วันอาทิตย์ที่ 17 มีนาคม พ.ศ. 2556

Reading Analogue Sensors With One GPIO Pin


Unlike some other devices the Raspberry Pi does not have any analogue inputs. All 17 of its GPIO pins are digital. They can output high and low levels or read high and low levels. This is great for sensors that provide a digital input to the Pi but not so great if you want to use a sensor that doesn’t.
For sensors that act as a variable resistor such as LDRs (Light Dependent Resistors) or thermistors (temperature sensors) there is a simple solution. It allows you to measure a number of levels using a single GPIO pin. In the case of a light sensor  this allows you to measure different light levels.
It uses a basic “RC” charging circuit (Wikipedia Article) which is often used as an introduction to electronics. In this circuit you place a Resistor in series with a Capacitor. When a voltage is applied across these components the voltage across the capacitor rises. The time it takes for the voltage to reach 63% of the maximum is equal to the resistance multiplied by the capacitance. When using a Light Dependent resistor this time will be proportional to the light level. This time is called the time constant :
t = RC

where t is time,
R is resistance (ohms)
and C is capacitance (farads)
So the trick is to time how long it takes a point in the circuit the reach a voltage that is great enough to register as a “High” on a GPIO pin. This voltage is approximatey 2 volts, which is close enough to 63% of 3.3V for my liking. So the time it takes the circuit to change a GPIO input from Low to High is equal to ‘t’.
With a 10Kohm resistor and a 1uF capacitor t is equal to 1 millisecond. In the dark our LDR may have a resistance of 10Mohm which would give a time of 1 second.
In order to guarantee there is always some resistance between 3.3V and the GPIO pin I inserted a 2.2Kohm resistor in series with the LDR.
Here is the circuit :
Here is the circuit implemented on a breadboard :

Theory

Here is the sequence of events :
  • Set the GPIO pin as an output and set it Low. This discharges any charge in the capacitor and ensures that both sides of the capacitor are 0V.
  • Set the GPIO pin as an input. This starts a flow of current through the resistors and through the capacitor to ground. The voltage across the capacitor starts to rise. The time it takes is proportional to the resistance of the LDR.
  • Monitor the GPIO pin and read its value. Increment a counter while we wait.
  • At some point the capacitor voltage will increase enough to be considered as a High by the GPIO pin (approx 2v). The time taken is proportional to the light level seen by the LDR.
  • Set the GPIO pin as an output and repeat the process as required.

Python Code

Here is some code that will print out the number of loops it takes for the capacitor to charge.
#!/usr/local/bin/python

# Reading an analogue sensor with
# a single GPIO pin

# Author : Matt Hawkins
# Distribution : Raspbian
# Python : 2.7
# GPIO   : RPi.GPIO v3.1.0a

import RPi.GPIO as GPIO, time

# Tell the GPIO library to use
# Broadcom GPIO references
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# Define function to measure charge time
def RCtime (PiPin):
  measurement = 0
  # Discharge capacitor
  GPIO.setup(PiPin, GPIO.OUT)
  GPIO.output(PiPin, GPIO.LOW)
  time.sleep(0.1)

  GPIO.setup(PiPin, GPIO.IN)
  # Count loops until voltage across
  # capacitor reads high on GPIO
  while (GPIO.input(PiPin) == GPIO.LOW):
    measurement += 1

  return measurement

# Main program loop
while True:
  print RCtime(4) # Measure timing using GPIO4

Accuracy

Given we only want to spot different light levels we don’t really need to know the resistance of the LDR or the exact time it takes to charge the capacitor. You can do the maths if you want to but I just needed to get a measurement and compare it to some known values. Seconds or Python loop counts, it doesn’t matter.
Python is an interpreted language which means the timing of loops is always going to be affected by the operating system performing other background tasks. This will affect the count loop in our example.

Practical Uses

In a more useful application you can call “RCtime” when you need it to get a count value. Your code can then perform other tasks based on the value of the count, perhaps comparing to values you have measured previously.
When I built my test circuit it was sat in front on my TV. I could see the count number change as the lighting level changed on the TV. It’s so simple you really need to just give it a try!

Acknowlegments

This article was inspired by the excellent article on Adafruit.com.
ref:http://www.raspberrypi-spy.co.uk/2012/08/reading-analogue-sensors-with-one-gpio-pin/#more-520

วันเสาร์ที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2556

Gordon Henderson ไลบาลี Contron GPIO // นำมาจาก http://raspberry-pi-th.blogspot.com


ในการควบคุม GPIO ของ Raspberry pi นอกจากเราจะทำการ echo ค่า 1 และ 0 ไปที่ Filesystem ที่ชื่อ sysfs ของระบบ linux ที่เป็นที่เก็บไฟล์ื่ที่ติดต่อกับ GPIO Hardware ของ Raspberry Pi แล้ว (http://raspberry-pi-th.blogspot.com/2012/09/get-to-know-raspberry-pi-gpio.html) ยังมีอีกหลายวิธี ไม่ว่าจะเป็นการเรียกใช้ module RPi.GPIO(http://raspberry-pi-th.blogspot.com/2012/10/rpigpio-python-control-gpo-of-raspberry.html) ที่พัฒนาด้วยภาษาไพธอน แต่ก็ยังไม่ค่อยตอบโจทย์ผมเท่าไหร่ เพราะต้องใช้สิทธิ์ root ในการเรียกใช้คำสั่งเหล่านั้น ซึ่งไม่ค่อยสะดวกเท่าไหร่
วันนี้ผมจะมาแนะนำอีกหนึ่งไลบรารี่ ของคุณ Gordon Henderson ซึ่งได้พัฒนาชุดโปรแกรมสำหรับเรียกใช้งาน GPIO ของ Raspberry pi ด้วยภาษา C ซึ่งเข้าถึงรีจิสเตอร์ของ GPU ของ Raspberry Pi เลย และที่สำคัญ เราสามารถเรียกใช้ไลบรารี่ชุดนี้ ได้เหมือนคำสั่ง shell ของ linux ได้เหมือนๆ คำสั่งอื่นๆ ทั่วไป โดยไม่จำเป็นต้องเป็นสิทธิ์ Root ก่อนเลย ซึ่งสะดวกเป็นอย่างยิ่งครับ ในการนำไปต่อยอดพัฒนาโปรแกรมอื่นๆ ต่อไป 
เรามาติดตั้งกันก่อนเลยครับ เนื่องจากโปรแกรมนี้ ถูกเก็บไว้ด้วยรูปแบบกระจายซอร์สโค๊ดด้วย git-core หากเรายังไม่มี package นี้ในการช่วยดาวน์โหลดซอร์สโค๊ดต่างๆ จากผู้พัฒนาโปรแกรมให้ติดตั้ง git-core ด้วยคำสั่ง
sudo apt-get install git-core
จากนั้นทำการดาวน์โหลด wiringPi ด้วยคำสั่ง
git clone git://git.drogon.net/wiringPi
จากนั้นเข้าไปในโฟวเดอร์ wirignpi แล้วทำการเช็คอัพเดท
cd wiringPi
git pull origin
ต่อไปให้ทำการติดตั้ง ซึ่งจะเป็นการ compile โค๊ดที่เราโหลดมาบนบอร์ดของ โดยออกจากโฟวเดอร์ wiringPi ก่อน โดยเรียกคำสั่ง
cd ..
จากนั้นทำการรันไฟล์ build ด้วยคำสั่ง
./build
Raspberry pi จะทำการ compile wiringPi เพื่อให้กลายเป็นคำสั่ง shell ให้เราเรียกใช้ง่ายๆ ต่อไป
เมื่อ compile เสร็จแล้ว เราจะสามารถเรียกใช้คำสั่ง gpio ได้  ให้เราจินตนาการง่ายๆ ว่า คำสั่ง gpio ก็เหมือนคำสั่ง ls หรือ คำสั่ง cat หรือ cp เหมือนคำสั่งอื่นๆ บน linux นั่นเอง ดังนั้น มันจึงสามารถที่จะเรียกดูํ manual ของมันได้เช่นกัน ด้วยคำสั่ง
man gpio
ในคู่มือที่แสดงนี้ จะบอกถึงวิธีการเรียกใช้คำสั่งนี้ และที่ท้ายๆ คู่มือ เค้าจะเขียนบอกการจับคู่ขา WiringPi กับ GPIO จริงๆ ทั้ง Rev1 และ Rev2 ครับ
man gpio
ผมขออธิบายการเรียกใช้งานคร่าวๆ ของคำสั่ง gpio นี้นะครับ ที่เหลือ สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ใน man gpio นี้แหละครับ
ในการเรียกใช้งาน GPIO ของ Raspberry pi โดยค่าเริ่มต้น เมื่อเราจ่ายไฟไปที่บอร์ด Raspberry pi เริ่มต้น ที่ GPIO ส่วนใหญ่ จะมี สถานะเป็น Input หากเราต้องการนำขา GPIO ไปใช้งานเป็น Output แล้ว เราจะต้องทำการกำหนดทิศทางของ GPIO ซะก่อน ด้วยคำสั่ง
gpio mode 0 out <--- 0="" br="" nbsp="" output="" pin="" wirignpi="">gpio write 0 1  <--- 0="" 1="" high="" login="" p="" pin="" wiringpi="">
ผมลองเปิด webiopi เพื่อเช็คสถานะของ GPIO ไปด้วย ( http://raspberry-pi-th.blogspot.com/2013/01/webiopi-control-raspberry-pi-s-gpio-via.html )
gpio mode 0 out
ในทำนองตรงกันข้าม หากเราต้องการให้ pin ใดๆ ทำหน้าที่เป็น input รอรับสถานะทางไฟฟ้า ก็กำหนดเป็น in แล้้วใช้คำว่า read แทนการ write ดังต่อไปนี้
gpio mode 11 in
gpio read 11 
หวังว่าคงไม่ งง นะครับ ว่าทำไม 11 กับ GPIO7 มันเกี่ยวข้องอะไรกัน ซึ่งมันเป็นเรื่องของการตั้งชื่อ map pin เข้ากับตัวโค๊ดของผู้เขียนโปรแกรมนั่นเอง ไม่มีอะไรมาก
gpio mod 11 in
นอกจากนี้ คำสั่ง gpio ยังมีลูกเล่นอื่นๆ อีกไม่ว่าจะเป็นการสร้างสัญญาณ PWM หรือการอ่านสถานะ pin ทั้งหมดก็สามารถทำได้เช่นกัน ลองศึกษาเพิ่มเติมดูจากคำสั่ง man gpio หรือที่เว็บ https://projects.drogon.net/raspberry-pi/wiringpi/
เดี๋ยวต่อไป ผมจะยกตัวอย่างการนำคำสั่ง gpio ไปลองใช้งานในด้านอื่นๆ ดูบ้างครับ ขอให้สนุกกับ Raspberry pi นะครับ

LabVIEW Interface for Arduino ( Part II) //นำมาจาก http://mechacity.blogspot.com


 จากตอนที่แล้ว (คลิกกลับไปอ่าน) เป็นการติดตั้งโปรแกรมเสริมทางฝั่ง Labview เพื่อทำให้ Labview ติดต่อกับ Arudino อย่างมีรูปแบบ เพื่อให้ง่ายต่อการพัฒนาโปรแกรมต่อไป และทำการโปรแกรมส่วนเฟิร์มแวร์ให้ Arudino เพื่อให้ Arduino ติดต่อกับ Labview ผ่านทาง Serial comm
หากเรามองที่ซอร์ฟแวร์ที่เป็นหัวใจหลัก ที่ทำให้ทั้งสองอย่างเข้าใจกัน เราสามารถพิจารณาได้ดังนี้
ทางฝั่งของ Labview - Labview Interface for Arduino tool kit ซึ่งเป็นโปรแกรมเสริมให้กับ Labview เราจะต้องเลือก tool block ให้เหมาะสมกับหน้าที่การทำงานของ pin ของ arduino UNO  (ขึ้นอยู่กับการออกแบบ และการใช้งานโปรแกรม)
Labview Interface for Arduino tool kit Arduino Board
ทางฝั่งของ Arduino - Firmware (โค๊ด) ซึ่งเขียนด้วยภาษา wiring ของทางฝั่งของ arduino ในที่นี้ผมจะเรียกตามโปรเจคของมัน ซึ่งก็คือ LVIFA_Base
  ซึ่งเราจะต้องทำการ burn ลงบนบอร์ด Arduino (ซึ่งจะทำการ burn ลงแค่ครั้งเดียวเท่านั้น)
LVIFA_Base
เมื่อเราติดตั้งโปรแกรมทั้งสอง ลงบน PC และบน Arduino board เรียบร้อยแล้ว ทีเหลือก็เหลือเพียงทำให้ทั้งสองรู้จัก และเข้าใจคำสั่งที่ต่างฝ่าย ต่างส่งมาให้กันและกัน ก็แค่นั้นเอง
คำถามก็คือ
Labview Interface for Arduino tool kit และ LVIFA_Base มันเข้าใจกันได้อย่างไร ?

คำตอบก็คือ ทั้งสองโปรแกรมนี้ รับส่ง ข้อมูล ซึ่งเป็น คำสั่ง และ ผลลัพธ์ผ่านทางการสื่อสาร Serial Communication ซึ่ง PC จะมองเห็นบอร์ด Arduino เป็นเหมือน Comport อนุกรม(เสมือน)  ซึ่งข้อมูลจะวิ่งเข้า ออก ณ จุดนี้ จาก PC ไป Arduino และจาก Arduino ไป PC
แล้วมันคุยกันอย่างไรหล่ะ?

คำถามนี้ ดูเหมือนจะไม่ต้องไปสาวลงไปลึกมากนัก เพราะผู้พัฒนาต้องการให้มองเจ้า Labview Interface for Arduino tool kit และ  LVIFA_Base เป็นเสมืองกล่องดำ (Black box) ที่เราไม่จำเป็นต้องไปรู้การทำงานภายในของมัน ขอแค่เพียงเรารู้แค่ว่า จะเอามันมาใช้งานได้อย่างไรก็พอ
แล้วเราจะเริ่มต้นใช้งานมันได้อย่างไร?

อันนี้สิ เป็นเรื่องสำคัญ หากไม่มีตัวอย่างโปรแกรม และ Help มาให้แล้วไซร้ เจ้า Black box ที่ว่า ก็ไม่มีความหมายเลย ก็เพราะ เราก็ยังนำมันมาใช้ไม่เป็นอยู่ดี ต่อให้โค๊ดที่เขียนอยู่ภายใน เลิศหรูอลังการเพียงใด มันก็คงเป็นการลำบากที่เราจะนำของที่ควรจะนำมาใช้ได้เลย แต่กลับต้องมานั่งไล่โค๊ดเพื่อให้เข้าใจการทำงานของมัน จึงจะเอามาใช้งานได้ ถ้าเป็นแบบนั้นจริง ก็คงไม่ดีแน่ๆ
เมื่อเรารู้แล้วว่า ตัวอย่าง และ help ที่ให้มานั้น เป็นจุดเริ่มต้นการนำมาใช้งาน เราก็เริ่มจากตัวอย่างของมันกันเลย ให้ไปที่
C:\Program Files\National Instruments\LabVIEW 2011\vi.lib\LabVIEW Interface for Arduino\Palette Examples
(อาจจะไม่เหมือนกัน ขึ้นอยู่กับเวอร์ชั่นของ Labivew)
ซึ่งจะปรากฏตัวอย่างมากมาย ให้เราเริ่มต้น ในที่นี้ เราจะมาเริ่มต้นจาก Analog Read Pin Example.vi ถ้าเราดับเบิลคลิกที่ไฟล์นี้ ก็(ควร)ที่จะเข้าสู่โปรแกรม Labview  และเปิดหน้าต่างของโปรแกรมนี้เลยทันที
Palette Examples
จากรูป ( ผมกด Ctrl+T เพื่อให้แสดงผล Tile left and Right )  ซ้ายมือ เป็นการออกแบบหน้าต่าง GUI คือเป็นส่วนที่ให้ผู้ใช้งานไว้สำหรับทำงาน ส่วนขวามือ เป็นหน้าที่ของโปรแกรมเมอร์ที่จะต้องทำการเขียนโปรแกรมแนว Graphic Programming เพื่อให้โปรแกรมที่ออกแบบไว้ทำหน้าที่ได้อย่างที่ต้องการ ซึ่งส่วนใหญ่แล้ว โปรแกรมเมอร์ก็จะทำหน้าที่ผู้ใช้งานไปด้วยในตัว
Analog Read Pin Example.vi
ในทางด้านซ้ายมือ เราเรียนรู้ได้ไม่ยาก หากมีพื้นฐานเรื่องการเขียนโปรแกรมบน Labview มาก่อนแล้ว แต่ที่เป็นปัญหาตอนนี้ คือ การนำ Labview Interface for Arduino tool kit มาใช้  ซึ่งมันมีลำดับการทำงาน พอจะอธิบายคร่าวๆ ได้ดังนี้
ถ้าเราต่อวงจรในโลกแห่งความจริง หมายถึงต่อวงจรจริงๆ ตามวงจรนี้ โดยเราให้ แรงดันที่ถูกแบ่งจาก R ปรับค่าได้ ต่อเข้ากับขา Analog In ช่อง AN0 ของ Arduino 
Analog Read Pin Example circuit
แล้วทำการเขียนโปรแกรมบน Labview ด้าน Block Diagram ตามรูปภาพ
Analog Read Pin block diagram
ความหมายของมันก็คือ โปรแกรมจะเริ่มจากหมายเลข 1 tool block ส่วนนี้ จะทำหน้าที่เตรียมการสื่อสารทาง Serial Communication ซึ่งมีพารามิเตอร์ที่ถูกกำหนดเป็นค่าเริ่มต้นไว้เรียบร้อยแล้ว หากเราสนใจให้ดับเบิลคลิกที่ Init จะปรากฏหน้าต่างของโปรแกรมย่อยของ Labview ขึ้นมาอีกที
จากนั้นเมื่อโปรแกรมได้ถูกกำหนดค่าเริ่มต้นในการสื่อสารกับ arduino เรียบร้อยแล้ว ข้อมูลต่างๆ จะวิ่งไปตามสายสีชมพู ซึ่งจะเป็นข้อมูลที่ถูกผสมรวมกัน ทั้งข้อมูลที่เป็นตัวเลข ตัวอักษร ค่าอ้างอิง ข้อมูลอะเรย์ ตรงนี้ เราจะยังไม่ต้องรู้ว่ามันประกอบไปด้วยอะไรบ้าง ประเด็นของเราก็คือ ข้อมูลต้องเป็นชนิดเดียวกัน จึงจะนำมาต่อกันได้ ถ้าเป็นคนละชนิด คนละประเภท ต้องทำการแปลง ถอดออก หรือ รวมกันใหม่ เพื่อให้เป็นข้อมูลประเภทที่ตรงกับช่องที่จะต่อเข้า block ต่อไปเสียก่อน จึงจะต่อกันได้
จากเส้นสีชมพูที่เราเห็น ข้อมูลเหล่านี้ นี่แหละ ที่จะวิ่งเข้าสู่ Comport อนุกรม(เสมือน) ฉะนั้นไม่ว่า arduino board จะส่งอะไรเข้ามา หรือ รับข้อมูลอะไรออกไป มันจะใช้ข้อมูลในเส้นสีชมพูในการอ้างอิง
แต่เมื่อเข้ามาอยู่ใน loop while ของโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ) โปรแกรมจะวนอยู่ในนี้จนกว่าจะมีกดปุ่ม stop หรือไม่ก็เกิดเหตุการณ์ Error จากเส้นสีเหลือง จึงจะหลุดออกจาก loop while แล้วคืนค่าอ้างอิงที่เคยจองไว้ กลับสู่ระบบต่อไป (ส่วนที่ 3)
กลับมาที่ส่วนที่ 2 อีกครั้ง เป็นส่วนที่โปรแกรมเราจะทำงานเป็นหลัก (หลังจากผ่านส่วนที่ 1 ในตอนเริ่มต้นมาแล้ว) ในส่วนนี้ เราเลือกใช้ tool block ที่เป็น Analog Read นั่นก็เพราะว่า ในวงจรจริงที่เราได้ต่อไว้นั้น มีการนำเข้าสัญญาณ Analog นั่นก็คือแรงดันไฟฟ้าไฟกระแสตรงที่ถูกแบ่งมาจาก ตัวต้านทานปรับค่าได้ เข้ามาที่ขา AN0 ของ Arduino ที่ทำหน้าที่เป็นขาอินพุต (เท่านั้น) จะเห็นได้ว่า tool block ที่ถูกเลือกไว้ จะต้องสัมพันธ์กันกับวงจรที่ต่อจริง โดยเลือกใช้ Analog Read ที่ถูกกำหนดค่า Analog Input Pin = 0  จะเห็นได้ว่าสัมพันธ์กันจริง ทั้งวงจรที่ต่อจริง กับ วงจรที่ต่อบน Labview
จากนั้น เราต้องการให้มันแสดงผลที่หน้าจอคอมพิวเตอร์ เราก็แค่หา Guage แสดงค่า มารับที่ช่อง Voltage ของ Analog Read Pin เพียงเท่านั้น เราก็จะได้โปรแกรมง่ายๆ ที่สามารถนำค่าจากโลกภายนอก เข้ามาแสดงผลในโลกของคอมพิวเตอร์ได้แล้ว 
Analog Read Pin setting and display
หมายเหตุ เอาเมาส์ชี้ที่ tool block แล้วกด Ctrl +H จะปรากฏหน้าต่างแสดงคำอธิบาย tool block นั้นๆ
analog read pin help
ถ้าจะมีคำถามว่า แล้วถ้าต้องการเอา arduino ไปวัดค่าจากเซ็นเซอร์ที่เป็นตัวอ่านค่าอุณหภูมิ หรือ ค่ากระแสไฟฟ้าได้ไหม ก็ต้องถามกลับไปว่า ตัวอ่านค่าอุณหภูมิกับตัวอ่านค่ากระแสไฟฟ้า ให้เอาท์พุตออกมาเป็น Analog ไหมหล่ะ ถ้าใช่ ตัวอย่างที่ได้นำเสนอไป ก็เกือบจะเอาไปใช้ได้เลย เพราะเรากำลังรับค่าที่เป็นแรงดันไฟฟ้า ที่แปรผันตามค่าตามที่มันกำลังวัดค่าอยู่นั่นเอง เพียงแต่ค่าที่เราต้องการให้มันแสดง มันไม่ใช่ค่าแรงดันไฟฟ้า เราต้องการอ่านค่าอุณหภูมิหรือค่ากระแสไฟฟ้า ฉะนั้นค่าที่รับมาได้จะเป็นค่าแรงดันไฟฟ้า เราก็ต้องนำค่าเหล่านั้นมาทำทางคณิตศาสตร์โดยใช้เครืองมือ + - x / ทาง labview ในการแปลงค่าแรงดันให้กลายเป็นค่าที่เราต้องการ โดยสมการในการแปลงมันก็อยู่ในดาต้าชีทของเซ็นเซอร์เบอร์นั้นๆ นั่นแหละ
ยังมีตัวอย่างที่อยู๋ในโฟวเดอร์ดังกล่าวอีกเยอะแยะ หากเราเข้าใจตัวอย่างนี้แล้ว เราก็สามารถที่จะเข้าใจตัวอย่างอื่นๆ ได้อย่างไม่ยากเย็นนะ ขอให้เรามีพื้นฐานของ Labview Programming + Circuit + หน้าที่การทำงานของแต่ละ pin ของ arduino เราก็น่าจะพอแก้ไข ปรับปรุง พัฒนาจากตัวอย่างที่เค้าให้มาได้อยู่แล้ว

LabVIEW Interface for Arduino Part I //นำมาจาก http://mechacity.blogspot.com


VISV Getting Started With the LabVIEW Interface for Arduino
ช่วงนี้ ก็เป็นช่วงเด็กทำโปรเจคกัน เราก็มีโปรเจคที่ต้องทำเหมือนกัน ก็เพิ่งจะผ่านการพรีเซ้นต์ หัวข้อโปรเจคผ่านไป ก็สบายใจได้หน่อยนึง ที่เหลือก็ทำโปรเจคให้มันสำเร็จก็แล้วกัน
วันนี พอดีเพื่อนมาหาที่บ้าน มาปรึกษากันเรื่องโปรเจคของมัน ประมาณว่า ต้องการทำให้บอร์ด Arduino Freeduino ติดต่อกับ Labview เพื่อที่เราจะได้เอา NI Labview สร้างเป็นหน้ากาก GUI เพราะเห็นว่า เคยเรียนการใช้ NI LABVIEW มาแล้ว ก็ไม่น่าจะยากมาก ลองๆค้นหาข้อมูลในอินเตอร์เนต ก็เจอ ที่น่าสนใจดูลิ้งค์ อืมน่าสนแหะ ลองติดตั้งดูสักหน่อยสิ บอร์ด Arduino เราก็มีแล้ว
  • อันดับแรก ก็ต้องมี NI LABVIEW เวอร์ชั่น 2009 ขึ้นไป เค้าแนะนำว่า งั้นนะ แต่ที่ผมทดลองใช้อยู่เป็น เวอร์ชั่น NI LABVIEW  2011
  • บอร์ด Arduino สักบอร์หนึ่ง ตระกูลไหนก็ได้ แล้วก็พวกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สักหน่อย
  • Arduino IDE แน่นอนหล่ะ มีบอร์ดแล้วไม่มีโปรแกรม ก็ชักจะยังงัยๆ อยู่
หวังว่า เพื่อนๆ มีทั้งสามอย่าง และติดตั้งเรียบร้อยแล้วนะ ต่อจากนี้ไป ก็เป็นการทำให้ Labview สามารถมองเห็น Serial Comport แล้วก็ทำให้ทั้งสองอย่าง Interface กันได้ ก็ทำตามขั้นตอนกันเลยครับ
  1. ติดตั้ง NI-VISA Drivers เพื่อทำให้ NI LABVIEW มองเห็น Serial Port กันก่อน
  2. ติดตั้ง VI Package Manager ตัวนี้ จะเป็นตัวสร้าง แชร์ และค้นหา LabVIEW add-ons และ  toolkits จาก LabVIEW Tools Network ในที่นี้ เราจะเอามาไว้สำหรับค้นหา และติดตั้ง
  3. เมื่อติดตั้ง VI Package Manager เสร็จแล้ว ที่หน้าต่างโปรแกรม ให้เราค้นหา Tool kit ที่ชื่อ Labview Interface for Arduino ตามรูป เลยครับVI Package Manager
  4. รีสตาร์ทเครื่องสักครั้ง เพื่อความเป็นสิริมงคล
  5. เปิดไฟล์โปรเจคของ Arduino (ในที่นี้ บอร์ด Arduino ของเราควรจะเชื่อมต่อ กับคอมพิวเตอร์เรียบร้อยแล้ว) ซึ่งจะอยู่ใน Folder C:\Program Files\National Instruments\LabVIEW 2011\vi.lib\LabVIEW Interface for Arduino\Firmware\LVIFA_Base ชือไฟล์ LVIFA_Base.pde
  6. ทำการ Complie ซึ่งน่าจะผ่าน แล้วก็ให้อัพโหลดเข้าไปที่ตัวบอร์ด Arduino ถ้าจำไม่ได้ ให้ดูวิธีการจากโพสเก่าๆ ของผมครับ คลิก
  7. เปิดโปรแกรม Labview แล้วเปิดไฟล์ทดสอบ โหลดจาก ที่นี่ จากนั้นก็รีนโปรแกรม เลยครับ
  8. ลองปรับค่า แล้วดูผล
ถ้าอยากทราบว่า สองอันนี้ มันทำงานได้งัย ลองเข้าไปแกะโค๊ดของ Arduino แล้วก็ลองใช้ โปรแกรมSerial Port Monitor นั้งจับข้อมูลที่วิ่งบน Serial Port ดูครับ

WebIOPI: control raspberry PI's GPIO via web browser //นำมาจาก http://raspberry-pi-th.blogspot.com


เราทราบดีอยู่แล้วว่า Raspberry pi นั้น สามารถทำให้เป็น web Server ได้ และในขณะเดียวกัน ก็ยังมี GPIO เหลือไว้ให้นักพัฒนาไว้ทำอะไรเล่นได้แตกต่างจาก PC ทั่วไปที่ไม่มี GPIO ให้ใช้ ก็เลยมีคนคิดที่จะทำ web application ที่สามารถที่จะควบคุม GPIO ผ่านทางหน้าเว็บ วันนี้ เรามาติดตั้ง web application ตัวหนึุ่่งที่น่าสนใจสำหรับ Raspberry pi นั่นก็คือ WebIOPi
WebIOPi คือเว็บแอพลิเคชั่น ที่ออกแบบด้วยภาษา Python ซึ่งทำงานร่วมกับ REST framework  จุดประสงค์เพื่อให้การควบคุม GPIO ของ Raspberry Pi แสดงผล แบบ(เกือบจะ) Realtime ให้เห็นผ่านหน้าเว็บ โดยที่เราไม่ต้อง refresh หน้าเว็บ เมื่อ GPIO มีการเปลี่ยนแปลงสถานะ
"WebIOPi is developed and tested on Raspbian"
เพราะฉะนั้นใครทีใช้ Raspian อยู่แล้ว ก็ไม่น่ามีปัญหาอะไร ขั้นตอนติดตั้งไม่ยุ่งยากครับ เริ่มจากดาวน์โหลดไฟล์ แล้วก็ทำการรันสคริปต์ที่ติดตั้ง
wget http://webiopi.googlecode.com/files/WebIOPi-0.5.3.tar.gz
tar xvzf WebIOPi-0.5.3.tar.gz
cd WebIOPi-0.5.3
sudo ./setup.sh
รอสักครู่ จากนั้นก็สั่งให้ webiopi ทำงานด้วยการรันเซอร์วิส
sudo /etc/init.d/webiopi start
หากต้องการสั่งให้เซอร์วิสหยุดทำงาน ก็ตรงกันข้ามครับ
sudo /etc/init.d/webiopi stop
แต่ถ้าถูกใจแอพพลิเคชั่นนี้ และอยากให้ทำงานทุกครั้งที่เปิดเครื่องแล้วหล่ะก็ ให้กำหนดเป็นค่า default ตอนเปิดเครื่องไปเลย ด้วยคำสั่ง
sudo update-rc.d webiopi defaults
หลังจากนั้น เปิด web browser ของเราขึ้นมา แล้วกรอก URL ไปที่ไอพีของ Raspberry Pi ครับโดยใส่ port 8000 เข้าไปด้วย
เช่น ไอพีบอร์ด raspberry pi ของผมเป็น 192.168.2.105 จะได้ว่า  http://192.168.2.105:80000/webiopi/ ครับ
ทำการกรอก username / password ครับ ในที่นี้ถูกกำหนดเป็น webiopi รหัสผ่านก็ raspberry ครับ
จะปรากฏหน้าเว็บ จากนั้น ลองกำหนดให้ GPIO ใดๆ ก็ได้เป็น OUT แล้วลองเอา LED ต่อที่ pin นั้นๆ จากนั้นกดเปลี่ยนสถานะ หากเป็น Hi จะเปลี่ยนสีเป็นสีเหลืองที่หน้าเว็บ ที่หลอด LED ก็ควรจะติดด้วย
WebIOPi control Raspberry pi 's GPIO
ทดลองเปิดหน้าเว็บจากคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น หรือเปิด browser เพิ่มอีก และดูผลการเปลี่ยนแปลง เราจะเห็นว่าหน้าเว็บแสดงผลได้แทบจะทันทีทันใด ที่มีการเปลี่ยนแปลงที่ GPIO ครับ นั่นก็เป็นเพราะ REST framework นั่นเอง
ลองติดตั้ง แล้วศึกษาตัวโปรเจคนี้ดูครับ รับรองได้ประโยชน์แน่นอน
แหล่งที่มา : http://code.google.com/p/webiopi/

วันศุกร์ที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2556

ถ่ายทอดสด PI ด้วย MJPG-Streamer //นำมาจาก http://raspberry-pi-th.blogspot.com โดย Mr.P


MJPG-Streamer คือ โปรแกรมประเภทคำสั่งที่สามารถพิมพ์คำสั่งลงไป แล้วโปรแกรมจะทำการดึงภาพออกจากเว็บแคมของเรา แล้วทำการส่งไปเก็บไว้ เพื่อที่เราจะสามารถเข้ามาดูได้ โดยผ่านเว็บบราวเซอร์ หรือผ่านทางมือถือก็ได้
บทความต่อไปนี้ ผมได้ค้นหามาจาก http://www.raspberrypi.org/phpBB3/viewtopic.php?f=30&t=8659  ซึ่งก่อนหน้านี้ ผมพยายามทำมาหลายครั้งแล้ว แต่ ไม่ประสบความสำเร็จเหมือนคนอื่นเค้า เนื่องจากบอร์ด Raspberry Pi ของผมเป็น Model B rev 1 ซึ่งอาจจะมีอุปสรรคมากกว่าบอร์ดรุ่นใหม่ๆ สักหน่อย ซึ่งอาจจะทำให้บทความนี้ อาจจะไม่เวิร์กสำหรับคนอื่นก็ได้ ก็ต้องขอบอกไว้ ณ ทีนี้ด้วย ซึ่งการที่เราจะต่ออุปกรณ์อะไรสักอย่างกับ Linux ย่อมมีอุปกรณ์เรื่องของ driver ที่ไม่รองรับ นั่นเป็นเรื่องธรรมดาของ Linux OS ครับ (ต้องทำใจนิดนึง)
อุปกรณ์ที่ผมใช้ก็คือ บอร์ด Raspberry Pi Model B rev 1 ซึ่งมี RAM อยู่ 256 กับกล้อง WebCam ยี่ห้อ OKER รุ่น Webcam OKER (177) ซึ่งนับว่าโชคดีมาก ที่เจ้า Driver kernel ของผมมันรองรับพอดี หากเพื่อน ต้องการทราบว่ากล้องรุ่นใดบ้างที่ driver รองรับ สามารถตรวจสอบได้ที่ http://www.ideasonboard.org/uvc/
เรามาเริ่มกันเลยครับ หลังจากที่เราได้เช็คอัพเดทแล้ว sudo apt-get update ให้เราไปโหลด package เหล่านี้มาก่อน ได้แก่
sudo apt-get install subversion
sudo apt-get install libv4l-dev
sudo apt-get install libjpeg8-dev
sudo apt-get install imagemagick
ซึ่ง Subversion เป็นตัวเอาไว้โหลดซอร์สโค๊ดจาก svn server ที่นักพัฒนาโปรแกรมนิยมเอาไปเก็บไว้ครับ ส่วน package อื่นๆ ที่เหลือ ก็เกี่ยวเนื่อง และ เป็นไลบรารี่เสริมในการ
compile MJPG-Streamer อีกทีครับ
ตอนนี้เราจะโหลด MJPG-Streamer บ้างหล่ะ ให้ใช้คำสั่งนี้ครับ ซึ่งจะได้ตัวอัพเดทล่าสุดเลย
เสร็จแล้วให้เข้าไปที่โฟวเดอร์ mjpg-streamer/mjpg-streamer ด้วยคำสั่ง
cd mjpg-streamer/mjpg-streamer 
จากนั้นเราจะทำการ compile โปรแกรมของเราหล่ะ ด้วยคำสั่ง
make USE_LIBV4L2=true clean all
ซึ่งไม่น่าจะมี error ใดๆ ขึ้นมานะครับ (อาจจะมี warning ได้ แต่ อย่าให้มี error ก็แล้วกัน ) เสร็จแล้วก็ตามด้วย
sudo make DESTDIR=/usr install
หากไม่มี error แล้ว ให้เราทำการเสียบกล้อง webcam ของเราเข้าทาง port USB ของบอร์ด Raspberry pi ครับ ก่อนที่จะเสียบสาย USB เราอาจจะสั่งคำสั่ง
tail -f /var/log/messages
เพื่อดูว่า uvcvideo kernel driver มองเห็นอุปกรณ์ที่เป็น camera หรือยัง ถ้ามองเห็นแล้ว ควรจะได้ข้อความตามรูปข้างล่าง
uvcvideo kernel driver found webcam
จากนั้น ผมลองติดตั้ง fswebcam ซึ่งตัวนี้ ผมจะใช้เป็นตัวเช็คว่า ผมจะต้องปรับค่า output ที่กล้องให้ค่าได้เป็นอะไร ซึ่งเราจะนำไปใช้ในการตั้งค่า streamer ต่อไป 
ติดตั้ง fswebcam  ด้วยคำสั่ง
sudo apt-get install fswebcam
เสร็จแล้วให้ใช้คำสั่ง
fswebcam --verbose
fswebcam --verbose
ซึ่งจากข้อมูลที่ได้มา ผมควรที่จะปรับค่า output ที่จะได้จาก streamer ให้เป็น YUYV และ frame rate ควรจะเท่ากับ 4
ผมก็นำเอาข้อมูลที่ได้นี้ มาใช้ร่วมกับคำสั่ง
mjpg_streamer -i "/usr/lib/input_uvc.so -d /dev/video0  -r 352x288 -f 4 -y YUYV" -o "/usr/lib/output_http.so -p 8090 -w /var/www/mjpg_streamer"
image
(ศึกษาพารามิเตอร์ต่างๆ ได้ที่ คำสั่ง mjpg_streamer --help  หรือ จากไฟล์ /home/pi/mjpg-streamer/mjpg-streamer/start.sh )
หลังจากที่สั่งคำสั่ง เรียบร้อยแล้ว จะเกิดการ stream ภาพที่ได้จากกล้องไปเก็บไว้ที่ web root folder เราสามารถเปิดดูภาพที่ได้ผ่านหน้าเว็บบราวเซอร์ได้เลย โดยใส่  URL ไปที่ ip ของ Raspberry pi แล้วตามด้วยพอร์ต 8090 ครับ จากนั้นตามด้วยพารามิเตอร์ ?action=stream
สมมติว่า ip address ของบอร์ด raspberry pi เท่ากับ 192.168.2.105 จะได้ว่า
ที่หน้าเว็บบราวเซอร์จะพบภาพจากกล้องเว็บแคมของเราครับMJPG-Streamer work
ถ้าเพื่อนๆ ลองปรับพารามิเตอร์คำสั่ง mjpg_streamer ให้เหมาะกับ output ของกล้องหล่ะก็ ภาพที่ได้จะออกมาดี (เท่าที่กล้องมันจะทำได้) เลยหล่ะครับ หวังว่าคงเป็นประโยชน์ นำไปต่อยอดกันได้นะครับ