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2.1 Ciao, LED!

Proprio come stampare «Hello, world!» è il primo passo per imparare a programmare, usare un programma per accendere un LED è l’introduzione tradizionale alla programmazione fisica.

• LED

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kepler Kit	450+	Kepler Ultimate Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

SN	COMPONENTE	QUANTITÀ	LINK
1	Introduzione al Pico W	1	ACQUISTA
2	Cavo Micro USB	1
3	Breadboard	1	ACQUISTA
4	Cavi Jumper	Diversi	ACQUISTA
5	Resistenza	1(220Ω)	ACQUISTA
6	LED	1	ACQUISTA

Schema Elettrico

Questo circuito funziona su un principio semplice, e la direzione della corrente è mostrata nella figura. Il LED si accenderà dopo la resistenza limitatrice di corrente da 220 ohm quando GP15 emette un livello alto (3,3V). Il LED si spegnerà quando GP15 emette un livello basso (0V).

Collegamenti

Per costruire il circuito, seguiamo la direzione della corrente!

1. Il LED è alimentato dal pin GP15 della scheda Pico W, e il circuito inizia qui.

2. Per proteggere il LED, la corrente deve passare attraverso una resistenza da 220 ohm. Un’estremità della resistenza dovrebbe essere inserita nella stessa fila del pin GP15 del Pico W (fila 20 nel mio circuito), e l’altra estremità dovrebbe essere inserita nella fila libera della breadboard (fila 24).

   Nota

   L’anello colorato della resistenza da 220 ohm è rosso, rosso, nero, nero e marrone.

3. Se prendi il LED, vedrai che uno dei suoi terminali è più lungo dell’altro. Collega il terminale più lungo alla stessa fila della resistenza e il terminale più corto alla stessa fila dall’altra parte del divario centrale della breadboard.

   Nota

   Il terminale più lungo è l’anodo, che rappresenta il lato positivo del circuito; il terminale più corto è il catodo, che rappresenta il lato negativo.

   L’anodo deve essere collegato al pin GPIO attraverso una resistenza; il catodo deve essere collegato al pin GND.

4. Usa un cavetto maschio-maschio (M2M) per collegare il pin corto del LED al bus negativo di alimentazione della breadboard.

5. Collega il pin GND del Pico W al bus negativo di alimentazione utilizzando un jumper.

Codice

Nota

• Apri il file 2.1_hello_led.py nel percorso kepler-kit-main/micropython o copia questo codice in Thonny, poi clicca su «Esegui Script Corrente» o semplicemente premi F5 per eseguirlo.

• Non dimenticare di selezionare l’interprete «MicroPython (Raspberry Pi Pico)» nell’angolo in basso a destra.

• Per tutorial dettagliati, fai riferimento a Aprire ed Eseguire Codice Direttamente.

import machine
import utime

led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)
while True:
    led.value(1)
    utime.sleep(2)
    led.value(0)
    utime.sleep(2)

Dopo l’esecuzione del codice, vedrai il LED lampeggiare.

Come funziona?

La libreria machine è necessaria per utilizzare i GPIO.

import machine

La libreria contiene tutte le istruzioni necessarie per la comunicazione tra MicroPython e Pico W. In assenza di questa riga di codice, non saremo in grado di controllare alcun GPIO.

La prossima cosa da notare è questa riga:

led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)

Qui viene definito l’oggetto led. Tecnicamente, può avere qualsiasi nome, come x, y, banana, Michael_Jackson o qualsiasi carattere. Per garantire che il programma sia facile da leggere, è meglio usare un nome che descriva lo scopo.

Nella seconda parte di questa riga (la parte dopo il segno di uguale), chiamiamo la funzione Pin che si trova nella libreria machine. Viene utilizzata per dire ai pin GPIO del Pico cosa fare. Una funzione Pin ha due parametri: il primo (15) rappresenta il pin da impostare; Il secondo parametro (machine.Pin.OUT) specifica che il pin deve essere un’uscita piuttosto che un ingresso.

Il codice sopra ha «impostato» il pin, ma non accenderà il LED. Per fare questo, dobbiamo anche «usare» il pin.

led.value(1)

Il pin GP15 è stato impostato in precedenza e nominato led. La funzione di questa istruzione è impostare il valore di led a 1 per accendere il LED.

In sintesi, per utilizzare i GPIO, questi passaggi sono necessari:

• importare la libreria machine: Questo è necessario, e viene eseguito solo una volta.

• Impostare i GPIO: Prima dell’uso, ogni pin deve essere impostato.

• Usare: Cambia lo stato operativo del pin assegnandogli un valore.

Se seguiamo i passaggi sopra per scrivere un esempio, otterremo un codice simile a questo:

import machine
led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)
led.value(1)

Eseguilo e sarai in grado di accendere il LED.

Ora, proviamo ad aggiungere l’istruzione per spegnere il LED:

import machine
led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)
led.value(1)
led.value(0)

In base alla riga di codice, questo programma accenderà prima il LED, poi lo spegnerà. Ma quando lo usi, scoprirai che non è così. Non c’è alcuna luce proveniente dal LED. Questo è dovuto alla velocità di esecuzione molto rapida tra le due righe, molto più veloce di quanto l’occhio umano possa percepire. Quando il LED si accende, non percepiamo immediatamente la luce. Questo può essere risolto rallentando il programma.

La seconda riga del programma dovrebbe contenere la seguente istruzione:

import utime

Similmente a machine, qui viene importata la libreria utime, che gestisce tutto ciò che riguarda il tempo. I ritardi che dobbiamo usare sono inclusi in questa. Aggiungi un’istruzione di ritardo tra led.value(1) e led.value(0) e separali di 2 secondi.

utime.sleep(2)

Ecco come dovrebbe apparire il codice ora. Vedremo che il LED si accende prima e poi si spegne quando lo eseguiamo:

import machine
import utime
led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)
led.value(1)
utime.sleep(2)
led.value(0)

Infine, dovremmo fare in modo che il LED lampeggi. Crea un ciclo, riscrivi il programma e sarà quello che hai visto all’inizio di questo capitolo.

import machine
import utime

led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)
while True:
    led.value(1)
    utime.sleep(2)
    led.value(0)
    utime.sleep(2)

• While Loops

Scopri di più

Di solito, ci sarà un file API (Application Programming Interface) associato alla libreria. Contiene tutte le informazioni necessarie per utilizzare questa libreria, comprese descrizioni dettagliate delle funzioni, classi, tipi di ritorno, tipi di parametri, ecc.

In questo articolo, abbiamo utilizzato le librerie machine e utime di MicroPython, possiamo trovare ulteriori modi per utilizzarle qui.

• machine.Pin

• utime

Leggi il file API per comprendere questo esempio di lampeggio del LED!

Nota

• Apri il file 2.1_hello_led_2.py nel percorso kepler-kit-main/micropython o copia questo codice in Thonny, poi clicca su «Esegui Script Corrente» o semplicemente premi F5 per eseguirlo.

• Non dimenticare di selezionare l’interprete «MicroPython (Raspberry Pi Pico)» nell’angolo in basso a destra.

• Per tutorial dettagliati, fai riferimento a Aprire ed Eseguire Codice Direttamente.

import machine
import utime

led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)
while True:
    led.toggle()
    utime.sleep(1)