Vpython తో ఇంటర్ఫేసింగ్ arduino

మా మునుపటి ట్యుటోరియల్‌లో మా విండోస్ మెషీన్‌లో పైథాన్‌ను ఎలా ఇన్‌స్టాల్ చేయాలో మరియు సరళమైన ఎల్‌ఈడీ కంట్రోల్ ప్రాజెక్ట్‌ను ఉపయోగించి పైథాన్‌తో ఆర్డునోను ఎలా ఇంటర్‌ఫేస్ చేయాలో నేర్చుకున్నాము. మీరు క్రొత్తవారైతే, మునుపటి ట్యుటోరియల్‌కు తిరిగి రావాలని నేను గట్టిగా సిఫార్సు చేస్తున్నాను ఎందుకంటే ఈ ట్యుటోరియల్ అదే కొనసాగింపు.

సీరియల్ పోర్టు ద్వారా కమ్యూనికేట్ చేయగలిగితే, ఆర్డునోతో మాకు పైథాన్ ఎందుకు అవసరమో మీరు ఇప్పటికే ఆశ్చర్యపోవచ్చు. కానీ, పైథాన్ చాలా బలమైన అభివృద్ధి వేదిక, దీనిలో యంత్ర అభ్యాసం, కంప్యూటర్ దృష్టి మరియు మరెన్నో సమగ్రపరచగల చల్లని అనువర్తనాలు. ఈ ట్యుటోరియల్‌లో పైథాన్‌ను ఉపయోగించి చిన్న గ్రాఫికల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ను ఎలా సృష్టించవచ్చో నేర్చుకుంటాము. ఇది చేయుటకు మనకు Vpython అనే మాడ్యూల్ అవసరం. ఈ క్రింది ట్యుటోరియల్ విండోస్ వినియోగదారుకు మాత్రమే వర్తిస్తుంది ఎందుకంటే Mac లేదా Linux యూజర్ కోసం, విధానం భిన్నంగా ఉంటుంది.

ఈ ట్యుటోరియల్ చివరలో పైథాన్ ఉపయోగించి సాధారణ GUI ని ఎలా సృష్టించవచ్చో నేర్చుకుంటాము. మేము ఆర్డినోకు అనుసంధానించబడిన అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్ విలువకు ప్రతిస్పందించే చిన్న యానిమేషన్‌ను తయారు చేస్తాము. ఈ అనువర్తనం అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్ ఉపయోగించి వస్తువును ట్రాక్ చేస్తుంది మరియు VPython ఉపయోగించి కంప్యూటర్‌లో గ్రాఫికల్ రూపంలో ప్రదర్శిస్తుంది. మేము వస్తువును కదిలేటప్పుడు, అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్ దూరాన్ని గ్రహించి, ఆర్డునోను ఉపయోగించి పైథాన్ ప్రోగ్రామ్‌కు ఈ సమాచారాన్ని పంపుతుంది మరియు ఇది కంప్యూటర్‌లోని వస్తువును కూడా కదిలిస్తుంది. ఆసక్తికరంగా అనిపిస్తుంది! కాబట్టి ప్రారంభిద్దాం…

ముందస్తు అవసరాలు:

1. ఆర్డునో (ఏదైనా వెర్షన్)
2. అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్ HC-SR04
3. వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది
4. పైథాన్‌తో కంప్యూటర్
5. మునుపటి ట్యుటోరియల్ పై జ్ఞానం

మీ కంప్యూటర్‌లో VPython ని ఇన్‌స్టాల్ చేస్తోంది:

మా మునుపటి ట్యుటోరియల్‌లో మీ మెషీన్‌లో పైథాన్‌ను ఎలా ఇన్‌స్టాల్ చేయాలో మరియు దాని చుట్టూ ఎలా కదిలించాలో మరియు ఆర్డునోతో సరళమైన ప్రోగ్రామ్‌ను ఎలా సృష్టించాలో మేము ఇప్పటికే నేర్చుకున్నాము. ఇప్పుడు మనం దీని పైన విజువల్ పైథాన్ (VPython) ను ఇన్‌స్టాల్ చేసాము, తద్వారా Arduino కోసం పైథాన్ ఉపయోగించి చల్లని గ్రాఫిక్‌లను సృష్టించవచ్చు. VPython తో ప్రారంభించడానికి క్రింది సాధారణ దశల కోసం

దశ 1. మునుపటి ట్యుటోరియల్ మార్గదర్శకాల ప్రకారం పైథాన్ ఇప్పటికే ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిందని నిర్ధారించుకోండి.

దశ 2. విజువల్ పైథాన్ కోసం exe ఫైల్‌ను డౌన్‌లోడ్ చేయడానికి VPython పై క్లిక్ చేయండి. మీ మెషీన్ 64-బిట్‌లో నడుస్తున్నప్పటికీ 64-బిట్ వెర్షన్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయడాన్ని ఎంచుకోవద్దు. ఇచ్చిన లింక్‌ను అనుసరించండి.

దశ 3. Exe ఫైల్‌ను ప్రారంభించి, సెటప్‌ను అనుసరించండి. డిఫాల్ట్ డైరెక్టరీ మార్గాన్ని మార్చవద్దు మరియు మీరు “పూర్తి సంస్థాపన” ఎంచుకున్నారని నిర్ధారించుకోండి.

దశ 4. వ్యవస్థాపించిన తర్వాత, క్రింద చూపిన విధంగా మీ డెస్క్‌టాప్ లేదా అప్లికేషన్ ప్యానెల్‌లో “VIDLE (VPython)” అనే క్రొత్త అప్లికేషన్‌ను మీరు కనుగొనాలి.

దశ 5. అనువర్తనాన్ని ప్రారంభించండి మరియు క్రింద చూపిన విధంగా మీరు ఒక విండోను పొందాలి.

దశ 6. VPython కోసం మేము ప్రోగ్రామ్‌లో టైప్ చేసే విండో ఇది. కానీ, ప్రస్తుతానికి ఒక ఉదాహరణ ప్రోగ్రామ్‌ను తెరవడం ద్వారా Vpython పనిచేస్తుందో లేదో చూద్దాం. దీన్ని చేయడానికి ఫైల్-> ఓపెన్-> బౌన్స్ ఎంచుకోండి

దశ 7. మీరు ఉదాహరణ ప్రోగ్రామ్‌ను తెరవాలి. రన్ -> రన్ మాడ్యూల్ ఉపయోగించి ప్రోగ్రామ్‌ను ప్రారంభించడానికి ప్రయత్నించండి. ప్రతిదీ expected హించిన విధంగా పనిచేస్తుంటే మీరు ఈ క్రింది స్క్రీన్‌ను పొందాలి.

మీరు రెండు >>> తో షెల్ విండో (ఎడమ) ను చూడాలి, ఇది విజయవంతమైన సంకలనాన్ని సూచిస్తుంది మరియు బంతి బౌన్స్ అవుతున్నట్లు చూపించే అసలు విండో (ముందు) .

దశ 8. మీరు VPython యొక్క శక్తిని కనుగొనటానికి ఇతర ఉదాహరణ ప్రోగ్రామ్‌లను కూడా ప్రయత్నించవచ్చు, ఉదాహరణకు “ఎలక్ట్రిక్-మోటర్” అని పిలువబడే ఉదాహరణ ప్రోగ్రామ్ క్రింది స్క్రీన్ ద్వారా మిమ్మల్ని ఆశ్చర్యపరుస్తుంది.

దశ 9. దీని అర్థం మీ VPython ఉపయోగం కోసం సిద్ధంగా ఉంది మరియు మీరు “ ప్రోగ్రామింగ్ మీ Vpython ” అంశానికి పడిపోవచ్చు .

దశ 10. మీరు "నంపీ ఎర్రర్" పొందిన చాలా మందిలో ఒకరు అయితే మీరు ఆశను కోల్పోకండి, మేము ఆ సమస్యను తదుపరి దశల్లో క్రమబద్ధీకరిస్తాము

దశ 11. నా కంప్యూటర్‌ను తెరవండి -> సి డ్రైవ్ -> పైథాన్ 27 -> స్క్రిప్ట్‌లు -> local.bat . ఇది క్రింద చూపిన విధంగా కమాండ్ ప్రాంప్ట్‌ను ప్రారంభిస్తుంది

దశ 12. ఇప్పుడు “పిప్ ఇన్‌స్టాల్ - అప్‌గ్రేడ్ నంపీ” అని టైప్ చేసి ఎంటర్ నొక్కండి. Numpy యొక్క క్రొత్త సంస్కరణ మీ మెషీన్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడాలి. మీ ఇంటర్నెట్ కనెక్షన్ నెమ్మదిగా ఉంటే మీరు కొంత సమయం వేచి ఉండాల్సి ఉంటుంది.

దశ 13. పూర్తయిన తర్వాత మీరు 4 వ దశకు తిరిగి వస్తారు మరియు ఉదాహరణ ప్రోగ్రామ్‌ను ప్రయత్నించండి మరియు మీరు దాన్ని పని చేయగలుగుతారు.

ప్రోగ్రామింగ్ VPython:

తరువాత మన VPython విండోలో ప్రోగ్రామింగ్ ప్రారంభిస్తాము. ఈ ప్రోగ్రామ్‌లో మనం రెండు 3 డి దీర్ఘచతురస్రాకార వస్తువులను సృష్టిస్తాము, ఒకటి స్క్రీన్ రిఫరెన్స్ మధ్యలో స్థిరమైన అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్‌కు ఉంచబడుతుంది మరియు మరొకటి యుఎస్ సెన్సార్ మరియు ఆబ్జెక్ట్ (పేపర్) మధ్య దూరం ఆధారంగా డైనమిక్ ప్రదేశంలో ఉంటుంది.

పూర్తి పైథాన్ కోడ్ ఈ పేజీ చివర చూడవచ్చు. మరింత క్రిందికి, నేను ఈ పైథాన్ కోడ్‌ను చిన్న అర్ధవంతమైన జంక్‌లుగా విభజించడం ద్వారా వివరించాను.

మొదటి పంక్తి దృశ్య లైబ్రరీని దిగుమతి చేసుకోవడం ద్వారా మనం 3D వస్తువులను సృష్టించగలము. దిగువ పంక్తి అదే చేస్తుంది.

దృశ్య దిగుమతి నుండి *

మా మునుపటి ట్యుటోరియల్‌లో మేము ఇప్పటికే వాటిని ఉపయోగించినందున మీకు తరువాతి నాలుగు పంక్తులు తెలిసి ఉండాలి. సీరియల్ మరియు టైమ్ లైబ్రరీని దిగుమతి చేయడానికి మరియు COM18 వద్ద అర్డునోతో 9600 తో బౌడ్రేట్‌గా సీరియల్ కనెక్షన్‌ను ఏర్పాటు చేయడానికి ఇవి ఉపయోగించబడతాయి

దిగుమతి సీరియల్ # సీరియల్ కమ్యూనికేషన్ దిగుమతి సమయం కోసం దిగుమతి స్థాపించబడండి

ఇప్పుడు, వస్తువులను సృష్టించే సమయం వచ్చింది. నేను ఆబ్జ్ మరియు వాల్ అని రెండు 3 డి దీర్ఘచతురస్రాలను సృష్టించాను. WallL స్క్రీన్ కేంద్రంలో ఉంచుతారు ముదురు నీలం రంగు లో ఒక స్థిర గోడ మరియు obj తెలుపు రంగులో కదిలే వస్తువు. నేను గోడ వస్తువు దగ్గర “యుఎస్ సెన్సార్” అనే వచనాన్ని కూడా ఉంచాను.

obj = box (pos = (- 5,0,0), size = (0.1,4,4), color = color.white) wallL = box (pos = (- 1,0,0), size = (0.2, 12,12), color = color.cyan) టెక్స్ట్ (టెక్స్ట్ = 'US సెన్సార్', యాక్సిస్ = (0,1,0), పోస్ = (- 2, -6,0), లోతు = -0.3, కలర్ = color.cyan)

పైన పేర్కొన్న మూడు పంక్తులు గ్రీకు మరియు లాటిన్ భాషలలో మొదటిసారి చదివిన వారిలో చాలా మందికి కనిపించాయని నేను ఖచ్చితంగా అనుకుంటున్నాను, కాని సమయంతో మీరు దానిని అర్థం చేసుకోగలుగుతారు. బ్రాకెట్లలో పేర్కొన్న ప్రతిదీ (x, y, z) సమన్వయం చేస్తుంది. మరియు ఈ కో-ఆర్డినేట్లు మా హైస్కూల్ జ్యామితి తరగతిలో క్రింద చూపిన విధంగా చాలా పోలి ఉంటాయి.

ఇప్పుడు, గ్రాఫిక్స్ మరియు సీరియల్ పోర్ట్ సిద్ధంగా ఉంది, మనం చేయాల్సిందల్లా డేటాను చదవడం మరియు ఆర్డునో నుండి వచ్చే డేటా ప్రకారం “ఆబ్జెక్ట్” (తెలుపు దీర్ఘచతురస్రం) ను ఒక స్థలంలో ఉంచండి. కింది పంక్తుల ద్వారా ఇది చేయవచ్చు, ఇక్కడ obj.pos.x వస్తువు యొక్క X కో-ఆర్డినేట్ స్థానాన్ని నియంత్రిస్తుంది (తెలుపు దీర్ఘచతురస్రం).

t = int (ArduinoSerial.readline ()) # సీరియల్ డేటాను చదివి దానిని t = t * 0.05 obj.pos.x = t

మీ ఆర్డునో రెడీ అవుతోంది:

COM పోర్ట్ నుండి విలువలను వినడానికి మరియు తదనుగుణంగా గ్రాఫిక్‌లను యానిమేట్ చేయడానికి పైథాన్ స్క్రిప్ట్ సిద్ధంగా ఉంది, కానీ మా ఆర్డునో ఇంకా సిద్ధంగా లేదు. మొదట మనం ఈ క్రింది సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం ప్రకారం అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్‌ను ఆర్డునోకు కనెక్ట్ చేయాలి. మీరు యుఎస్ సెన్సార్ మరియు ఆర్డునోలకు పూర్తిగా క్రొత్తగా ఉంటే, మీరు ఆర్డునో & అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్ బేస్డ్ డిస్టెన్స్ మెజర్మెంట్ ట్యుటోరియల్‌కు తిరిగి రావాలి.

ఈ పేజీ చివరిలో ఇచ్చిన ఆర్డునో ప్రోగ్రామ్‌ను అప్‌లోడ్ చేయండి. వ్యాఖ్య పంక్తులను ఉపయోగించి ప్రోగ్రామ్ స్వయంగా వివరించబడింది. పల్స్ ఒక వస్తువును కొట్టడానికి మరియు తిరిగి రావడానికి తీసుకున్న సమయాన్ని లెక్కించడం ద్వారా అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్ పనిచేస్తుందని మాకు తెలుసు. Arduino లోని పల్స్ఇన్ ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ విలువ లెక్కించబడుతుంది. తరువాత తీసుకున్న సమయం క్రింది పంక్తిని ఉపయోగించి దూరంగా మార్చబడుతుంది.

dist = (టైమ్‌టేకెన్ / 2) / 2.91;

ఇక్కడ దూరం మిల్లీమీటర్లు (మిమీ) పరంగా లెక్కించబడుతుంది.

పని:

ప్రాజెక్ట్ యొక్క పని సులభం. పైథాన్ ప్రోగ్రామ్‌ను ప్రారంభించి, క్రింద చూపిన విధంగా యుఎస్ సెన్సార్ ముందు ఒక వస్తువును ఉంచండి:

ఇప్పుడు పైథాన్ ప్రోగ్రామ్‌ను ప్రారంభించండి మరియు మీ కాగితంతో పాటు తెల్లని దీర్ఘచతురస్ర కదలికను మీరు గమనించగలుగుతారు, మీ కాగితం మరియు సెన్సార్ మధ్య దూరం కూడా క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా షెల్ విండోలో ప్రదర్శించబడుతుంది.

అల్డుసోనిక్ సెన్సార్ మరియు పైథాన్‌ను ఆర్డునోతో ఉపయోగించి వస్తువు యొక్క కదలికను ఈ విధంగా మేము ట్రాక్ చేయవచ్చు.

మీరు ప్రాజెక్ట్ను అర్థం చేసుకున్నారని మరియు ఒకదాన్ని నిర్మించడాన్ని ఆస్వాదించారని ఆశిస్తున్నాము. ఇది పైథాన్ వైపు ఒక సూక్ష్మమైన అడుగు కానీ మీరు దీన్ని ఉపయోగించి చాలా ఎక్కువ సృజనాత్మక విషయాలను నిర్మించవచ్చు. ఈ పోస్ట్‌తో ఏమి నిర్మించాలనే దానిపై మీకు ఏమైనా ఆలోచన ఉంటే వాటిని వ్యాఖ్య విభాగంలో పోస్ట్ చేయండి మరియు సాంకేతిక సహాయం కోసం ఫోరమ్‌లను ఉపయోగించండి. మరో ఆసక్తికరమైన పైథాన్ ప్రాజెక్ట్‌తో మిమ్మల్ని చూస్తాము.