informatics4kids.de

Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge

Zuletzt angesehen:
projekt:python_projekt_gpio

Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

Link zu dieser Vergleichsansicht

Beide Seiten der vorigen RevisionVorhergehende Überarbeitung
Nächste Überarbeitung		Vorhergehende Überarbeitung
projekt:python_projekt_gpio [2026/02/18 08:29] – [Pakete & Bibliotheken installieren] torsten.roehlprojekt:python_projekt_gpio [2026/02/24 07:40] (aktuell) – torsten.roehl
Zeile 12: Zeile 12:
   * Environment anlegen   * Environment anlegen
   * Minimalprogramm   * Minimalprogramm
-  * Programmstruktur anlegen +  * [[project:python_led| Projekt: LED mit Python ]] 
-  * Projekt: LED mit Python  +
-  * Projekt: Temperatursensor mit Python +
  
 ---- ----
Zeile 53: Zeile 52:
 | Raspberry Pi Layout und Orientierung. | | Raspberry Pi Layout und Orientierung. |
 |{{ :raspberry_pi:raspi-layout4.png?300 |}}| |{{ :raspberry_pi:raspi-layout4.png?300 |}}|
-|<WRAP>Nur die **<color #22b14c>GPIO</color>**, **GND** und **<color #ed1c24>VCC</color>** werden benutzt. +|<WRAP>Nur die **<color #22b14c>GPIO</color>**, **GND** und **<color #ed1c24>VCC (3,3V)</color>** werden benutzt. 
-  * **GND** +  * <color #7092be>LED-Ampel</color>: 
-  * <color #ed1c24>**VCC**</color> +          *  Masse: **GND** 
-  * <color #22b14c>**GPIO 17, GPIO 27, GPIO 22, GPIO 23, GPIO 24**</color>+          *  R/Y/G: <color #22b14c>**GPIO 17, GPIO 27, GPIO 22**</color> 
 +  * <color #7092be>Temperatursensor</color> 
 +      * Versorgungsspannung: <color #ed1c24>**VCC 3,3**</color> 
 +      * Masse: **GND** 
 +      * Data: <color #22b14c>**GPIO 4**</color>
  
-In diesem Kurs werden die oben aufgelisteten Pins verwendet! 
 </WRAP>| </WRAP>|
 +|{{ :raspberry_pi:pi_adapter_1.jpg?400 |}}|
 +|Adapterplatine zur Nutzung auf einem Steckbrett.|
 +|{{ :raspberry_pi:pi_adapter_2.png?400 |}}|
 +|Alle Bauteile LED-Ampel und Temperatursensor die im Kurs verwendet werden sind angeschlossen|
  
 ==== Verwendete Hardware  ====  ==== Verwendete Hardware  ==== 
Zeile 118: Zeile 124:
 source ~/devel/projects/course_env/bin/activate source ~/devel/projects/course_env/bin/activate
 </code> </code>
-  * Für alle **Python-Projekte** im Kurs verwenden wir diese eine Umgebung: **course-env**!+  * Für alle **Python-Projekte** im Kurs verwenden wir diese eine Umgebung: **course_env**!
 </note> </note>
 +==== Pakete & Bibliotheken installieren ====
  
  
-===== Minimal Programm ===== 
-Dieses Programm schaltet eine einzelne LED am **Raspberry Pi**. 
-Pin und Befehl werden im **ADJUST AREA** angepasst. 
-''GPIO.cleanup()'' setzt am Ende alle verwendeten GPIO-Pins wieder zurück. 
- 
- 
-<code python> 
- 
-#!/usr/bin/env python3 
- 
-import RPi.GPIO as GPIO 
- 
-PIN = 17               # PIN wählen 
-VALUE = GPIO.HIGH      # HIGH / LOW  (anschalten/ausschalten) 
- 
-def main(): 
- 
-    GPIO.setmode(GPIO.BCM) 
-    GPIO.setup(PIN, GPIO.OUT) 
- 
-    GPIO.output(PIN, VALUE) 
- 
-    state = GPIO.input(PIN) 
-    print("Status: ", bool(state)) 
- 
-    GPIO.cleanup() 
- 
-if __name__ == "__main__": 
-    main() 
-</code> 
- 
- 
-===== Hauptprogramm ===== 
- 
-Für das eigentliche Projekt wird der Code nun strukturiert aufgebaut. 
-Ziel ist es, mehrere LEDs (R, G, Y) flexibel ansteuern zu können, ohne bei jeder Änderung den Quellcode neu anpassen oder Hardcodierungen verändern zu müssen. 
- 
-Die Umstrukturierung sorgt außerdem für eine bessere Übersichtlichkeit. Einzelne Komponenten können dadurch unabhängig voneinander erweitert oder in anderen Projekten weiterverwendet werden, wie später im Projekt mit FastAPI und Apache2 gezeigt wird. 
-==== Programmstruktur ==== 
-Folgende Programmstruktur wird verwendet. 
  
-  * ''gpio_led'' – Projektordner im Verzeichnis ''~/devel/projects/'' +Systemweit GPIO-Unterstützung über ''apt'' zur Verfügung stellen:
-  * ''course_env'' – Python-Environment im Verzeichnis ''~/devel/projects/'' +
-  * ''src''      – Ordner für den Quellcode (engl. source) +
-  * ''core''     – Unterordner in ''src''+
  
 <code bash> <code bash>
-gpio_led/ +sudo apt install python3-rpi.gpio
-├──  +
-└── src +
-    ├── core +
-    │   ├── hardware.py +
-    │   ├── logic.py +
-    │   └── __init__.py +
-    └── ledcontrol.py+
 </code> </code>
  
- +Jetzt die **ENV** aktivieren (falls noch nicht geschehen) und dann erst ''RPi.GPIO'' installieren:
-Lege alle Verzeichnisse so an, wie oben dargestellt.   +
-Alle Dateien – bis auf ''%%__init__.py%%'' – kommen später dazu. +
- +
-Die ''%%__init__.py%%'' muss lediglich vorhanden sein, damit Python dieses Verzeichnis als Modulverzeichnis erkennt. Dies kann mit dem folgenden Befehl erledigt werden:+
  
 <code bash> <code bash>
-touch __init__.py+source ~/devel/projects/course_env/bin/activate 
 +pip install RPi.GPIO
 </code> </code>
  
-<note tip>**Bevor weitergearbeitet werden kann, sollte die Programmstruktur überprüft werden.** +===== Minimal Programm ===== 
-{{ :raspberry_pi:led_structure.png?600 |}} +Dieses Programm (''led_simple.py'') schaltet eine einzelne LED am **Raspberry Pi**. 
-</note>+Pin und Befehl werden im **ADJUST AREA** angepasst. 
 +''GPIO.cleanup()'' setzt am Ende alle verwendeten GPIO-Pins wieder zurück.
  
  
 +<code python  led_simple.py>
  
 +#!/usr/bin/env python3
  
-===== Projekt: LED mit Python ===== 
-==== Hardware ==== 
-==== Quellcode (Sourcecode) ==== 
-Der **Sourcecode** besteht aus drei Dateien: das eigentliche Programm **%%ledcontrol.py%%** sowie die Dateien im Hintergrund (im Verzeichnis **%%core%%**), die für die Programmlogik und die Hardware-Ansteuerung benötigt werden. Im Kurs wird das Programm ausführlich erklärt. Diese Dateien enthalten noch keinen Header – dies sollte geändert werden. 
-=== gpio_hw.py === 
- 
-<code python gpio_hw.py> 
 import RPi.GPIO as GPIO import RPi.GPIO as GPIO
  
-PIN_Y = 17 +# START ADJUST AREA 
- +PIN = 17                       # PIN wählen 
-GPIO.setmode(GPIO.BCM) +VALUE = GPIO.HIGH              # HIGH / LOW  (anschalten/ausschalten) 
-GPIO.setup(PIN_Y, GPIO.OUT) +# END ADJUST AREA
- +
-def setLED(pin,value) +
-    if value == 1: +
-       GPIO.output(pin, GPIO.HIGH) +
-    else +
-       GPIO.output(pin, GPIO.LOW) +
-     +
-   +
-def on(): +
-    GPIO.output(PIN, GPIO.HIGH) +
- +
-def off(): +
-    GPIO.output(PIN, GPIO.LOW) +
- +
-def status(): +
-    return GPIO.input(PIN) +
- +
-def cleanup(): +
-    GPIO.cleanup() +
-</code> +
- +
-=== logic.py === +
- +
-<code python logic.py> +
-from core import gpio_hw +
- +
-def turn_on(): +
-    gpio_hw.on() +
-    return "on" +
- +
-def turn_off(): +
-    gpio_hw.off() +
-    return "off" +
- +
-def get_status(): +
-    return "on" if gpio_hw.status() else "off" +
-</code> +
- +
- +
- +
-=== ledcontrol.py === +
- +
-<code python ledcontrol.py> +
-#!/usr/bin/env python3 +
- +
-from core import logic +
-from core import gpio_hw+
  
 def main(): def main():
-    print("GPIO CLI gestartet (CTRL+C beendet)") 
  
-    try: +    GPIO.setmode(GPIO.BCM)     # Broadcom-GPIO-Nummern 
-        while True: +    GPIO.setwarnings(False)    # Warning OFF 
-            cmd = input("on / off / status > ").strip()+    GPIO.setup(PIN, GPIO.OUT)  # Als Ausgabe PIN festlegen
  
-            if cmd == "on": +    GPIO.output(PIN, VALUE)    # Output setzen!
-                print(logic.turn_on()) +
-            elif cmd == "off": +
-                print(logic.turn_off()) +
-            elif cmd == "status": +
-                print(logic.get_status())+
  
-    except KeyboardInterrupt: +    state = GPIO.input(PIN) 
-        pass+    print("Status: ", bool(state))
  
-    finally: +    # GPIO.cleanup()            # Pin freigeben (LOW INPUT)
-        gpio_hw.cleanup()+
  
 if __name__ == "__main__": if __name__ == "__main__":
Zeile 281: Zeile 177:
 </code> </code>
  
- +=== Programm ausführen ===
-==== Testen des Programms ==== +
- +
-Bevor mit dem Projekt weitergearbeitet wird, muss überprüft werden, ob das LED-Programm korrekt gestartet werden kann. +
- +
-Dazu müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: +
- +
-  * die Python-Environment ist aktiviert, +
-  * die Programmstruktur wurde korrekt angelegt, +
-  * der Abschnitt **„Pakete & Bibliotheken installieren“** wurde vollständig gelesen und umgesetzt. +
- +
-Anschließend wird in den Quellcode-Ordner gewechselt und das Programm gestartet: +
 <code bash> <code bash>
-cd ~/devel/gpio_led/src +chmod 775 led_simple.py  # einmalig ausführbar machen! 
-./ledcontrol.py+./led_simple.py          # Script ausführen!
 </code> </code>
 +Hierfür muss das Programm ausführbar gemacht werden (''chmod'') und man sich im Verzeichnis des auszuführenden Programms befinden.
  
-Bei erfolgreichem Start erscheint die Eingabeaufforderung von ''ledcontrol.py'': +===== Projekt: LED mit Python ===== 
- +  * [[project:python_led| Projekt: LED mit Python ]]
-<code>on / off / status ></code> +
- +
-=== Verhalten bei Eingaben testen === +
- +
-  * **on** → die LED wird eingeschaltet und „on“ ausgegeben. +
-  * **off** → die LED wird ausgeschaltet und „off“ ausgegeben. +
-  * **status** → der aktuelle Zustand wird angezeigt. +
-  * unbekannte Eingabe → das Programm bleibt aktiv und fordert erneut zur Eingabe auf. +
- +
-Wenn das Verhalten wie beschrieben ist, läuft das Programm korrekt und die Einrichtung war erfolgreich. +
- +
- +
-<note tip> +
-Falls beim Start des Programms die Fehlermeldung +
- +
-<color #ff7f27>ModuleNotFoundError: No module named 'RPi.GPIO'</color> +
- +
-erscheint, wurde der Abschnitt **„Pakete & Bibliotheken installieren“** vermutlich nicht vollständig beachtet. Bitte diesen Abschnitt erneut sorgfältig durchgehen. +
-</note> +
- +
  
projekt/python_projekt_gpio.1771403398.txt.gz · Zuletzt geändert: von torsten.roehl