Ligar LEDs com o Raspberry Pi

O Raspberry Pi pode ser ligado a componentes externos, tais como lâmpadas, sensores, motores, etc., e pode ser programado em várias linguagens, desde linguagens simples e introdutórias, como o Scratch, até linguagens profissionais, como o Python.

Objetivos

Ao percorreres este desafio vais aprender:

• Princípios básicos de eletrónica e montar um sistema eletrónico simples, com recurso a uma Breadboard, LEDs e resistências
• Explorar como o RPi pode alimentar e controlar um sistema eletrónico externo com recurso aos pinos GPIO e a linha de comandos (Shell) do RPi
• Principios básicos de programação com Scratch
• Principios básicos de programação com Python

Duração da atividade: 90 minutos.

Material

Conetar um LED com uma breadboard

Na breadboard os furos junto à linha vermelha estão todos ligados entre si, assim como os da linha azul, os burcaos horizontais entre as colunas vermelho-azul, estão também ligados entre si.

1. Pega num fio de ligação e liga-o ao pino GPIO Ground no RPi e liga a outra ponta num furo na coluna azul na breadboard, como demonstrado na imagem.

   

2. Agora pega num LED, uma das pernas é mais comprida (ânodo) do que a outra (cátodo).

3. Coloca a ânodo na coluna E na breadboard (Por exemplo E3), e o cátodo no furo seguinte (por exemplo E2).

   

4. Coloca a resistência com uma perna na coluna azul e outra a ligar ao cátodo do LED.

   

5. Agora para completar o circuito e a corrente fluir vais precisar de outro fio de ligação. Pega nesse fio de ligação e liga-o ao GPIO 18 no RPi, depois liga a outra ponta ao ânodo do LED.

   

6. Vamos agora programar o LED para acender, para isso abrimos a linha de comandos (Menu->Acessórios->LXTerminal).

   

7. Agora que vais ter que inserir instruções para controlar o RPi. Define o GPIO 18 para modo de escrita (out). Escreve a seguinte instrução na consola que abriste:

   gpio -g mode 18 out
   

8. Liga o GPIO 18:

   gpio –g write 18 1
   

   Acabaste de informar o RPi que deve passar energia ao circuito (daí o número 1 no final das instrução). O LED irá acender!

9. Para desligar o LED, vamos deixar de lhe passar energia. Como? Desliga o GPIO 18.

   gpio –g write 18 0
   

10. Agora que já acendeste um LED, podes adicionar ainda mais, sendo sempre preciso uma resistência para cada LED, fica aqui um exemplo com 3 LEDs ligados aos pinos GPIO 18, 7 e 20.

    

Programar LEDs com Scratch

Agora vamos usar o Scratch para programar o nosso LED.

1. Com o teu circuito feito anteriormente no passo 9 completo, estás agora pronto para usar o Scratch. Inicia o Scratch (Menu->Desenvolvimento->Scratch).

   

   

2. Clica em Controle no painel esquerdo e arrasta o quando clicado para a área de comandos.

   

3. Arrasta um bloco anuncie para a tua area de comandos e junta-o ao bloco quando clicado, edita a caixa de texto dentro do anuncie (novo) e escreve gpioserveron (ligar servidor GPIO).

4. Arrasta outro bloco anuncie e escreve config18output, isto configura o Pino 18 como saída de informação.

   

5. Arrasta outro bloco anuncie e escreve gpio18on (ligar GPIO 18).

6. Arrasta um bloco espere 1 segundos e liga-o aos blocos anteriores.

7. Arrasta outro bloco anuncie e escreve config18off (desligar GPIO 18).

8. Guarda o teu trabalho como Teste LED (File->Salvar Como).

9. Clica na bandeira verde no canto superior direito.

   

   Deverás ver o LED a acender e a apagar.

   

10. Mas e se quisermos que acenda e apague consecutivamente (como uma árvore de natal)? Adiciona um bloco espere 1 segundos no último lugar e um bloco sempre no topo do nosso programa.

11. Guarda o teu trabalho como Teste LED (File->Salvar Como).

12. Clica na bandeira verde no canto superior direito. Deverás ver o LED a acender e a apagar, de 1 em 1 segundo!

Programar LEDs com Python

Agora vamos usar Python para programar o nosso LED.

1. Abre o Python 3 (Menu->Desenvolvimento->Python 3).

   

2. Cria um novo programa (File->New File).

3. Escreve lá o seguinte código:

   import time
   import RPi.GPIO as GPIO
   GPIO.setmode(GPIO.BCM)
   GPIO.setwarnings(False)
   
   led = 18
   
   GPIO.setup(led,GPIO.OUT)
   

4. Debaixo do código que escreveste adiciona:

   print("LED ligado")
   GPIO.output(led,GPIO.HIGH)
   

5. O código até aqui apenas liga o LED, vamos agora adicionar o código para o desligar após algum tempo:

   time.sleep(1)
   print("LED Desligado")
   GPIO.output(led,GPIO.LOW)
   

6. A parte final do teu programa é:

   GPIO.cleanup()
   

7. Guarda o teu código (File->Save)

8. Corre o teu programa F5. Ele só acendeu uma vez.

9. Para acender consecutivamente temos que adicionar uma espera após desligar (para estar 1 segundo apagado) e adicionar um ciclo ao nosso programa:

   import time
   import RPi.GPIO as GPIO
   GPIO.setmode(GPIO.BCM)
   GPIO.setwarnings(False)
   
   led = 18
   GPIO.setup(led,GPIO.OUT)
   
   # Este ciclo não termina
   while True:
   
     print("LED ligado")
     GPIO.output(led,GPIO.HIGH)
     time.sleep(1)
     print("LED Desligado")
     GPIO.output(led,GPIO.LOW)
     time.sleep(1)
   
   GPIO.cleanup()
   

10. Guarda o teu código (File->Save)

11. Corre o teu programa F5. Parabéns ele já pisca!

E agora?

Podes experimentar ligar mais LEDs ao teu circuito e faze-los alternar!

Referências:

• Connecting and Controlling an LED with a Breadboard
• Testing a Connected LED in Scratch
• Testing a Connected LED in Python