Выберите для Light Project 2 WiFi

Об этом проекте

Это второй проект, который я выбрал для исследования света. В первом я обрисовал в общих чертах, как я вижу, как работает простой светильник, и создал простой светильник, используя последовательную связь (пожалуйста, прочтите это, если вы хотите больше понять, что я здесь делаю).

Он работал, но был привязан к ПК кабелем. В этом проекте я хочу разработать процесс с использованием Wi-Fi, и, кроме того, я хочу включить порядковый номер в подтверждение выбора, чтобы в случае чего-то пойдет не так, система знала, где подхватил рабочий. Я собираюсь использовать MKR1000 так же, как и в проекте 1, но общаться с помощью Wi-Fi. Для этого я собираюсь использовать UDP (протокол пользовательских дейтаграмм). Хотя я никогда не использовал это раньше, благодаря библиотекам в Arduino и Python, это оказалось относительно легко создать.

Следующие шаги в целом аналогичны проекту 1, поэтому, если вы выполнили их, то вы уже будете знакомы с некоторыми шагами, и их не нужно будет повторять.

Шаг 1

Для начала нам понадобится Python версии 3.6 или выше на нашем ноутбуке или ПК. Вы можете скачать это здесь:

https://www.python.org/downloads/

Шаг 2

На этот раз мы будем использовать для связи библиотеку сокетов Python, и она уже установлена, поэтому для работы UDP ничего делать не нужно.

Шаг 3

Нам также понадобится Arduino IDE либо для ПК, либо для веб-версии. Их можно скачать здесь:

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

или подключен сюда:

https://create.arduino.cc/

Инструкции на сайте являются исчерпывающими, поэтому я не буду дублировать их без надобности.

Шаг 4

Запустите Python IDLE на своем ПК или ноутбуке и введите:import os press:enter.

Затем введите:os.getcwd (), это даст вам текущий рабочий каталог (cwd).

Рабочий каталог Python

Шаг 5

В Блокноте я создал файл значений, разделенных запятыми, и он довольно просто содержит порядковый номер, отформатированный так, чтобы он всегда состоял из 4 цифр, и номер ячейки, разделенный запятой. См. Снимок экрана Блокнота ниже, а также прикрепленный текстовый файл, который вы можете скачать. Я сохранил его как sequence1.txt в cwd, который мы собрали на шаге 4 (вы можете сохранить файл с расширением csv, но для работы csv это не обязательно). Сохранение файла в cwd упрощает работу, когда мы приступаем к чтению файла с помощью скрипта python, поскольку нам не нужно указывать место, где хранится файл, потому что он будет автоматически искать в cwd.

txt файл, содержащий последовательность csv

Шаг 6

Мы будем использовать серийный номер в скетче Arduino, но только для того, чтобы мы могли видеть напечатанные сообщения на мониторе последовательного порта.

Шаг 7

Сценарий Python должен считывать содержимое файла csv по одной строке за раз и отправлять порядковый номер и номер ячейки через UDP-соединение, а затем ждать, пока Arduino не вернет подтверждение, которое является порядковым номером последнего номера ячейки. , чтобы сказать, что деталь выбрана. Если полученный порядковый номер не совпадает с последним отправленным порядковым номером, программа Python остановится с сообщением об ошибке с указанием порядкового номера. Это позволит перезапустить последовательность в правильном месте. Я добавил комментарии к сценарию, чтобы вы могли понять, что я написал.

Скопируйте сценарий, затем запустите IDLE, а затем> Файл> Новый файл и вставьте сценарий в окно. Затем> Файл> Сохранить как дайте ему имя (неважно, как вы его называете, если вы знаете имя).

Шаг 8

Скетч Arduino должен подключиться к Интернету, а затем дождаться получения данных udp от ПК для следующего выбора. Затем он воздействует на то, что получает, зажигая светодиод, который соответствует бункеру в последовательности. Затем ему необходимо следить за кнопкой, которая представляет эту корзину, чтобы увидеть, нажата ли она. Как только рабочий нажимает кнопку, чтобы сказать, что деталь выбрана, в эскизе выключается светодиод и отправляется сообщение, содержащее последний порядковый номер, обратно на ПК или ноутбук, чтобы сообщить, что деталь выбрана. Затем он ожидает получения деталей для следующего выбора.

Поэтому, если вы используете веб-редактор Arduino, скопируйте эскиз снизу и в веб-редакторе Arduino выберите> альбом> НОВЫЙ ЭСКИЗ

Веб-редактор Arduino

Затем вставьте скрипт в новый набросок, полностью заменив все, что там есть.

Если вы используете веб-редактор Arduino, как только вы вставляете эскиз, редактор определяет необходимость создания секретного файла, который будет содержать SSID и пароль для этого сервера.

Это простой случай добавления соответствующих деталей в файл в отведенных для этого местах.

С Arduino IDE это может быть так же просто, но если это так, я не смог его найти. Однако, поскольку я начал свой скетч с примера скетча WiFiUdpSendReceiveString.

Если вы откроете его, вы обнаружите, что внутри него уже есть вкладка arduino_secrets.h. Добавьте свой SSID и пароль, затем вставьте эскиз ниже поверх уже существующего эскиза и сохраните его под любым именем.

Если вы используете IDE Arduino, вам нужно будет включить библиотеку WiFi101, по следующей ссылке объясняется, как добавить библиотеку, если вы не знаете.

https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries

Загрузите в MKR1000.

Шаг 9

Подключите все согласно схеме фритзинга. Если вы следовали проекту 1, вы увидите, что я подключил его по-другому. Причина в том, что как только Wi-Fi на MKR1000 становится активным, по какой-то причине мощность падает на контактах 8 и 9, и светодиоды не загораются. Я не смог найти в сети кого-либо еще, кто бы опубликовал что-либо об этой проблеме, поэтому я использовал транзистор, чтобы обойти ее. Я уверен, что этому будет объяснение, но пока я его не нашел.

Предупреждение! Убедитесь, что используемые резисторы подходят для используемого светодиода и NPN-транзистора. Также убедитесь, что вы подключили его правильно, так как замыкание 5 В на контакты 8 и 9 может вывести из строя ваш Arduino. Если вы не уверены, используйте диод.

Шаг 10

Убедитесь, что Arduino подключился к серверу, а затем запустите скрипт Python с помощью F5, и загорится светодиод, представляющий Bin1. Нажатие кнопки для подтверждения выбора детали отправит порядковый номер обратно в программу Python, где он будет проверен, и, если он верен, будет отправлена ​​следующая последовательность.

Вывод Python будет выглядеть следующим образом

Выходные данные монитора последовательного порта будут выглядеть следующим образом:

Вы можете проверить сбой последовательности, прокомментировав строку:

myseq.toCharArray (ReplyBuffer, 5);

и раскомментируя строку:

// char ReplyBuffer [5] ="0001";

следующим образом;

Теперь, когда вы запустите программу python, выполнение остановится после второй корзины, так как она сообщит порядковый номер первой корзины.

В случае сбоя последовательности человеку, создающему последовательность, потребуется отредактировать файл, содержащий последовательность, и перезапустить Arduino и программу Python.

Заключение

Что ж, я думаю, что добился того, что намеревался сделать. Это просто и легко масштабируется до полноразмерной рабочей версии. Тем не менее, я уже вижу, что проект 3 может быть улучшен, и даже несмотря на то, что конкурс будет завершен, прежде чем у меня появится возможность выполнить следующий проект, я думаю, что хотел бы сделать это, чтобы увидеть, как я могу его улучшить, но все же сохраняя первоначальную идею простоты.

Код

• Эскиз Arduino
• Скрипт Python
• Последовательность

Эскиз Arduino Arduino

 #include  #include  #include  const int OKbutton =2; // устанавливаем контакт для кнопки ОК / switchconst int Bin1 =8; // вывод, к которому подключен светодиод для бункера 1 const int Bin2 =9; // вывод, к которому подключен светодиод для корзины 2, toString mydata =""; // пустая переменная для чтения входящих последовательных данных stringString myseq =""; int buttonPress =0; // переменная для хранения состояния кнопки / switchint status =WL_IDLE_STATUS; #include "arduino_secrets.h" /////// пожалуйста, введите ваши конфиденциальные данные на вкладке Secret / arduino_secrets.hchar ssid [] =SECRET_SSID; // SSID вашей сети (имя) char pass [] =SECRET_PASS; // ваш сетевой пароль (используйте для WPA или используйте как ключ для WEP) int keyIndex =0; // номер индекса вашего сетевого ключа (необходим только для WEP) unsigned int localPort =2390; // локальный порт для прослушивания пакета onchar packetBuffer [255]; // буфер для хранения входящего пакетаchar ReplyBuffer [5] =""; // строка для отправки backString mystring; WiFiUDP Udp; void setup () {// Инициализируем последовательный порт и ждем открытия порта:Serial.begin (9600); // все операторы последовательного интерфейса не нужны после настройки // while ( ! Serial) {// ждем подключения последовательного порта. Требуется только для собственного USB-порта} // проверка наличия экрана:if (WiFi.status () ==WL_NO_SHIELD) {Serial.println («WiFi Shield отсутствует»); // не продолжать:while (true); } // пытаемся подключиться к сети Wi-Fi:while (status! =WL_CONNECTED) {Serial.print ("Попытка подключиться к SSID:"); Serial.println (ssid); // Подключаемся к сети WPA / WPA2. Измените эту строку, если используете открытую сеть или сеть WEP:status =WiFi.begin (ssid, pass); // ждем 10 секунд подключения:delay (10000); } Serial.println («Подключен к Wi-Fi»); printWiFiStatus (); Serial.println ("\ nНачало подключения к серверу ..."); // если вы установили соединение, сообщите через последовательный порт:Udp.begin (localPort);} void loop () {// если есть данные, прочитать пакет int packetSize =Udp.parsePacket (); if (packetSize) {Serial.print ("Размер полученного пакета"); Serial.println (размер пакета); Serial.print («От»); IP-адрес remoteIp =Udp.remoteIP (); Serial.print (удаленный IP); Serial.print (", порт"); Serial.println (Udp.remotePort ()); // считываем пакет в packetBufffer int len ​​=Udp.read (packetBuffer, 255); если (len> 0) packetBuffer [len] =0; Serial.println ("Содержание:"); Serial.println (packetBuffer); String mystring (packetBuffer); mydata =mystring.substring (4); myseq =mystring.substring (0,4); Serial.println (мои данные); Serial.println (myseq); while (mydata! ="") {// Проверяем, пусты ли mydata, если не проверяем, какой лоток должен светиться if (mydata =="Bin1") {// запускать подпрограмму бункера 1 digitalWrite (Bin1 , ВЫСОКИЙ); // зажечь светодиод для бункера 1, установив на выводе высокий уровень digitalWrite (Bin2, LOW); // выключаем светодиод для бункера 2, устанавливая на выводе низкий уровень while (buttonPress! =HIGH) {// ждем цикла нажатия кнопки buttonPress =digitalRead (OKbutton); // продолжаем проверять кнопку mydata =""; // возвращаем mydata в пустую строку} digitalWrite (Bin1, LOW); // выключаем светодиод для корзины 1 Serial.println ("Picked"); // отправляем сообщение на ПК buttonPress =0; // кнопка сброса low delay (1000); } if (mydata =="Bin2") {// запуск подпрограммы бункера 2 digitalWrite (Bin2, HIGH); // зажечь светодиод для бункера 2, установив на выводе высокий уровень digitalWrite (Bin1, LOW); // выключаем светодиод для бункера 1, устанавливая на выводе низкий уровень while (buttonPress! =HIGH) {// ждем цикла нажатия кнопки buttonPress =digitalRead (OKbutton); // продолжаем проверять кнопку mydata =""; // возвращаем mydata в пустую строку} digitalWrite (Bin2, LOW); // выключаем светодиод для бункера 1 Serial.println ("Picked"); // отправляем сообщение на ПК buttonPress =0; // кнопка сброса low delay (1000); }} // отправляем ответ на IP-адрес и порт, которые отправили нам полученный пакет myseq.toCharArray (ReplyBuffer, 5); // char ReplyBuffer [5] ="0001"; // только для тестирования Udp.beginPacket (Udp.remoteIP (), Udp.remotePort ()); Udp.write (ReplyBuffer); Udp.endPacket (); Serial.println (ReplyBuffer); }} void printWiFiStatus () {// распечатываем SSID сети, к которой вы подключены:Serial.print ("SSID:"); Serial.println (WiFi.SSID ()); // выводим IP-адрес вашего WiFi-экрана:IPAddress ip =WiFi.localIP (); Serial.print ("IP-адрес:"); Serial.println (ip); // выводим мощность полученного сигнала:long rssi =WiFi.RSSI (); Serial.print ("мощность сигнала (RSSI):"); Серийный принт (RSSI); Serial.println ("дБм");} 

Скрипт Python Python

 ## загрузить необходимые библиотекиimport csvimport socketimport timeimport sysUDP_IP ="192.168.1.119" ## IP-адрес нашего ArduinoUDP_PORT =2390 ## порт, с которым мы хотим общаться на принтере ("UDP target IP:" , UDP_IP) ## отобразить ip для userprint ("UDP target port:", UDP_PORT) ## отобразить порт для usersock =socket.socket (socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # создать sockettime.sleep (5) ## open csv и прочитайте его по одной строке за раз с open ('sequence1.txt') как csvDataFile:csvReader =csv.reader (csvDataFile) для строки в csvReader:## для каждой строки выполните следующее myseq =row [0] # # читать в порядковом номере mystate =row [1] ## читать в ячейке номер myrow =row [0] + row [1] print («Текущая выбранная последовательность», myseq, «from», mystate) sock.sendto (bytes (myrow, "utf-8"), (UDP_IP, UDP_PORT)) # отправить seq и номер бункера data ="" # установить пустые данные для ввода while loop i =до тех пор, пока данные не будут получены while data =="":# пока данные не будут получены, продолжаем цикл (data, addr) =soc k.recvfrom (1024) # установить данные для данных, полученных из сокета mytest =data.decode ("utf-8") # установить mytest равным значению, полученному через сокет print ("Pick =", mytest) # распечатать полученное значение, если mytest! =myseq:# проверка того, что получено, совпадает с ожидаемым, т. е. последняя отправленная seq print ("в последовательности есть ошибка последовательности", mytest) # выводить сообщение, указывающее на ошибку sys.exit () # завершать выполнение программы, если ошибка существует 

Последовательность Обычный текст

 0001, Bin10002, Bin20003, Bin10004, Bin20005, Bin10006, Bin20007, Bin10008, Bin20009, Bin10010, Bin20011, Bin10012, Bin20013, Bin1 

Схема