Начало работы с Maker Nano RP2040 с использованием CircuitPython: Blinky, RGB LED и воспроизведение мелодии с использованием пьезо-зуммера

Как обсуждалось в предыдущем обзоре, Maker Nano RP2040 — это плата, соответствующая форм-фактору Arduino Nano, но с более мощным микроконтроллером Raspberry Pi RP2040. Плата также оснащена множеством светодиодов, а также двумя светодиодами RGB и пьезо-зуммером для вывода звука.

Жан-Люк Офран на днях передал нам плату Maker Nano RP2040, полученную от Cytron, для проверки. Мы никогда раньше не использовали плату, поэтому это наш первый опыт, и в этом обзоре мы попытаемся запрограммировать Maker Nano RP2040 с помощью CircuitPython с помощью трех демонстраций: мигающий образец, изменение цвета светодиодов RGB и воспроизведение мелодии через пьезо-зуммер. Посмотрим, удастся ли нам это сделать.

Начнем. Сначала мы скачали прошивку CircuitPython с официального сайта. Просто выбрали язык и нажали «СКАЧАТЬ UF2 СЕЙЧАС».

После загрузки файла мы подключили плату к ноутбуку с Ubuntu с помощью кабеля Micro USB-USB. Он автоматически смонтировал диск с именем «CIRCUITPY». Это означает, что плата Maker Nano RP2040 поставляется с предустановленной программой CircuitPython, поэтому мы можем использовать плату прямо из коробки! Но если вы хотите установить последнюю версию прошивки, вы можете сделать это, используя тот же метод обновления прошивки, что и для Raspberry Pi Pico.

Мы можем дважды щелкнуть code.py, чтобы увидеть пример программы, предварительно установленной на плате. Там много кода, и новичку вроде нас было бы сложно его понять.

Образец CircuitPython «Blinky»

Итак, мы хотим написать простую программу: типичную «мигающую» программу – регулярно мигающий светодиод с помощью CircuitPython. Код выглядит следующим образом:

import board
import digitalio
import time
 
# Set pin 0 as digital output
led = digitalio.DigitalInOut(board.GP0)
led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
 
# -------------------------------------------------
# FOREVER LOOP - Blink the LED every second (0.5s on, 0.5s off)
# -------------------------------------------------
while True:
    
    led.value = True
    time.sleep(0.5)
    led.value = False
    time.sleep(0.5)

import board

import digitalio

import time

# Set pin 0 as digital output

led = digitalio.DigitalInOut(board.GP0)

led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT

# -------------------------------------------------

# FOREVER LOOP - Blink the LED every second (0.5s on, 0.5s off)

# -------------------------------------------------

while True:

led.value = True

time.sleep(0.5)

led.value = False

time.sleep(0.5)

Мы видим, как синий светодиод, подключенный к GPIO 0, включается и выключается каждые 500 мс (1-секундный цикл), как показано на видео ниже.

Использование светодиодов RGB на Maker Nano RP2040

На следующем шаге мы напишем программу на CircuitPython, которая меняет цвет двух RGB-светодиодов при нажатии на кнопку, подключенную к GPIO 20. Первое нажатие будет переключаться на красный, второе — на зеленый, а третье — на синий. Давайте начнем с двойного щелчка на code.py, чтобы изменить код на:

import board
import digitalio
import neopixel
import simpleio
import time
import pwmio
 
# Initialize Neopixel RGB LEDs
pixels = neopixel.NeoPixel(board.GP11, 2)
pixels.fill(0)
pixels.brightness = 0.1
 
# Initialize the button 
btn1 = digitalio.DigitalInOut(board.GP20)
btn1.direction = digitalio.Direction.INPUT
btn1.pull = digitalio.Pull.UP
 
color = 0
state = 0
 
# -------------------------------------------------
# FOREVER LOOP: Check buttons &amp; animate RGB LEDs
# -------------------------------------------------
while True:
    
    # Check button 1 (GP20)
    if not btn1.value:  # button 1 pressed        
    # Change RGB LED color 
    	if state == 0:
            color = 0xFF0000   # RED
            state += 1
    	elif state == 1:
            color = 0x00FF00   # GREEN
            state += 1
        else:
            color = 0x0000FF   # BLUE 
            state = 0
    
    pixels.fill(color)  # fill the color on both RGB LEDs
    
    # Sleep to debounce button (200ms delay to make sure multiple presses are not wrongly detected by the loop)
    time.sleep(0.2)

import board

import digitalio

import neopixel

import simpleio

import time

import pwmio

# Initialize Neopixel RGB LEDs

pixels = neopixel.NeoPixel(board.GP11, 2)

pixels.fill(0)

pixels.brightness = 0.1

# Initialize the button

btn1 = digitalio.DigitalInOut(board.GP20)

btn1.direction = digitalio.Direction.INPUT

btn1.pull = digitalio.Pull.UP

color = 0

state = 0

# -------------------------------------------------

# FOREVER LOOP: Check buttons & animate RGB LEDs

# -------------------------------------------------

while True:

# Check button 1 (GP20)

if not btn1.value: # button 1 pressed

# Change RGB LED color

if state == 0:

color = 0xFF0000 # RED

state += 1

elif state == 1:

color = 0x00FF00 # GREEN

state += 1

else:

color = 0x0000FF # BLUE

state = 0

pixels.fill(color) # fill the color on both RGB LEDs

# Sleep to debounce button (200ms delay to make sure multiple presses are not wrongly detected by the loop)

time.sleep(0.2)

Теперь мы можем изменить цвета на красный, зеленый и синий, следуя инструкциям в видео ниже.

Воспроизведение мелодии через пьезо-зуммер

Теперь воспроизведем мелодию «do re mi fa sol la si/ti» и наоборот, используя пьезо-зуммер. Для этого нам нужно заполнить частоты в Гц для каждой музыкальной ноты в массиве. Вот наша небольшая программа:

import board
import digitalio
import neopixel
import simpleio
import time
import pwmio
 
# Initialize Neopixel RGB LEDs
pixels = neopixel.NeoPixel(board.GP11, 2)
pixels.fill(0)
pixels.brightness = 0.2
 
# Melody arrays: NOTE with the frequencies in HZ, and DURATION in seconds
MELODY_NOTE = &#91;262, 294, 330, 349, 392, 440, 494] 
MELODY_DURATION = &#91;0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5] 
 
# Define pin connected to piezo 
PIEZO_PIN = board.GP22
 
for i in range(len(MELODY_NOTE)):
	# Play melody tones
	simpleio.tone(PIEZO_PIN, MELODY_NOTE&#91;i], duration=MELODY_DURATION&#91;i])
	color = 0x7FFF * MELODY_NOTE&#91;i]   # Frequency based color
	pixels.fill(color)  # fill the color on both RGB LEDs
 
for x in range(len(MELODY_NOTE)-1, -1, -1): 
        # Play melody tones in reverse order
	simpleio.tone(PIEZO_PIN, MELODY_NOTE&#91;x], duration=MELODY_DURATION&#91;x])
	color = 0x1FFF * MELODY_NOTE&#91;x]   # Frequency based color
	pixels.fill(color)  # fill the color on both RGB LEDs
    
# -------------------------------------------------
# FOREVER LOOP 
# -------------------------------------------------
while True:
     time.sleep(1)

import board

import digitalio

import neopixel

import simpleio

import time

import pwmio

# Initialize Neopixel RGB LEDs

pixels = neopixel.NeoPixel(board.GP11, 2)

pixels.fill(0)

pixels.brightness = 0.2

# Melody arrays: NOTE with the frequencies in HZ, and DURATION in seconds

MELODY_NOTE = [262, 294, 330, 349, 392, 440, 494]

MELODY_DURATION = [0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5]

# Define pin connected to piezo

PIEZO_PIN = board.GP22

for i in range(len(MELODY_NOTE)):

# Play melody tones

simpleio.tone(PIEZO_PIN, MELODY_NOTE[i], duration=MELODY_DURATION[i])

color = 0x7FFF * MELODY_NOTE[i] # Frequency based color

pixels.fill(color) # fill the color on both RGB LEDs

for x in range(len(MELODY_NOTE)-1, -1, -1):

# Play melody tones in reverse order

simpleio.tone(PIEZO_PIN, MELODY_NOTE[x], duration=MELODY_DURATION[x])

color = 0x1FFF * MELODY_NOTE[x] # Frequency based color

pixels.fill(color) # fill the color on both RGB LEDs

# -------------------------------------------------

# FOREVER LOOP

# -------------------------------------------------

while True:

time.sleep(1)

Мы можем услышать мелодию на видео, представленном ниже.

В конце концов мы смогли успешно запрограммировать плату! Нам хотелось бы поблагодарить Жана-Люка Офранка за его руководство во время этого обзора.

Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.