वस्तु है। मैंने दीवार वस्तु के पास एक पाठ "यूएस सेंसर" भी रखा है।

ओब्ज = बॉक्स (पॉस = (- ५,०,०), आकार = (०.१,४,४), रंग = रंग.वाइट) वालल = बॉक्स (पॉस = (१,०,०)), आकार = (०.२), 12,12), रंग = color.cyan) पाठ (पाठ = 'यूएस सेंसर', अक्ष = (0,1,0), स्थिति = (- 2, -6,0), गहराई = -0.3, रंग = color.cyan)

मुझे यकीन है कि उपरोक्त तीन पंक्तियाँ पहली बार के पाठकों के लिए ग्रीक और लैटिन के रूप में सामने आई होंगी, लेकिन समय के साथ आप इसे समझ पाएंगे। कोष्ठक के अंदर उल्लेखित सब कुछ (x, y, z) निर्देशांक है। और ये निर्देशांक उन लोगों के समान हैं जो हम अपने हाई स्कूल ज्यामिति वर्ग में पाते हैं जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

अब, ग्राफिक्स और सीरियल पोर्ट तैयार है जो हमें करना है डेटा को पढ़ना है और Arduino से आने वाले डेटा के अनुसार "obj" (सफेद आयत) को एक जगह पर रखना है । यह निम्नलिखित पंक्तियों द्वारा किया जा सकता है, जहां obj.pos.x वस्तु के X को-ऑर्डिनेट स्थिति (व्हाइट आयत) को नियंत्रित करता है।

t = int (ArduinoSerial.readline ()) सीरियल डेटा को फैलाएं और इसे लाइन के रूप में प्रिंट करें t = t * 0.05 obj.pos.x = t

आपका Arduino तैयार हो रहा है:

पाइथन स्क्रिप्ट COM पोर्ट से मानों के लिए तैयार है और तदनुसार ग्राफिक्स को एनिमेट करता है, लेकिन हमारा Arduino अभी तक तैयार नहीं है। सबसे पहले हमें निम्नलिखित सर्किट डायग्राम के अनुसार अल्ट्रासोनिक सेंसर को Arduino से जोड़ना होगा। यदि आप US सेंसर और Arduino के लिए पूरी तरह से नए हैं, तो आपको Arduino & Ultrasonic Sensor आधारित वीडियो मापन ट्यूटोरियल में वापस आना होगा।

फिर इस पेज के अंत में दिए गए Arduino प्रोग्राम को अपलोड करें । टिप्पणी लाइनों का उपयोग करके कार्यक्रम को समझाया गया है। हम जानते हैं कि अल्ट्रासोनिक सेंसर एक वस्तु को हिट करने और वापस लौटने के लिए नाड़ी के लिए समय की गणना करके काम करता है। यह मान Arduino में PulseIn फ़ंक्शन का उपयोग करके गणना की जाती है । बाद में लिया गया समय नीचे की रेखा का उपयोग करके दूरी में परिवर्तित हो जाता है।

dist = (समय-सीमा / 2) / 2.91;

यहाँ दूरी की गणना मिलीमीटर (मिमी) के संदर्भ में की जाती है।

काम कर रहे:

परियोजना का कार्य सरल है। पायथन प्रोग्राम लॉन्च करें और यूएस सेंसर से पहले एक वस्तु रखें जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

अब अजगर प्रोग्राम लॉन्च करें और आप अपने कागज के साथ सफेद आयत चाल को नोटिस करने में सक्षम हों, आपके पेपर और सेंसर के बीच की दूरी शेल विंडो में भी दिखाई जाएगी जैसा कि नीचे की छवि में दिखाया गया है।

यह है कि हम Arduino के साथ अल्ट्रासोनिक सेंसर और पायथन का उपयोग करके ऑब्जेक्ट की गति को कैसे ट्रैक कर सकते हैं ।

आशा है कि आप इस परियोजना को समझ गए हैं और एक निर्माण का आनंद लिया है। यह अजगर की ओर सिर्फ एक सूक्ष्म कदम है लेकिन आप इसका उपयोग करके बहुत अधिक रचनात्मक चीजों का निर्माण कर सकते हैं। यदि आपके पास कोई विचार है कि इस पोस्ट के साथ क्या बनाएं, तो उन्हें टिप्पणी अनुभाग पर उपयोग करें और तकनीकी सहायता के लिए मंचों का उपयोग करें। एक और दिलचस्प अजगर परियोजना के साथ मिलते हैं।