Веб-сервер на Raspberry Pi Pico W для мигания светодиодом на Micropython


В данной статье мы узнаем, как программировать плату Raspberry Pi Pico W на языке Micropython, подробно узнаем о его функциях, о том, как использовать Wi-Fi для подключения к Интернету и, наконец, что не менее важно, о том, как управлять светодиодом с помощью специального веб-сервера из любой точки мира.

Веб-сервер на Raspberry Pi Pico W для мигания светодиодом

Ранее на нашем сайте мы рассматривали аналогичные проекты веб-сервера на основе модуля ESP32, на Raspberry Pi с использованием Node.js, на основе ESP8266 и платы STM32F103C8, а также веб-сервер AJAX на ESP8266.

Raspberry Pi Pico W

Фонд Raspberry Pi выпустил плату Pico W (купить на AliExpress), представляющую собой микроконтроллер на базе чипа RP2040. Его цена составляла 6 долларов. Pico W оснащен радиомодулем Wi-Fi 802.11n, что делает его подходящим для проектов Интернета вещей.

Pico W можно использовать в качестве замены проектам, основанным на его предшественнике Pico, предлагая удобство встроенного Wi-Fi и Bluetooth.

Недавно в программный стек была добавлена ​​поддержка Bluetooth, но даже тогда она была ограничена языком программирования C/C++. Поддержка Micropython еще не добавлена полноценно ​​в Pico W (поэтому в этой статье мы не будем рассматривать Bluetooth, будет рассмотрен только Wi-Fi).

Схема проекта

Схема проекта веб-сервера на Raspberry Pi Pico W для мигания светодиодом представлена на следующем рисунке.

Схема проекта веб-сервера на Raspberry Pi Pico W для мигания светодиодом

Настройка Raspberry Pi Pico W для Micropython

  • Подключите Raspberry Pi Pico W к компьютеру с помощью кабеля micro USB.
  • Загрузите и установите Thonny IDE.
  • Откройте Thonny и нажмите Tools>options («Инструменты»>«Параметры»).

Открытие окна настроек Thonny IDE

  • В меню параметров нажмите "Interpreter" («Интерпретатор») и выберите из списка «Raspberry Pi Pico».

Настройки интерпретатора в Thonny IDE

  • Thonny установит на Pico W необходимую прошивку и подготовит ее к программированию.
  • Скопируйте и вставьте приведенный ниже код в thonny ide. Этот код должен заставить мигать встроенный светодиод на Pico W.

Результат выполнения этого кода будет выглядеть примерно так:

Загрузка кода в Raspberry Pi Pico W

  • Подключите Raspberry Pi Pico W к компьютеру с помощью кабеля micro USB.
  • Нажмите "File" в строке меню и выберите "Save As" («Сохранить как»), чтобы сохранить файл с кодом.

Пункт меню для сохранения файла с кодом в Thonny IDE

  • Выберите подходящее место на Raspberry Pi Pico и сохраните файл с расширением «.py» (например, «blink.py»).
  • В Thonny нажмите "Run" («Выполнить») в строке меню и выберите "Run current script («Выполнить текущий скрипт») или нажмите клавишу F5.

Кнопка для выполнения текущего скрипта в Thonny IDE

  • Thonny загрузит код в Pico W, и веб-сервер LED начнет работать.

Написание кода Micropython для подключения к Wi-Fi

Давайте проверим простой код для подключения платы Raspberry Pi Pico W к точке доступа Wi-Fi. Первым делом нам нужно импортировать все необходимые библиотеки для подключения к Wi-Fi в Thonny IDE.

ssid = 'NAME OF YOUR WIFI NETWORK' (имя вашей сети Wi-Fi).

Кроме ssid также необходимо указать и пароль для входа в вашу сеть Wi-Fi.

Далее напишем функцию, которая будет активировать WLAN, что, в свою очередь, поможет нам установить соединение. Первая строка network.WLAN(network.STA_IF) настраивает устройство в качестве клиента. wlan.active(True) активирует Wi-Fi, а wlan.connect(ssid,password) устанавливает соединение Wi-Fi. Следующая строка — это цикл while, который ожидает соединения и его установления. Когда цикл заканчивается, печатаются IP-адрес Wi-Fi и другие данные.

В следующем фрагменте кода мы будем пытаться вызвать функцию connect, а если поступит прерывание от клавиатуры мы будем автоматически сбрасывать состояние платы.

Процесс соединения с сетью WiFi

Написание кода Micropython для веб-сервера мигания светодиодом

Теперь, когда мы закончили с подключением нашей платы к Wi-Fi, давайте выясним, как мы можем создать веб-сервер, через который мы сможем управлять нашим светодиодом. Ниже приведено объяснение фрагментов этого кода. Полный код программы можно найти в самом конце данной статьи.

Следующий код пытается импортировать модуль usocket, который является специфичной для MicroPython реализацией модуля socket. Если это не удается, он возвращается к импорту стандартного модуля socket.

Следующие строки импортируют необходимые нам модули: Pin из модуля machine для управления выводами GPIO, network для сетевых операций. Вызов gc.collect() выполняет сбор мусора для освобождения памяти.

Далее мы задаем имя сети Wi-Fi (ssid) и пароль (password). Вам необходимо заменить ssid и пароль на их значения для вашей точки доступа. Переменная station представляет интерфейс станции Wi-Fi. Код активирует интерфейс станции и подключается к указанной сети, используя предоставленные учетные данные.

Следующий цикл ожидает, пока интерфейс станции не будет успешно подключен к сети Wi-Fi.

Как только соединение будет установлено, мы будем печатать сообщение об успехе и отображать IP-адрес, назначенный микроконтроллеру.

Следующий код инициализирует переменную светодиода для управления светодиодом, подключенным к выводу GPIO с именем «LED», который является светодиодом по умолчанию, подключенным к выводу 25. Он настраивает вывод как выход (Pin.OUT) и устанавливает начальное состояние светодиода на "ВЫКЛЮЧЕННЫЙ".

HTML-код находится внутри функции с именем webpage.

Этот HTML-код создает простую веб-страницу со следующими элементами.

Раздел <head> включает метатег области просмотра для адаптивного дизайна и ссылку для включения файла CSS.

Стили CSS, определенные в тегах <style>, применяются к элементам HTML. Здесь элемент html центрирован, и стили определены для двух классов: .button и .button1.

Раздел <body> содержит содержимое веб-страницы.

В заголовке <h2> отображается текст «Raspberry Pi Pico Web Serve».

Параграф <p> отображает текущее состояние светодиода с помощью переменной led_state.

Есть два абзаца с кнопками, каждый из которых содержит значок и элемент кнопки, заключенный в тег привязки <a>. Первая кнопка имеет кнопку класса, а вторая кнопка имеет классы button и button1.

Когда эта HTML-страница обслуживается веб-сервером, она отображает состояние светодиода и предоставляет кнопки для включения и выключения светодиода.

Следующий код создает сокет с помощью функции socket.socket() и указывает семейство адресов (socket.AF_INET) и тип сокета (socket.SOCK_STREAM).

Далее привязываем сокет к указанному IP-адресу ('' означает все доступные интерфейсы) и номеру порта 80.

Затем устанавливаем сокет на прослушивание входящих соединений. Параметр 5 указывает максимальное количество соединений в очереди.

После этого в коде у нас бесконечный цикл для непрерывного приема входящих соединений.

s.accept() ждет, пока клиент подключится, и возвращает новый разъем сокета для связи и адрес клиента addr.

conn.settimeout(3.0) устанавливает тайм-аут в 3 секунды для операций сокета.

Код печатает информацию о клиенте, установившем соединение, и получает от клиента HTTP-запрос GET с помощью conn.recv(1024). Затем запрос преобразуется в строку для дальнейшей обработки.

Затем мы ищем наличие «/led_on» и «/led_off» в полученном запросе, используя метод find().

Если «/led_on» находится в позиции 6, это означает, что светодиод должен быть включен. Код устанавливает состояние светодиода, включает его и соответствующим образом обновляет переменную led_state.

Если «/led_off» находится в позиции 6, это означает, что светодиод следует выключить. Код устанавливает состояние светодиода, выключает его и соответствующим образом обновляет переменную led_state.

Следующий код генерирует ответ HTML с помощью функции web_page(). Он отправляет заголовки HTTP-ответа клиенту с помощью conn.send(). Также он отправляет содержимое ответа с помощью conn.sendall(). Наконец, он закрывает соединение с клиентом с помощью conn.close().

Если во время выполнения возникает ошибка OSError, это означает, что возникла проблема с соединением. Код закрывает соединение с клиентом и печатает сообщение о том, что соединение закрыто.

Рассмотренный здесь код настраивает базовый веб-сервер, который прослушивает запросы HTTP GET, обрабатывает запросы на включение или выключение светодиода и отправляет HTML-ответ обратно клиенту.

Проверка работы веб-сервера

  • Откройте веб-браузер на любом устройстве, подключенном к той же сети, что и Raspberry Pi Pico W.
  • Введите IP-адрес Pico W в адресную строку подключенного устройства. В этом примере я использовал свой смартфон. Вы можете найти IP-адрес, напечатанный на экране, после запуска приведенного выше кода.

Приложение веб-сервера для Raspberry Pi Pico W

  • Когда вы вводите адрес в адресную строку браузера вы должны увидеть простую веб-страницу с кнопками для включения и выключения светодиода.
  • Нажимайте на кнопки, чтобы управлять светодиодом.

Исходный код программы

Весь необходимый код программы для представленного проекта вы можете скачать по следующей ссылке. Также он представлен в виде следующего листинга.

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
73 просмотров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *