Python Brasil 2023 - Programando um robô IoT usando MicroPython e Raspberry Pi Pico

Slides da palestra Programando um robô IoT usando MicroPython e Raspberry Pi Pico, apresentada durante a Python Brasil 2023 em Caxias do Sul, por Juliana Karoline de Sousa

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Transcript

1. Juliana Karoline de Sousa | @julianaklulo PROGRAMANDO UM ROBÔ IOT USANDO MICROPYTHON E RASPBERRY PI PICO
2. JULIANA KAROLINE DE SOUSA | @JULIANAKLULO ➔ Cientista da Computação | UFSCar ➔ PyLadies São Carlos | co-fundadora e organizadora ➔ Grupy-Sanca | co-fundadora e organizadora ➔ Software Engineer | Omnivector Solutions ➔ IoT, robótica, impressão 3D e gatinhos :3
3. AGENDA Escolha do robô Por que esse robô? 01 Specs do robô Componentes e esquemático 02 Montagem Fotos do robô sendo preparado e montado 03 Controlando o robô Configurando e utilizando o Blynk 04 Programando o robô Código em Arduino vs MicroPython 05 Demonstração Mostrando o robô em funcionamento 06
4. A ESCOLHA DO ROBÔ Por que esse robô em específico? 01
5. ROBÔS QUE EU JÁ TINHA INTEL EDISON INTEL GALILEO ARDUINO MEGA ARDUINO UNO NODE MCU
6. POR QUE ESSE ROBÔ? POR QUE ESSE ROBÔ?
8. ESPECIFICAÇÕES DO ROBÔ Lista de componentes do projeto 02
10. MICROCONTROLADOR?
11. COMPONENTES DO MICROCONTROLADOR MICRO PROCESSADOR MEMÓRIA I/O TIMERS ADC SERIAL I/O
12. ➔ Raspberry Pi Pico + Barra de Pinos ➔ Módulo WiFi ESP8266 ESP-01 ➔ LED RGB Difuso ➔ Buzzer Ativo 5 V ➔ Micro Servo 9g SG90 TowerPro ➔ 2 Motores DC com Caixa de Redução e Eixo Duplo + Ponte H L298n ➔ 2 Rodas para Robô ➔ Bateria Li-Po 450 mAh + Módulo de Carga TP4056 ➔ Chave Liga-Desliga 10 A ➔ Case impresso em 3D LISTA DE COMPONENTES DO ROBÔ
13. CIRCUITO DO ROBÔ
14. CONTROLE DO ROBÔ App Mobile Cabeça Slider para girar o servo motor (0-180º) Buzzer Botão para fazer o buzzer funcionar LED RGB Zebra Selector para criar cores RGB Rodas Botões para controlar a direção das rodas
15. MONTANDO O ROBÔ Preparando, soldando e interligando os componentes 03
16. SOLDA DA BARRA DE PINOS
17. CONEXÃO DO MÓDULO DE CARGA
18. CONEXÃO DA PONTE H NOS MOTORES
19. TESTE DOS COMPONENTES
20. CONEXÃO DOS JUMPERS
21. FINALIZAÇÃO DA MONTAGEM
22. CONTROLANDO O ROBÔ Configurando o Blynk 04
23. PLATAFORMA INTEGRADA PARA IOT?
24. Blynk Cloud Blynk Library Blynk IoT Aplicativo customizável para controlar e exibir dados Nuvem com comunicação bi-direcional entre app e dispositivo Biblioteca para interação com o dispositivo
25. Pros ➔ Fácil de usar ➔ Suporta várias plataformas ➔ Permite conexão remota ➔ Possui plano grátis Cons ➔ Protocolo proprietário ➔ Erros de comunicação intermitentes ➔ Número limitado de dispositivos ➔ Documentação escassa
26. USANDO O BLYNK
27. COMPONENTES DO BLYNK Template Device Datastreams Widgets
28. CRIANDO UM TEMPLATE
29. CRIANDO UM DATASTREAM
30. CRIANDO UM DEVICE
31. CRIANDO UM WIDGET NO APP
32. CONFIGURANDO O BLYNK NA PLACA Conexão com a internet Conexão com a Blynk Cloud Configuração dos callbacks (virtual pins) Lógica da aplicação
33. PROGRAMANDO O ROBÔ Código em Arduino vs código em MicroPython 05
34. FIRMWARES DISPONÍVEIS PARA A RASP PI PICO Arduino MicroPython
35. ARDUINO (C/C++) VS MICROPYTHON Arduino (C/C++) MicroPython Modo de execução Compilado Interpretado Linguagem Baixo nível Alto nível Tratamento de Erros Não possui Built-in Performance Mais rápido Mais lento
36. Código #1: Arduino
37. CONFIGURANDO O FIRMWARE
38. CONFIGURAÇÃO DAS BIBLIOTECAS
39. INICIALIZAÇÃO DOS MÓDULOS
40. INICIALIZAÇÃO DO BLYNK
41. EXEMPLOS DE CALLBACKS
42. Como portar o código para MicroPython?
43. PROBLEMA ESSAS BIBLIOTECAS NÃO POSSUEM IMPLEMENTAÇÃO EM MICROPYTHON
44. COMO CONECTAR A RASP PI PICO NA INTERNET USANDO O MÓDULO ESP8266-01?
45. Checking ESP module COMMAND: AT LINE: AT LINE: OK Connecting to WiFi COMMAND: AT+CWMODE=1 LINE: AT+CWMODE=1 LINE: OK COMMAND: AT+CWJAP="SSID","PASSWORD" LINE: AT+CWJAP="SSID","PASSWORD" LINE: WIFI DISCONNECT LINE: WIFI CONNECTED LINE: WIFI GOT IP LINE: OK WiFi connected Making request COMMAND: AT+CIPSTART="TCP","jsonplaceholder.typicode.com",80 LINE: AT+CIPSTART="TCP","jsonplaceholder.typicode.com",80 LINE: CONNECT LINE: OK COMMAND: AT+CIPSEND=61 LINE: AT+CIPSEND=61 LINE: OK FUNCIONAMENTO DO ESP8266-01 https://github.com/julianaklulo/socket-esp/
46. NÃO FUNCIONOU ):
47. TENTATIVA DE SOCKET https://github.com/julianaklulo/socket-esp/
48. SOLUÇÃO?
49. RASPBERRY PI PICO W
50. RASP PI PICO X RASP PI PICO W Rasp Pi Pico Rasp Pi Pico W Wireless + Bluetooth Microcontrolador RP2040 @ 133MHz, 256kB RAM RP2040 @ 133MHz, 256kB RAM GPIOs 26 26 PWMs 16 Canais 16 Canais
51. Código #2: MicroPython
52. CONFIGURANDO O FIRMWARE
53. CONFIGURANDO A BLYNK LIBRARY #1 - Baixar o arquivo blynklib_mp.py do GitHub do Blynk #2 - Renomear para blynklib.py #3 - Criar uma pasta /lib no sistema de arquivos da placa #4 - Copiar o arquivo para a pasta /lib https://github.com/blynkkk/lib-python/blob/master/blynklib_mp.py
54. CONECTANDO À INTERNET
55. ABSTRAÇÃO DO MOTOR
56. ABSTRAÇÃO DO SERVO
57. PWM: PULSE WIDTH MODULATION 0 - 65535 EQUIVALE A 0 - 100%
58. ABSTRAÇÃO DO SERVO - VALOR PWM
59. ABSTRAÇÃO DO SERVO - MOVIMENTO
60. ABSTRAÇÃO DO LED RGB
61. ABSTRAÇÃO DO LED: VALOR PWM
62. ABSTRAÇÃO DO LED RGB: SET COLOR
63. ABSTRAÇÃO DO LED RGB: COLOR BY NAME
64. ABSTRAÇÃO DO BUZZER
65. ABSTRAÇÃO DO ROBÔ - STARTUP
66. ABSTRAÇÃO DO ROBÔ
67. INICIALIZAÇÃO DO BLYNK
68. CALLBACKS DO BLYNK
69. DEMONSTRAÇÃO Mostrando o robô em funcionamento 06
70. https://www.youtube.com/watch?v=yhgqU4OrT1o
71. CONCLUSÃO Por que MicroPython? 07
72. POR QUE MICROPYTHON? Alto Nível Permite escrever código orientado a objetos Produtividade Sintaxe mais simples que C/C++, dá para escrever mais código em menos tempo Abstração É possível abstrair a camada de hardware de acordo com a aplicação Python Segue a filosofia da linguagem Python
73. OBRIGADA! → @julianaklulo https://github.com/julianaklulo/pybr-2023-robo-bb9