[筆記] Raspberry Pi 樹莓派的 I/O 介面開發 in Python 取得連結 Facebook X Pinterest 電子郵件 其他應用程式 - 8月 25, 2018 前面文章使用C語言控制樹莓派的周邊介面,需要安裝WringPi的介面函式庫。同樣地,使用Python語言也需要一套介面函式庫,稱為smbus。樹莓派上的介面,如:I2C、SPI...必須借用smbus函式庫接口來控制這些通訊介面,參考底下的連結,有詳細的說明與使用。 RPi.GPIO Library Raspberry Pi 硬體控制 Using I2C LCD on Raspberry Pi 樹莓派3B+上面的操作系統已經內建smbus函式庫了,當我把I2C LCM1602模組接上後,在命令列輸入sudo i2cdetect -y 1,工具便能搜尋到模組的位址在0x27,表示smbus已經成功在系統內了。接下來,繼續用Python來開發LCM模組的控制,如下圖所示。 圖一:LCM1602 in Python 取得連結 Facebook X Pinterest 電子郵件 其他應用程式 留言
[筆記] ESP32 在 VS Code 開發環境的編譯與除錯 - 2月 28, 2021 # ESP32 評比與教學推薦 NodeMCU-32s 的理由 準備工作 1) 安裝 Visual Studio Code (VS Code),並安裝其他 C/C++ 插件。 2) 安裝 Python 套件 3) 下載並執行 Setup ESP-IDF Tools:檢查電腦系統的環境,並幫我們把編譯的工具鏈 tool chain 安裝起來。 4) 在 VS Code 安裝 ESP-IDF 插件,點選插件後,看到下圖一並設定路徑後,點擊安裝 ESP-IDF。安裝 v4.2 版本後,會詢問是否下載安裝工具鏈,如果系統已經有安裝,那就設好路徑即可。最後,再安裝 python 虛擬環境給 ESP-IDF,便完成整個環境設定。 圖一:ESP-IDF 擴充插件 建立專案 1) 從 ESP-IDF 選範例專案:按 F1 後,上方的選單輸入 " ESP-IDF: Show Examples Projects ",出現下圖二的範例專案列表,我們可以從中選一個範例來創建,例如我從當中選了 blink 或 hello_word。按下右上方的創建,就會在左半邊出現專案。 圖二:ESP-IDF 範例專案的列表 2) 編譯專案:按 F1 後,上方的選單輸入 " ESP-IDF: Build your project ",VS Code 環境就會開發進行編譯的工作,在下方的欄位會顯示編譯的過程。 3) 設定模組型號:按 F1 後,上方的選單輸入 " ESP-IDF: Device configuration ",彈出選項後,我們選擇 EPS32 為裝置的型號。 4) 電腦接上 ESP32 模組:按 F1 後,上方的選單輸入 " ESP-IDF: Select port to use ",在 VS Code 會自動彈出 COM port 讓我們選擇,點選 EPS32 連接的 COM 即可。 5) 燒錄程式碼到 ESP32:按 F1 後,上方的選單輸入 " ESP-IDF: Select Flash Method and Flash ",彈出選項 JTAG 或 UART,我們選擇 UART 為下載燒錄的方式 (前面我們已經設定 COM 了)。下載燒錄的方式設好了,下次只要... Read more »
[筆記] Raspberry Pi 樹莓派的軟體開發 - 8月 05, 2018 前言 本文的實驗過程是以樹莓派 3B+ 為主,Python是樹莓派板子上的操作系統所提供的程式語言,並且板子上的I/O介面控制官方建議用Python語法開發。因此,在樹莓派上寫程式的第一首選當然是Python,我們可以使用系統上內建的 Python 3 IDLE 或 Thonny Python IDE 的整合開發套件。雖然它是推薦的語法,不過樹莓派系統也可以使用 C/C++ 語言來開發程式,而且也內建一套IDE套件。底下就用簡單的程式碼來試試看這些開發套件。 C/C++開發 樹莓派官方的系統提供一套IDE軟體開發套件,稱為 Geany 。它可以編輯C/C++/Java/Python...等語法,並且編譯組建成執行檔,在樹莓派這樣的操作環境下,這已經算不錯的官方IDE套件了。 首先,打開Geany之後,先在工具列上選擇"專案",並創建一個新專案。舉例來說,我想要測試C++輸出功能,於是創建一個名為TestCpp的專案。接下來,在工具列上選擇"檔案",並創建一個"開新檔案",它會讓我們選個範本,此時選Main.cxx。系統幫我們在專案目錄下建立一個C++檔案,有main function的範本,如下圖一所示。 第二步,在這個檔案裡開始寫些簡單的code,寫個Hello World吧!順便編譯與組建一下,看看有沒有成功。不過,我的專業裏頭總不能只有一個Main檔案走遍天下吧?還是需要有些其他檔案來組建。新增一個加法函數的檔案,名為myadd.cxx,存放在專案的目錄下,這時就可以從main函數調用這個外部加法函數,試試看!一開始編譯,發現會產生編譯失敗,這是因為組建的命令沒設定妥當,預設的命令是編譯單一檔案,這會兒需要編譯一堆檔案,所以要調整命令,如圖二所示。再次編譯後,成功了,可以執行看看結果。 圖一:Geany IDE C++ 軟體開發環境 圖二:修改組建的命令 Python開發 樹莓派官方的系統內建兩套IDE軟體開發套件,一套稱為 Pytho... Read more »
初學 ESP32-S3 攝像模組的開發 - 2月 25, 2025 ESP32-S3模組的核心是 XTensa 雙核的處理器,運行最高時脈為 240MHz。這個無線模組具備 WiFi 2.4G 無線網路,還有低功耗的藍芽 BLE。模組外觀如下圖一,晶片本身帶有兩組 USB 介面,其中一組是 USB_UART 通訊介面,另一組為 USB OTG。圖一的右邊 type-C USB 是 serial 通訊端口,用來接 Arduino IDE 或者 debug 之用,圖一的左邊 type-C USB 則是 OTG 之用。 圖一:攝像模組的外觀 ESP32-S3 模組的硬體規格能從晶片命名來得知,我們從外觀圖知道這是 N16R8 編號,再根據技術文件的命名規則(下圖二),因此這顆模組帶有 Flash 16MB (Quad SPI) 以及 PSRAM 8MB (Octal SPI),這項資訊會用在稍後的 Arduino IDE 的環境設定。 圖二:晶片模組的命名規則 依據上述的規格,開啟 Arduino IDE,在工具欄位底下設定相關的參數,如下圖三。開發板選擇"ESP32S3 Dev Module",然後記憶體分配的模式設為Huge APP,這樣才有足夠的空間存放攝像模組的APP程式碼。 圖三:Arduino IDE 的環境配置 接下來,我們要驗證攝像模組是否能不能正常運作。因此,開啟範例選項,如下圖四,選擇 CameraWebServer 的參考範例。在範例的程式碼中,先要選擇這個模型,下面這段定義要被採用,編譯過程便會將模組對應的腳位啟用。最後,我們再填入無線網路的 ssid 與 password,並且檢驗編譯範例有沒有出現錯誤。 #define CAMERA_MODEL_ESP32S3_EYE // Has PSRAM 圖四:攝像模組的參考範例 成功編譯後,再進行燒錄。在圖一的模組外觀,上面有兩顆小按鈕,左邊是 rese... Read more »
[筆記] 整理控制器 STM32 與無線晶片 ESP32 資料 - 6月 28, 2021 整理自己常使用的 MCU 控制器,下表是 STM32 系列晶片,F1/F2 核心是 ARM Cortex-M3,適用在網路或 USB 2.0 等周邊控制。F3/F4 核心為 ARM-M4,核心工作時脈更高, 適用在 ADC 資料擷取等控制 。F7/H7 系列是目前最高等級的控制器,H7 為雙核心,適用於影像或顯示方面的控制。 另外,常使用的無線網路控制器是樂鑫 ESP 晶片,下表是 ESP32 系列晶片,最早推出的晶片是 ESP8266 系列,不包含藍芽功能,網路傳輸速度為 75Mbps。後來推出 ESP32 系列,工作時脈較高,網路傳輸也較快,並且多了藍芽功能。 從 espressif 官網資料來看,ESP32-C3 ADC 具有 DMA 功能,之前 ESP32 和 S2 的 ADC 並沒有 DMA 模式。C3 有 DMA 模式,可以減少 CPU 功耗,在省電方面應能表現更佳。 應用 [1] 以 ESP32 無線網為基礎,存取共享CF卡的FTP系統 [2] LD3320 離線語音辨識晶片與 ESP32 無線傳輸 [3] 以 STM32 晶片的 ADC 為基礎, 設計一個簡易示波器 [4] 在 STM32 控制器上實現一個 FTP server [5] ESP8266 WiFi to RS485 (MODBUS TCP to RS232) [6] STM32F373 控制板之自我測試程式 Read more »
[模組] LoRa 模組範例測試通訊距離 - 7月 23, 2018 測試模組的傳輸距離 根據前一篇 文章 ,拿兩個Arduino MKRWAN 模組分別 接上兩顆AA電池,再外接天線,如下圖。如果沒有外接天線,接收的RSSI訊號不強,點對點的傳輸距離大概幾公尺左右。傳輸距離的測試實驗中,我們分別將LoRaSender和LoRaReciver程式碼上傳到模組上,再測試三種頻率433MHz、868MHz和915MHz,結果發現其中的433MHz接收訊號最差,915MHz的RSSI最好。 距離測試以915MHz為主,過程中LoRaSender的位置離水平面約1.5公尺高,然後LoRaReciever沿著直線距離緩慢地移動,傳輸的直線距離(無障礙物)大約是 250~300公尺 ,250公尺就會逐漸出現通訊不穩的情況,這距離似乎比想像的還短很多,疑問LoRa 不是 號稱可傳數公里遠嗎? ( 模組沒有強波設計?!)另外,測試過程使用了兩種不同的天線,如下圖所示,結果是左邊天線的接收效果比較好。 LoRa 連線測試 測試過程的兩種天線 參考資料 長距離低功耗無線通訊技術 Read more »
[筆記] Android APP BLE範例程式 -- BluetoothLeGatt - 10月 31, 2015 前言 在 Android 裡面的藍芽和低功耗藍芽 (Bluetooth Low Energy) 控制方式不一樣,這裡有一篇文章[ 連結 ]說明傳統藍芽與 BLE 有哪些部份不同。此外在 API 方面,很多低功耗藍芽的函式必須在 API level 18 以上才能使用,也就是 Android 4.3平台以上。上一篇介紹的 BluetoothChat 程式是採用傳統的藍芽控制方式,為了讓開發者認識 BLE 如何控制,Android 官方網站提供一個 BLE Gatt 的範例程式,圖一所示是這個範例程式的專案檔,主要的程式檔為 DeviceScanActivity 、 DeviceControlActivity 和 BluetoothLeService。 圖一:BLE範例程式專案檔 圖二所示是這個範例的系統方塊圖,從 AndroidManifest.xml 設定檔可得知操作畫面先呼叫 DeviceScanActivity 類別,它衍生自 ListActivity 類別。這 Activity 畫面的 onCreate( ) 函式裡面依舊執行傳統藍芽的檢查: 檢查本身有無藍芽裝置 (參考前一篇 BluetoothChat 的做法) 檢查有無 BLE service 打開藍芽功能 搜尋 BLE 設備 當 DeviceScanActivity 創建出來後,畫面右上方會出現選單,這對應到類別的 option 操作。這裡有兩種選擇:start scan 或 stop scan,如下圖的左邊所示。當搜尋後的結果會列在畫面上,操作者可以從中選一 BLE 設備進行連線,如下圖的右邊所示。透過 Intent 方式開啟 DeviceControlActivity 類別,生成這類別過程會開啟 BluetoothLeService 這個藍芽服務。這裡使用了一個技巧,就是 bind service 的方法,我們把這個 service 類別想像成提供在背景持續工作的服務,而且能提供訊息給 UI 畫面。 圖二:BLE範例的系統方塊圖 搜尋 BLE 設備 ... Read more »
[應用] SIP Voip 在 Android 系統的開發 - 7月 27, 2016 大約二十年前,VoIP 網路電話技術如火如荼地發展,隨著 Ethernet 網路越來越成熟,網路品質也越來越穩定,辦公室的桌上話機逐漸被網路電話所取代,當時的思科 (Cisco) 就是網路界的霸主。當時我們開發網路話機是以 embedded system 為架構 的設計,如圖四所示,搭配 CTI 伺服器組成一套辦公室的電話系統解決方案。 近年來,隨著智慧型手機逐漸普及化,無線網路 (WiFi) 和行動數據的頻寬與通訊品質大幅提升,出現了許多軟體電話 (Soft Phone) 的 APP 。其實,這些軟體電話也是網路電話的一種,從過去的桌上型網路電話,進化成行動型網路電話。軟體電話也存在很久了,過去主要安裝在 PC 上,但因為使用者操作起來並不像網路話機的方便,早些年這種安裝在 PC 上的軟體電話多半不流行。拜智慧型手機的快速發展之賜,軟體電話找到發展的空間,像 LINE 、微信...等社群軟體都內建網路或視訊電話。本文最後有桌上型的網路電路與手機上的軟體網路電話之影片操作。 最近我開始研究 Android 系統與程式開發,並且打算把過去在 embedded system 的網路電話代碼移植到手機系統上。過去開發網路電話的程式代碼都是以 C/C++ 語言為主,然而 Android APP 卻多以 Java 語法為主,在本人的 「 Android NDK 開發的初體驗 」一文中,我找到如何將 C/C++ 程式碼移植到 Android 系統的方法。一般 Android 開發以 Java 為主,只需安裝 JDK 編譯環境,但為了整合 C/C++ 的代碼,我們 也 必須安裝 NDK 的編譯環境。下圖一所示是 JDK 與 NDK 在系統開發的架構圖,Java 與 C/C++ 之間存在一個溝通的介面,稱為 JNI (Java Native Interface)。 為何使用 NDK?在 [1] 有段文章提到,「如果應用領域是系統底層的硬件管理,圖像處理或者遊戲開發,這些更加注重實時性和程序效率的應用,將會考慮使用 Native 編程 」。... Read more »
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