DIY技巧:如何设置您的Raspberry Pi

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

概述

Raspberry Pi是适合DIYers、业余爱好者和学生使用的单板机系列。该系列产品的问世旨在促进全世界的计算机学科教育。Arduino和Raspberry Pi之间的区别在于Arduinos是基于微控制器的主板,而Raspberry Pi是基于微处理器的主板,并且配有操作系统(OS)。在本教程中,我将向您展示如何通过引导操作系统磁盘映像来设置Raspberry Pi。然后,我将演示如何使用GPIO让LED每秒闪烁一次。

预计完成时间:45 分钟 — 1小时。

需准备的零件和设备

  • Raspberry Pi 3 型号 B
  • Micro SD 卡
  • Micro USB 数据线
  • 键盘
  • 鼠标
  • 监控器
  • LED 灯
  • 电阻器
  • 面包板
  • 跳线
  • 电脑与互联网连接

目录

  1. 设置您的 Raspberry Pi
    1. 正在下载 NOOB
    2. 格式化Micro SD卡(可选)
    3. 首次启动并安装 Raspbian
  2. 绘制电路
  3. 让LED闪烁
    1. 编写脚本程序
    2. 运行脚本程序
  4. 附录:LED_flash.py(Python脚本)

1) 设置您的 Raspberry Pi:下载 NOOBS

正如我在概述中所述,Raspberry Pis是配有操作系统的微型计算机。在本教程中,我将向您展示如何安装OS Raspbian。Raspbian是一套获得了Raspberry社区支持的基于Linux的操作系统。

第一步是从以下网址下载最新版本的NOOBS(New Out Of Box软件):https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/。NOOBS是操作系统安装程序,用于在Raspberry Pi上安装不同的操作系统。

注:如果您购买的micro SD卡预先安装了NOOBS,则可以跳过此步骤以及下一步。

如果您的micro SD卡是新的,则可能需要将其格式化。您可以使用SD Card Formatter 4.0执行此操作。此步骤为可选。

安装NOOBS并格式化SD卡后,您可以将提取的所有NOOBS文件复制到SD卡。务必复制文件夹中的所有文件,请勿只复制文件夹本身,否则NOOBS将无法启动。从计算机中取出SD卡并将其插入Raspberry Pi。

DIY Raspberry Pi

图1:Raspberry Pi

您现在可以第一次启动Raspberry Pi了。将键盘、鼠标和显示器连接到Raspberry Pi(图1:Raspberry Pi)。插入USB数据线为Raspberry Pi供电;您的Pi将启动并出现一个窗口(图2:NOOBS初始化画面)。窗口中会列出备选安装的所有不同操作系统。安装Raspbian Lite,选中复选框以选择Raspbian Lite,然后单击“安装”(图3:操作系统安装选项(NOOBS))。NOOBS即将安装Raspbian Lite。请耐心等候;可能需要10-20分钟。

安装完成后,需要您登录。Raspbian的默认登录名即用户名:pi,密码:raspberry。注:输入密码时,您将看不到输入的字符。本教程中的其余内容将通过命令行进行说明。

raspberry-pi Fig2 NOOBS Initialization Screen

图2:NOOBS初始化画面

图3:操作系统安装选项(NOOBS)

图4:在NOOBS上安装Raspbian Lite

2) 绘制电路

待绘制的电路很简单。我正在使用面包板搭建电路;随意将组件焊接在一起,或者为Raspberry Pi制作一个原型扩展板。我喜欢先绘制好电路的Fritzing电路图(图5:Fritzing电路图)。Fritzing是一种开源式原理图识别和PCB布线软件。登陆以下网址可下载Fritzing:http://fritzing.org/home/.

Figure 5: Fritzing Schematic

LED和电阻器应串联在引脚11(GPIO17)和引脚25(接地)之间。电阻器用于限制通过LED的电流,并应根据LED的大小进行相应调整,以防烧坏。请记住LED上的较长引线为正极,应连接到引脚11。

3) 编写代码

若想使LED闪烁,需要编写并运行Python脚本。Python是一种编译过的程序语言。我不打算在本教程中详细介绍Python,但是我将向您展示如何在Raspberry Pi上用Python编写脚本然后运行脚本。然后,您可以利用上述知识在Python中编写其他脚本,并在Raspberry Pi中使用GPIO。在进行下一步之前,请确保您的Raspberry Pi已连接到Internet。

首先确保您拥有最新版本的RPi.GPIO。RPi.GPIO是一个Python库,用于控制Raspberry Pi GPIO引脚。要更新到最新版本,请在命令行中键入以下两个命令:

 

更新了RPi.GPIO之后,您就可以制作一个Python脚本文件。我将其命名为“LED_blink”,但不确定是否曾经起了另一个名字。要创建文件,请在命令行中键入以下内容:

 

您将进入脚本编辑的新窗口。将附录中的脚本复制到编辑器中并保存文件。

图6:从命令行运行脚本

现在输入以下命令(图6:从命令行运行脚本):

 

现在,LED应该实现了每秒闪烁,即每秒熄灭(图7:LED熄灭)和亮起(图8:LED亮起)。欲停止运行脚本,请按键盘上的“CTRL + C”。

恭喜您!您的Raspberry Pi已设置完成并正在运行。您现在可以使用它来运行脚本或其他应用程序了。

图7:LED熄灭

图8:LED亮起

4) 附录:LED_Flash.py (Python Script)

  1. import RPi.GPIO as GPIO
  2. import time
  3. LedPin = 11 # pin11
  4. def setup():
  5. GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Numbers GPIOs by physical location
  6. GPIO.setup(LedPin, GPIO.OUT) # Set LedPin’s mode is output
  7. GPIO.output(LedPin, GPIO.HIGH) # Set LedPin high(+3.3V) to turn on led
  8. def blink():
  9. while True:
  10. GPIO.output(LedPin, GPIO.HIGH) # led on
  11. time.sleep(1)
  12. GPIO.output(LedPin, GPIO.LOW) # led off
  13. time.sleep(1)
  14. def destroy():
  15. GPIO.output(LedPin, GPIO.LOW) # led off
  16. GPIO.cleanup() # Release resource
  17. if __name__ == ‘__main__’: # Program start from here
  18. setup()
  19. try:
  20. blink()
  21. except KeyboardInterrupt: # When ‘Ctrl+C’ is pressed, the child program destroy() will be executed.
  22. destroy()