作為一位Python的開發者，您可能迫不及待想遠端控制並監控您的Raspberry Pi GPIO（通用輸入輸出）。那麼，這篇文章正符合您的需要！
本文是我們（編按：在此指 Arduino 團隊）先前介紹 《視覺化 Raspberry Pi 數據：輕鬆用 Arduino Cloud 掌握物聯網裝置》 的延伸。這次，我們將深入探討，如何使用Python 配置 Raspberry Pi的GPIO，這是許多物聯網專案的基礎步驟，通常被視為IoT應用當中的「 Hello World 」。無論是控制繼電器或監測數位輸入，學會管理GPIO都是相當重要的起手式。
然而，物聯網應用通常需要遠端存取，並透過儀表板即時監控裝置數據、查看歷史變化，甚至遠端操控裝置。
那麼，就讓我們深入了解如何實現這一切吧！
實體設置：點亮LED
在本文中，我們將展示一個簡單但完整的範例。我們會學習如何使用Arduino Cloud主控板，以遠端控制Raspberry Pi的數位GPIO。簡單來說，我們將學習如何：
- 開關連接到Raspberry Pi的LED
- 偵測連接到Raspberry Pi的按鈕是否被按下
- 監控一個整數變數的即時數值及歷史數據
首先，讓我們按照下方的電路圖，將Raspberry Pi 、 LED及按鈕連接起來。
這是一個非常簡單的設置。現在一切都準備好了，就讓我們開始吧！
在Arduino Cloud建立裝置和Thing
要將Raspberry Pi的數據傳送到Arduino Cloud，只需按照以下簡單步驟操作：
- 若您還沒有Arduino Cloud帳號，請先註冊。
- 將你的裝置新增為手動裝置。
請注意：請記下您的裝置ID及密鑰，稍後我們將會用到。
- 建立您的Thing，並加入變數。
在本文的範例中，我們使用了以下三個變數：
- test_value：這是一個整數變數，我們將用它來顯示Raspberry Pi應用程式定期產生的數值，並在Arduino Cloud主控板上呈現。
- button：這是一個布林變數，當按鈕被按下時，我們會將此資訊傳送到雲端。
- led：這是一個布林變數，我們可透過Arduino Cloud主控板來開啟或關閉LED。
- 建立Arduino Cloud主控板以視覺化數據
- 建立一個開關元件（Switch Widget，名稱：LED）及一個LED元件（LED Widget，名稱：LED），並將它們連結到led變數。
- 建立一個圖表元件（Chart Widget，名稱：Value evolution）及一個數值元件（Value Widget，名稱：Value），並將它們連結到test_value變數。
- 建立一個按鈕元件（Push Button，名稱：Push Button）及一個狀態元件（Status Widget，名稱：Button），並將它們連結到 button 變數。
透過這個主控板，您將能：
- 使用開關元件開啟或關閉LED
- 透過LED 元件查看LED的狀態
- 透過數值元件，即時查看 test_value 變數的數值。
- 透過圖表元件，觀察 test_value 變數的變化趨勢。
- 當按鈕被按下時，透過Push Button和Button元件顯示按鈕的狀態。
請注意：您可在我們的文件指南中找到更詳細的操作說明。
針對您的物聯網裝置，運用Python在Arduino Cloud內撰寫程式
現在是時候開發您的Python應用程式了。’
（編按：以下為Python程式碼）
#! /usr/bin/python3
import random
import gpiod
from gpiod.line import Direction, Value, Bias
from arduino_iot_cloud import ArduinoCloudClient
from credentials import DEVICE_ID, SECRET_KEY
LED=14 # GPIO14, Pin 8
BUTTON=15 # GPIO15, Pin 10
# For Raspberry PI 5, the chip is gpiochip4. Check for other RPI flavours.
chip = gpiod.Chip('/dev/gpiochip4')
req=chip.request_lines(consumer="rpi-acloud-gpio-basic",
config= {
LED : gpiod.LineSettings(direction=Direction.OUTPUT),
BUTTON : gpiod.LineSettings(direction=Direction.INPUT, bias=Bias.PULL_UP),
})
# This function is executed every 1.0 seconds (as defined in the registration) and
# returns a random integer value between 0 and 100
def read_button(client):
button = req.get_value(BUTTON)
if button == Value.INACTIVE:
return False
else:
return True
# This function is executed every 10.0 seconds (as defined in the registration) and
# returns a random integer value between 0 and 100
def read_value(client):
return random.randint(0, 100)
# This function is executed each time the "led" variable changes
def on_led_changed(client, value):
if value:
req.set_value(LED, Value.ACTIVE)
else:
req.set_value(LED, Value.INACTIVE)
print("LED change! Status is: ", value)
if __name__ == "__main__":
# Create Arduino Cloud connection
client = ArduinoCloudClient(device_id=DEVICE_ID, username=DEVICE_ID, password=SECRET_KEY)
# Register the Arduino Cloud variables with the callback functions
client.register("test_value", on_read=read_value, interval=10.0)
client.register("button", on_read=read_button, interval=1.0)
client.register("led", value=None, on_write=on_led_changed)
# Start the client
client.start()
您可在Project Hub找到更多關於這項專案的資訊，所有程式碼及更多細節也可在GitHub 儲存庫中找到。
免費開始使用Arduino Cloud
將您的Raspberry Pi連接到Arduino Cloud非常容易。只需要建立一個免費帳號，便可開始使用。帳號隨時可用且免費，您還可探索進階功能以提升功能性。
所以，若您想用 Python 簡化 Raspberry Pi 應用程式的數據視覺化，不妨試試看 Arduino Cloud，並發揮它在專案中的全部潛力。
同時，敬請期待我們的 Raspberry Pi GPIO 基本控制教學系列的第三及第四部分。若您想進一步探索 Arduino Cloud ，請點擊這裡，謝謝。
（感謝Arduino.cc官網開放授權，使我們得以翻譯這篇文章，特此致謝！若讀者想要進一步閱讀原文，請點擊：閱讀原文，謝謝。）註：主圖及配圖都翻攝自arduino.cc網站，特此致謝！
(本文轉載自vMaker台灣自造者，原文連結：https://vmaker.tw/archives/73582)
