Dokonalé spojení Raspberry Pi a mikrokontroléru Arduino

Kombinací minipočítače Raspberry Pi a mikrokontroléru Arduino vzniká velmi levná, přímočará a překvapivě výkonná platforma pro implementaci řídicích algoritmů reálného času. Pokud na Raspberry Pi běží řídicí systém REX, může Raspberry Pi komunikovat s Arduinem pomocí software REXduino. Výhodou je, že uživatel může vytvářet i poměrně složité řídicí algoritmy, aniž by musel psát kód ručně. REXduino je open-source projekt, spolu s dvouhodinovou demoverzí řídicího systému REX si tak můžete vše vyzkoušet zcela ZDARMA. Pojďme se podívat, co vše je potřeba pro tvorbu jednoduchých řídicích algoritmů.

Ukázka systému REX a programu REXduino v akci:

Všechny digitální i analogové GPIO piny jak u Raspberry Pi, tak u Arduina mohou být použity k interakci s okolním světem. Desky jsou navzájem propojeny USB kabelem. Tato kombinace využívá výhod výpočetního výkonu, paměti a ethernetového připojení ze strany Raspberry Pi s relativně bohatou množinou vstupů a výstupů na straně Arduina.

REXduino zprostředkovává mezi deskami vztah master-slave. Arduino zastává funkci slave, přijímá příkazy od masteru přes USB připojení, vykonává požadované operace a odpovídá zpět masteru.

V současné době jsou podporovány desky Arduino UNO, Arduino MEGA2560 a Seeeduino Mega. Sketche (algoritmy pro rodinu mikrokontrolérů Arduino) mohou být ale snadno upraveny i pro ostatní desky. Zdrojové kódy REXduino master a slave jsou volně dostupné.

Pro běh REXduina potřebujete:

• Zkompilovat sketch REXduino_slave pomocí Arduino IDE a spustit ho na Arduinu (sketch je součástí REXduino repozitáře)
• Nainstalovat jádro řídicího systému REX na Raspberry Pi (viz manuál Začínáme se systémem REX na Raspberry Pi)
• Zapojit Arduino do Vašeho Raspberry Pi
• Nainstalovat vývojové nástroje řídicího systému REX na Vaše PC
• Zkompilovat projekt REXduino master a nahrát ho do Vašeho Raspberry Pi, na kterém běží jádro RexCore (pokud nevíte jak na to, projděte si návod Jak použít Raspberry Pi jako PLC).

Jednoduchý projekt na začátek

Blikání LEDek je při práci s Arduinem jedním ze základních příkladů. Pokusme se tento příklad vyřešit pomocí REXu a REXduina. Celý projekt a schéma zapojení jsou součástí REXduino repozitáře:

Řídicí systém REX má schopnost sledovat řídicí algoritmy v reálném čase a měnit parametry jednotlivých funkčních bloků (pro detailní popis dostupných funkčních bloků koukněte na Funkční bloky řídicího systému REX). On-line sledování pomocí připojení TCP/IP je dostupné pomocí diagnostického programu RexView nebo přímo pomocí vývojového nástroje RexDraw. Další užitečnou schopností je možnost ladit řídicí algoritmus ve smyčce bez nutnosti jeho zastavování a opětovného spouštění.

Jakmile se seznámíte s REXduinem, můžete zkusit složitější projekty s LED diodami. Jeden takový ukázkový projekt je na obrázku níže. Také můžete řídit Váš vlastní hardware (motory, relé, atd.). Začněte s jednoduchým řízením vypnuto/zapnuto a postupně se propracujte třeba k řízení pomocí PI nebo PID regulátoru. Sledujte, jak Váš projekt roste bez nutnosti ručního kódování - funkční bloky řídicího systému REX jsou zde pro Vás!