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Manejar GPIO Raspberry Pi

En este punto https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2020/03/01/gpio-raspberry-pi/ ya hemos visto las características físicas del GPIO de Raspberry Pi

Para controlar GPIO con Python, primero debes importar una librería de código escrito previamente. El más común y difundido es el Rpi.GPIO, utilizado para crear miles de proyectos desde los primeros días de la Raspberry Pi.

Ben Croston creó una biblioteca de Python llamada RPi.GPIO, que utilizó como parte de su proceso de elaboración de cerveza. Esto permitió a las personas controlar los pines GPIO desde sus programas Python, y se convirtió en un éxito tanto en educación como en proyectos personales. Lo usamos en muchos de nuestros recursos de aprendizaje gratuitos.

Web: https://pypi.org/project/RPi.GPIO/

Más recientemente, se ha introducido otra biblioteca, llamada GPIO Zero, que ofrece una experiencia más fácil para aquellos que son nuevos en Python y en la electrónica básica. GPIO Zero es una librería creada por Raspberry Pi para que sea más accesible y fácil de usar que RPi.GPIO

Web: https://pypi.org/project/gpiozero/

Documentación: https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/

Versión 1.5: https://www.raspberrypi.org/blog/gpio-zero-v1-5/

GPIO Zero creada por Raspberry Pi: https://www.raspberrypi.org/blog/gpio-zero-a-friendly-python-api-for-physical-computing/

Migrar de GPIO Zero desde RPi.GPIO https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/migrating_from_rpigpio.html

Linea de comandos gpiozero: https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/cli_tools.html

El módulo gpiozero siempre usa la numeración Broadcom GPIO para identificar un GPIO.

El módulo RPi.GPIO puede usar la numeración física de pin (BOARD) o la numeración Broadcom GPIO (BCM).

Ambas bibliotecas están preinstaladas en el sistema operativo Raspbian. En cuanto a la nomenclatura de los pines GPIO, hay varias maneras de identificarlos; el método más simple y obvio es definitivamente el que se refiere a su ubicación física. Empezando por la parte superior izquierda del GPIO, y con esto nos referimos al pin más cercano a la ranura de la micro SD, tenemos el pin físico 1 que proporciona alimentación 3v3. A la derecha de ese pin se encuentra el pin físico de 2 que proporciona 5v de potencia. El número de pines seguirá creciendo a medida que desciendas por las columnas, como habrás entendido a la izquierda encontraremos todos los pines con números impares y a la derecha los pares. 

Hay otro método utilizado, y es la numeración de pines de Broadcom (BCM) (numeración de pines GPIO) que, sin embargo, para el usuario medio puede parecer caótica, con GPIO17, 22 y 27 siguiéndole unos a otros con lo que parecería una pequeña reflexión sobre la numeración lógica. En realidad, el mapeo de pines BCM se refiere a los pines GPIO que estaban conectados directamente al SoC del Raspberry Pi.

La mayoría de los tutoriales de Raspberry Pi que verás utilizan este esquema de numeración, también porque es el que cuenta con el apoyo oficial de la Fundación Raspberry Pi. También ten en cuenta que los números de pin BCM y GPIO se refieren al mismo esquema. Por ejemplo, GPIO17 es lo mismo que BCM17. Por último, algunos pines GPIO también tienen funciones secundarias que les permiten interactuar con diferentes tipos de dispositivos que utilizan los protocolos I2C, SPI o UART; por ejemplo, los pines GPIO3 y GPIO4 también son pines SDA y SCL I2C utilizados para conectar dispositivos a través del protocolo I2C

Más información: https://descubrearduino.com/pines-gpio-de-la-raspberry-pi-4/

Pines GPIO Zero

Uso de los pines:

PWM con RPi: http://www.instructables.com/id/RaspberryPi-Pulse-Width-Modulation-Demonstration/?ALLSTEPS

Ejemplos de Uso

Blink Led

Antes de empezar recordar comprobar la posición de los pines porque en caso de error podemos dañar la Raspberry Pi ya que los GPIO no tienen ninguna protección.

  • Cuando conectes cables a los GPIO procura no equivocarte y fíjate bien.
  • Usa cables con recubrimiento del tipo Dupont Macho-hembra por ejemplo, y no acerques cables sin proteger a tus GPIO (Y mucho menos un destornillador) porque puedes hacer un corto con facilidad.
cables M-F
  • Una vez que conectes un cable hembra protegido, vuelve a mirar y asegúrate de que lo has conectado al pin que querías y no al de al lado.
  • Especial cuidado con los pines que uses para sacar 3V o 5V de tu Raspi. No dejes el otro extremo al aire: Asegúrate de conectarlo a algún sitio.
  • NO CONECTES NADA DE 5V si no estás seguro. Tu Raspberry funciona a 3.3V y meterle 5V en un pin puede suponer quemar el procesador central. 

Instalar las librerías para el uso de los pines GPIO desde Python, asegurandonos de tener actualizado Raspbian:

  • sudo apt-get update
  • sudo apt-get upgrade
  • sudo apt-get install python-dev
  • sudo apt-get install pyton-rpi.gpio

Tened en cuenta que en esta ocasión vamos a alimentar el LED con 3.3V (Que es lo que proporciona un pin de la Raspi) y que la intensidad que obtendremos será: 3.3 / 220 Ω = 15 mA.

Esquema de GPIO:

Conectamos GND al pin 6 de la Raspberry y vamos a usar el pin 12 (GPIO 18) como control del encendido mediante una resistencia intermedia. El esquema de conexión es:

Abrir el IDLE de Python 3 para empezar nuestro programa:

Y copiar código:

import RPi.GPIO as gpio

import time

gpio.setmode(gpio.BOARD)
gpio.setup(12, gpio.OUT)

for  x in range ( 0, 10):

    gpio.output(12, True)
    time.sleep(0.5)

    gpio.output(12, False)
    time.sleep(0.5)

print “Ejecución finalizada”

Guardar el fichero con el nombre blink.py en /home/pi y ejecutarlo pulsando F5

Bucle infinito: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-RaspberryPi/blob/master/Ejercicio01-Blink/rpi_led.py

Más información:

Botón

Leer estado de un pulsador:

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-RaspberryPi/blob/master/Ejercicio04-Pulsador/rpi_pushbutton_test.py

Código con detección de flanco: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-RaspberryPi/blob/master/Ejercicio04-Pulsador/rpi_pushbutton_block.py

GPIO.cleanup() – limpia el estado de in out y pull up down para que no se quede.

GPIO.setwarnings(false) – deshabilita warnings

Con eventos https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-RaspberryPi/blob/master/Ejercicio04-Pulsador/rpi_pushbutton_detect.py

Multithread mucho más eficiente si uso con más procesamiento: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-RaspberryPi/blob/master/Ejercicio04-Pulsador/rpi_pushbutton_threaded.py

En un hilo de ejecución ejecuto el script que lo pone a dormir y en otro hilo ejecuta la función de callback.

PWM

Cambio de intensidad LED.

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-RaspberryPi/blob/master/Ejercicio05-PWM/rpi_led_pwm.py

Led y Pulsador con GPIO Zero

Ejemplos https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/python/README.md

Documentación GPIO Zero

Tutoriales GPIO Oficiales

Inicio GPIO: https://projects.raspberrypi.org/en/projects/physical-computing/0

Recetas básicas: https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/recipes.html

Más información

Tutorial Adafruit: https://learn.adafruit.com/playing-sounds-and-using-buttons-with-raspberry-pi/overview

Remote GPIO

Remote gpio: Se agregó para permitir el acceso remoto a los pines GPIO desde otro Pi en la red, usando el demonio pigpio, ya que esto es posible usando la biblioteca Python GPIO Zero.

Ver con más detalle: http://bennuttall.com/whats-new-gpio-zero-v1-3/ 

GPIO con Node-RED

Otra forma de manejar el GPIO de Raspberry Pi es usando Node-RED con el nodo https://flows.nodered.org/node/node-red-node-pi-gpio que es el módulo que viene instalado por defecto

Aunque hay más nodos para manejar el GPIO:

Más información: https://nodered.org/docs/faq/interacting-with-pi-gpio

Node-Red no viene instalado en Raspberry Pi pero se puede hacer desde add/remove software.

La forma recomendada es desde Menú – Preferencias – Software Recomendado. Si se instala de esta manera, se puede actualizar usando sudo apt-get upgrade.

Luego se puede ejecutar manualmente con el comando “node-red-star” o :

Para iniciar Node-RED en el arranque de Raspberry Pi de forma automática usar:

  • sudo systemctl enable nodered.service

Más información https://nodered.org/docs/hardware/raspberrypi

Para comprobar que funciona abrir en un navegador http://ip-raspberry:1880

pantalla node-red

Documentación del nodo: https://flows.nodered.org/node/node-red-node-pi-gpio

Tutoriales básicos Node-RED:

Getting started con Node-RED: https://projects.raspberrypi.org/en/projects/getting-started-with-node-red

Programación Básica en Python

Introducción a Python

Python es un lenguaje interpretado, es decir, no requiere del proceso de escribir / compilar / volcar. Simplemente escribir la instrucción y listo el ordenador la “interpreta” o sea ejecuta sobre la marcha sin más complicación.

Python también es:

Esto hace que los lenguajes interpretados sean más fáciles de aprender porque nos parecen más naturales, y aunque el programa corre más lento que en los compilados, pero con la potencia actual o es tan importante.

Python no es un lenguaje diseñado para ser fácil comprometiendo su potencia. Muy al contrario la potencia y capacidad de cálculo que muestra suelen sorprender a la gente acostumbrada a otros lenguajes.

Para quienes vengáis de Arduino, C++ es un lenguaje compilado, esto significa que el compilador lee lo escrito en una primera pasada y después compila, es decir traduce a un lenguaje propio del micro de Arduino qué es lo que se vuelca y ejecuta la placa que usemos.

Hay dos versiones de Python 2 y 3, pero la versión 2 ya no tienes soporte desde el 1 de enero de 2020, aunque en Raspbian disponemos de las dos versiones. El inconveniente es que hay librerías que aún se mantienen en Python 2.

Para iniciar python se puede hacer desde consola:

  • python
  • python3

O usar el entorno gráfico con IDLE. IDLE significa Integrated DeveLopment Environment, o Integrated Development and Learning Environment.

Para instalarlo ejecutar: sudo apt-get install idle3

Dentro de la consola ya es posible ejecutar comandos.

Otra opción es usar el Thonny Python IDE incluido en Raspbian: https://thonny.org/

Práctica: Ejecutar los comandos:

  • 3.8 + 7
  • 2 * (3+5) / 4
  • “Hola.”
  • x=3
  • H=”Buenos dias”
  • print(x)
  • print(h)
  • print(H)
  • print(x,H)
  • 123 ** 1234

Python puede con grandes números mientras le quede memoria RAM, pero tu Raspberry puede quedarse un tanto bloqueada mientras calcula.

El resumen es que Python tiene una precisión ilimitadamente grande en los enteros mientras tenga recursos disponibles, un detalle sorprendente para cualquiera que este acostumbrado a programar en otros lenguajes, y una de las razones por las que Python se ha convertido en lenguaje de facto para la ciencia y especialmente para la investigaciones numéricas.

Práctica: crear un fichero llamado hello.py que saque por pantalla el texto “Hola Mundo” desde consola conectado por ssh y ejecutarlo.

Más información: Introducción a Python.

Variables y Tipos de Datos en Python

Una variable es algo parecido a un contenedor o cajón con un nombre. Una cosa es el nombre del cajón y otra su contenido y conviene entender desde ya la diferencia.

Las variables pueden tomar distintos valores e ir cambiandolo en función del programa, de la misma manera que un cajón puede ir variando su contenido sin que se mueva de sitio.

En Python no es necesario definir las variables antes de usarlas, a diferencia de C y similares. Basta con que la declares asignándole un valor.

Por ejemplo escribe directamente:

  • base = 86
  • iva = base * 0.21
  • total = base + iva
  • print (total)
  • print(base, iva, total)
  • base = input (“Dame el precio del artículo, por favor : “)
  • print(base + base * 0.21)
  • type(base)
  • print (int(base) + int(base) * 0.21)
  • iva = float(base) * 0.21
  • print (int(base) +iva)

Práctica: Hacer un programa llamado iva.py y que pida el valor del articulo y devuelva el valor con iva.

Más información: Variables y tipos en Python.

En Python existen 4 tipos diferentes de variables numéricas:

  • int Número entero con precisión fija (ℤ).
  • long Número entero en caso de sobrepasar el tamaño de un int.
  • float Número en coma flotante de doble precisión (ℝ).
  • complex Número complejo (parte real + j parte imaginaria) (ℂ)

Una función muy útil, que sirve para conocer el tipo de una variable es: type()

El tipo booleano es un tipo de variable que sólo puede contener dos valores: True y False.

Se definen como caracteres entre comillas simples ‘ o dobles “.

Tipo listas

Se definen poniendo el contenido de la lista entre corchetes, separando cada uno de los elementos mediante una coma. Cada posición de la lista puede contener elementos de distinto tipo. Además, las listas son mutables, es decir, sus elementos pueden ser modificados. En Python los elementos de una lista se numeran desde 0 hasta longitud−1.Hay numerosas funciones que pueden aplicarse a una lista.

Para acceder al elemento de una lista se pone el nombre de la lista y a continuación el índice al que queremos acceder entre corchetes(si ponemos el índice con signo negativo empezará por el final de la lista). Para acceder a un rango dentro de una lista tenemos diferentes opciones:

  • Desde el inicio tomar a elementos (no incluye a):
    lista[:a]
  • Desde la posición a (incluida) tomar todos los elementos hasta el final
    lista[a:]
  • Tomar los elementos desde a hasta b (sin incluir b)
    lista[a:b]

Las listas tienen asociadas una serie de métodos que permiten una gran variedad de operaciones sobre ellas:

  • .append(), añade un elemento al final de la lista.
  • .insert(), se usa para insertar un elemento en el índice asignado.
  • .pop(), elimina y devuelve el valor en la posición del índice asignado.
  • .reverse(), reordena la lista de forma reversa.
  • .sort(), reordena la lista de forma ascendente.

Más en listas: https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html#more-on-lists

Ejercicio: probar estos ejemplos de listas 

Tipo tuplas

Las tuplas son similares a las listas, se definen con paréntesis en vez de corchetes. Tienen la peculiaridad de ser inmutables.

Tipo diccionarios

Los diccionarios definen una relación uno a uno entre claves y valores y son mutables. Se definen colocando una lista separada por comas de pares clave:valor. Una vez definido, podemos acceder al valor asociado a una clave buscando por la clave. Además, podemos buscar si una determinada clave existe o no en nuestro diccionario.

Los diccionarios se definen con {}

  • .keys()
  • .values()
  • .items() – devuelve una lista de tuplas clave – valor del diccionario

zip me permite coger dos listas y hacer un diccionario: diccionario = dict(zip(lista_claves,lista_valores))

del(diccionario[‘clave’]) – borra la entrada de un diccionario

Ojo, al copiar un diccionario con ciudades_2 = ciudades, no creo una copia sino dos variables que apuntan a un mismo objeto.

id(diccionario) – me devuelve el número del puntero al diccionario

ciudades_2 = ciudades.copy() -> así tengo una copia independiente de un diccionario

Ejercicio: ejecucar algunos ejemplos con diccionarios https://recursospython.com/guias-y-manuales/diccionarios/

Ver:

Operadores aritméticos

Las diferentes operaciones aritméticas en Python son los siguientes:

  • +
  • ∗∗  – elevado
  • / – división entera
  • // – división
  • %

Operadores de asignación

Los diferentes operadores de asignación en Python son los siguientes:

  • =: Asigna a la variable del lado derecho aquello que pongamos en el lado derecho.
  • +=: Suma a la variable del lado izquierdo la variable del lado derecho.
  • −=: Resta a la variable del lado izquierdo la variable del lado derecho.
  • ∗=: Multiplica la variable del lado izquierdo por la variable del lado derecho.
  • /=: Divide la variable del lado izquierdo por la variable del lado derecho.
  • ∗∗=: Eleva la variable de la izquierda a la potencia de la variable de la derecha.
  • //=: División entera de la variable de la izquierda entre la de la derecha.
  • %=: Resto de la división de la variable de la izquierda entre la de la derecha.

Operadores relacionales

Los operadores relacionales de Python son:

  • ==: Evalúa que los valores sean iguales.
  • !=: Evalúa que los valores sean distintos.
  • <: Evalúa que el valor de la izquierda sea menor que el de la derecha.
  • >: Evalúa que el valor de la izquierda sea mayor que el de la derecha.
  • <=: Evalúa que el valor de la izquierda sea menor o igual que el de la derecha.
  • >=: Evalúa que el valor de la izquierda sea mayor o igual que el de la derecha.
  • not: negación de una variable booleana

Librerías

Python es un lenguaje pensado para ser ampliado con lo necesario y hace tiempo que se ha convertido en el pilar de la investigación en numerosos campos de ciencia y tecnología

Disponemos de infinidad de librerías que podemos usar llamando a la clausula import

La librería estándar de python incluye muchos módulos: https://docs.python.org/dev/library/index.html

Ejecutar:

  • from fractions import *
  • F1 = Fraction(2,3)
  • F2 = Fraction(3,4
  • print(F1, F2)
  • print (F1 + F2)
  • print (F1 * F2)
  • print (F1 / F2)
  • import math
  • math.factorial(4)
  • math.factorial(432)
  • import numpy
  • a = numpy.array(([1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]))
  • print (a)
  • print (a * a)
  • from matplotlib import pyplot
  • pip install matplot lib
  • x = numpy.linspace(0, 2 * numpy.pi, 100)
  • y = numpy.sin(x)
  • pyplot.plot(x, y)
  • pyplot.show()

NumPy es una extensión de Python, que le agrega mayor soporte para vectores y matrices, constituyendo una biblioteca de funciones matemáticas de alto nivel para operar con esos vectores o matrices.

Estos módulos externos que podemos descargar e importar a nuestros programas reciben en Python el nombre de packages. Existen packages que podemos importar, más o menos estándar para lo que se te ocurra.

Python Package Index: https://pypi.org/

Más información: Imports en Python

Módulos en Python: http://research.iac.es/sieinvens/python-course/source/modulos.html

Módulos y paquetes: https://www.learnpython.org/en/Modules_and_Packages 

Diferencia entre módulos, Paquetes y librerías

Standar Library: https://docs.python.org/3/library/ 

Métodos de instalación de Paquetes:

Como instalar y usar pip: https://pip.pypa.io/en/latest/installing.html

Por defecto estos gestores de paquetes buscan en https://pypi.org/

El Python Package Index o PyPI es el repositorio de software oficial para aplicaciones de terceros en el lenguaje de programación Python. Los desarrolladores de Python pretenden que sea un catálogo exhaustivo de todos los paquetes de Python escritos en código abierto. https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_paquetes_de_Python

Para ver la ruta de los paquetes:

  • import sys
  •  print (‘\n’.join(sys.path))

Para ver los módulos instalados: pip freeze o pip list

Para actualizar ejecutar: pip install –upgrade pip

Instalar paquetes de Python: https://www.raspberrypi.org/documentation/linux/software/python.md

Sentencias condicionales

Imaginemos que queremos crear un sistema automático de riego en nuestra casa, de forma que cuando la lectura de un sensor de humedad sea menor que un cierto valor, encienda el sistema y que si la lectura es mayor que un cierto valor, lo apague. Con las herramientas que tenemos hasta ahora, esto no sería posible, para esto utilizamos la sentencia if/elif/else, que tiene la siguiente estructura:

if <expresion_booleana>:   # Solo si la condicion booleana es True, 

    bloque codigo          # el bloque de código se ejecuta

    …

elif <expresion_booleana>: # No es necesario, añade condiciones extra al conjunto.

    bloque codigo          # Se puede poner tantas como se necesiten.

    …

else:                      # No se necesario. Se ejecuta solo si

    bloque codigo          # todas las condiciones anteriores son falsas.         

    …

Nota: Es importante saber la importancia de la indentación en Python. Cuando usemos sentencias que acaben en “:” (if, for…) las líneas que estén dentro de esta sentencia irán después de un tabulador o 4 espacio, como se muestra en los ejemplos.

Ejemplo:

num = float(input(“Enter a number: “))

if num >= 0:

    if num == 0:

        print(“Zero”)

    else:

        print(“Positive number”)

else:

    print(“Negative number”)

Más información: El tipo Bool y sus operaciones.

Sentencias bucle

Anteriormente hemos visto el tipo de variable lista. Estas contenían una cierta cantidad de elementos. Imaginemos que tenemos una lista de enteros y queremos mostrar por pantalla los elementos que contiene que sean mayores que 5. Para esto, entre otras cosas, tenemos sentencias bucle.

En Python existen dos tipos estructuras de bucles:

  • Bucles for
  • Bucles while

La sintaxis de un bucle for es:

for <variable_sin_definir> in <Iterable>: # El bloque se ejecuta tantas veces 

    bloque codigo                         # como elementos tiene el iterable

    …

El blucle ejecuta un bloque de código tantas veces como esté definido. El número de veces que se recorre el bucle es equivalente al número de elementos en el iterable que se usa. La variable que se usa toma como valores los elementos del iterable de forma secuencial, un valor por cada iteración.

Los bucles for son una gran herramienta para recorrer todos los elementos de una colección.

Ejemplo:

fruits = [“apple”, “banana”, “cherry”]

for x in fruits:

  print(x)

Ejemplo:

for x in range(6):

  print(x)

else:

  print(“Finally finished!”)

La sintaxis de los bucles while es:

while <condicion_boolena>:   # El bloque se ejecuta hasta que la condición es falsa.

    bloque codigo            # Antes de ejecutar asegurarse que se va a salir.

    …

El bucle while se ejecuta de forma indefinida hasta que la condición después del while sea falsa. Por lo tanto es necesario realizar un cambio dentro del bucle que finalmente hará que se vuelva la condición False.

Adicionalmente existen un par de comandos dentro de Python que sirven para tener más control sobre los bucles:

  • continue. El intérprete cuando lo lee termina de ejecutar la presente iteración y pasa a la siguiente iteración.
  • break . El intérprete cuando lo lee termina la ejecución del bucle, continuando la ejecución de las siguientes líneas.

Ejemplo:

i = 1

while i < 6:

  print(i)

  if i == 3:

    break

  i += 1

Más información: Mas sobre Python for y While.

Iteradores

En Python existen diferentes estructuras que son conjuntos de elementos, son las llamadas colecciones. Este tipo de estructuras son iterables, es decir, se pueden recorrer elemento por elemento. Como veíamos antes, el bucle for itera sobre un iterable, por lo que utilizamos esta sentencia para recorrerlos. Algunos tipos de variable que son iterables son:

  • Cadena de caracteres (str)
  • Lista (list)
  • Tupla (tuple)
  • Diccionario (dict)

Además, muchas veces queremos repetir un bucle un número determinado de veces. Para esto puede ser útil la función range(n). Esta función genera un iterable que va desde 0 hasta n-1.

Más información:Iteraciones for en Python 3.

Funciones

Es muy posible que a lo largo de un programa necesitemos calcular el factorial de un número. Podemos escribir el código necesario para calcularlo en cada punto que lo necesitamos, o crear una función que podamos llamar desde cualquier punto y nos calcule el factorial de un número. 

La sintaxis para definir una función en Python es la siguiente:

def nombre_funcion(<parametro1>, <parametro2>, …): # Los parametros son opcionales

    Bloque codigo

    …

    return <valor_a_devolver> # El comando es opcional (puede devolver varios valores)

Los parámetros son las variables que se definen dentro del paréntesis, separados por comas. Son opcionales y sirven para pasarle valores a la función. Son opcionales una vez definimos la función, pero si la función está definida con n argumentos, tendremos que informarlos.

Adicionalmente puede introducirse una sentencia return que termina la ejecución de la función y devuelve el valor/objeto que está colocado justo después.

Los nombres de las funciones sigue el mismo convenio que el de las variables.

Para llamar a una función, como hemos visto antes, tenemos que escribir el nombre de la función y añadir entre paréntesis los argumentos que la funció necesita. Aunque la función no necesite argumentos, tenemos que escribir los paréntesis.

Ejemplo:

def escribe_media(x, y):

    media = (x + y) / 2

    print(f”La media de {x} y {y} es: {media}”)

    return

a = 3

b = 5

escribe_media(a, b)

print(“Programa terminado”)

Código de python (ejemplos y snippets):

Ejemplos de Python aplicados a la Industria

Ejemplos:

Ejercicio: Recoger datos meteorológicos de aemet

Aemet Open data: http://www.aemet.es/es/datos_abiertos/AEMET_OpenData

Obtener Api Key: https://opendata.aemet.es/centrodedescargas/inicio

Documentación de la API: https://opendata.aemet.es/dist/index.html?

Ejemplo programa Python: https://opendata.aemet.es/centrodedescargas/ejemProgramas?

Crear un ejemplo usando la librería requests: https://pypi.org/project/requests/ y ejecutar para logroño.

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-RaspberryPi/blob/master/Ejercicio03-Aemet/aemet.py

Librería: https://pypi.org/project/python-aemet/

No hay librería de AEMET en Node-RED, pero podemos hacer las peticiones a la web como se ha hecho en python.

GPIO Raspberry Pi

Del mismo modo que Arduino dispone de una serie de pines que podíamos conectar al mundo exterior para leer o escribir, Raspberry dispone de otra serie de pines homólogos que en la jerga habitual de la RPI se llaman GPIO (General Purpose Input Output).

GPIO: https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/gpio/README.md

La cantidad de pines disponibles en el GPIO ha variado de unas versiones a otras, manteniendo la compatibilidad con las versiones anteriores para evitar problemas, y a grandes rasgos ha habido dos versiones de GPIO. La gran variación fue de la Raspi 1 a la Raspi 2 que aumentó el número de pines disponibles y que básicamente se pueden ver aquí:

A esta forma de numerar se le suele conocer como modo GPIO, Pero surgió otra forma de numerar, no de acuerdo a la posición de los pines en la salida, sino a la posición de los pines correspondientes en el chip Broadcom que es la CPU de la Raspberry, y a esta segunda manera se la llama modo BCM.

Nos encontramos con dos formas distintas de referirse a los pines, GPIO según los números del conector externo o BCM según los pines del chip que revuelven las posiciones. No tiene por qué ser mejor una que otra pero es importante asegurarse de cuál de las dos se está usando.

Web: https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/

Disposición de los pines en la placa:

En Raspberry Pi Zero:

Pinout: https://pinout.xyz/ 

Más información:

Especificaciones eléctricas GPIO

Los pines trabajan con una tensión de 3,3 V y un consumo máximo de corriente de 16 mA. Esto significa que podemos suministrar energía de forma segura desde un solo pin GPIO a través de una resistencia, uno o dos LEDs.

IMPORTANTE:Todos los IO ports son de 3.3V, así que se debe tener cuidado.

Para alimentar cualquier otra cosa que requiera más corriente, como un motor de corriente continua, es necesario utilizar componentes externos para evitar dañar el GPIO.

Salidas: Un pin GPIO designado como pin de salida puede ajustarse a alta (3V3) o baja (0V).

Entradas: Un PIN GPIO designado como PIN de entrada puede ser leída como alta (3V3) o baja (0V). Esto es más fácil con el uso de resistencias internas de pull-up o pull-down. Los pines GPIO2 y GPIO3 tienen resistencias pull-up fijas, pero para otros pines esto puede ser configurado en el software.

Especificaciones eléctricas del GPIO: http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontroller-projects/raspberry-pi/gpio-pin-electrical-specifications

Plantilla GPIO: http://rasp.io/portsplus/

Iconos de alerta de firmware: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/warning-icons.md 

Accesorio expansión GPIO:

Comprar: https://www.amazon.es/ASHATA-Accesorios-Expansion-Raspberry-Breadboard/dp/B07J1SBD6G/

Advertencia: aunque la conexión de componentes simples a los pines GPIO es perfectamente segura, es importante tener cuidado en la forma de cablear las cosas. Los LEDs deben tener resistencias para limitar la corriente que pasa a través de ellos. No use 5V para los componentes de 3V3. No conecte los motores directamente a los pines GPIO, en su lugar utilice un circuito de puente H o una placa controladora de motores.

Manejar GPIO

Se puede acceder a una referencia práctica de los GPIO abriendo una ventana de terminal y ejecutando el comando pinout. Esta herramienta es proporcionada por la librería GPIO Zero Python, que se instala por defecto en la imagen de escritorio de Raspbian, pero no en Raspbian Lite.

Para manejar los pines de GPIO la mejor manera de usarlos es en Python mediante el uso de librerías. Veremos más adelante cómo usarlo en el apartado de programación y manejo.

Pueden tener una dirección para recibir o enviar corriente (entrada, salida respectivamente) y todo esto es totalmente controlable por lenguajes de programación como Python, JavaScript, node-RED y otros.

Librería GPIOZero: https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/

Es posible controlar los pines de la GPIO usando un número de lenguajes y herramientas de programación. Vea las siguientes guías para empezar:

Para probar los pines del GPIO mediante línea de comandos: https://geekytheory.com/tutorial-raspberry-pi-gpio-parte-1-control-de-un-led

Simulador Raspberry Pi

Además puedes montar una máquina virtual con Raspbian. Puede crear un live disk, ejecutarlo en una máquina virtual o incluso instalarlo en el equipo. Descargar en https://www.raspberrypi.org/downloads/raspberry-pi-desktop/

Tutoriales instalar Raspbian en Virtualbox: