Einführung in die Programmierung von Raspberry Pi ohne Handcodierung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Hi, Diese Anleitung zeigt Ihnen, wie Sie Ihren Raspberry Pi in ein voll programmierbares Automatisierungsgerät verwandeln, das mit der grafisch orientierten Programmiersprache für SPS namens Function Block Diagram (Teil des IEC 61131-3-Standards) kompatibel ist. Dies kann durch die Installation von REXYGEN erreicht werden. Die Softwaretools von REXYGEN werden umfassend in verschiedenen Bereichen der Automatisierung, Prozesssteuerung und Robotik eingesetzt.

Ziel dieser Einführung ist es, Raspberry-Pi-Nutzern zu helfen, den Übergang von der Handcodierung (Python, …) zur grafischen Programmierung mit den sogenannten Funktionsblöcken zu meistern und den Einstieg in die Nutzung von REXYGEN-Softwaretools zu beschleunigen.

Das Tutorial führt Sie durch die REXYGEN-Installation (sowohl Entwicklungstools als auch Laufzeitkern für Raspberry Pi) und ein sehr einfaches Beispiel zur Integration von DS18B20 als einfachen Thermostat ohne Handcodierung.

Lieferungen

• Raspberry Pi (B+/2/3/3B+/Null W)
• SD-Karte mit aktuellem Raspbian nach Wahl (https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/)

Schritt 1: REXYGEN-Installation

Installation der Entwicklungstools unter Windows 7/8/10:

1. Laden Sie das Installationsprogramm herunter von:
2. Führen Sie die.exe-Datei aus und folgen Sie der Installationsanleitung. Die Option Vollständige Installation wird empfohlen.

Laufzeitinstallation auf Raspberry Pi:

Ihr Raspberry Pi läuft nach Ihrer Wahl mit frischem und neuestem Raspbian - wenn nicht, besuchen Sie https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ für Bild-Download und Raspbian-Installationsanleitung.

Aktualisieren Sie auf Ihrem Raspberry Pi das Repository der APT-Installationspakete:

sudo apt-Update

Anschließend GIT installieren:

sudo apt installieren git

Gehen Sie in Ihr Home-Verzeichnis:

CD

Laden Sie die neueste Version der Installationsskripte herunter:

git-Klon https://github.com/rexcontrols/rex-install-rpi.git --branch v2.50

Ändern Sie das Arbeitsverzeichnis:

cd rex-install-rpi

Führen Sie das Installationsskript für Raspberry Pi aus:

sudo bash install-rex.sh

Groß! REXYGEN läuft bereits auf Ihrem Raspberry Pi. Dass du es nicht siehst? Mach dir keine Sorge!

Direkt nach der Installation wird das RexCore Laufzeitmodul automatisch als Daemon im Hintergrund gestartet. RexCore startet auch automatisch beim (Neu-)Start des Systems.

Die kostenlose DEMO-Version ist auf 2 Stunden Laufzeit begrenzt. Nach jedem Neustart haben Sie weitere 2 Stunden Zeit für Ihre Experimente. Sie können eine permanente Lizenz ab 45€ pro Gerät kaufen.

Schritt 2: Erstes Projekt - Raspberry Pi als einfacher Thermostat

Lass uns ein Thermostat bauen

In diesem Beispiel ist der Raspberry Pi als einfacher Thermostat konfiguriert. Die Temperatur wird vom 1-Wire DS18B20 Sensor gemessen und der GPIO Pin 17 schaltet ein Relais mit einer Hysterese von 0,5°C ein und aus.

Achten Sie darauf, den Temperatursensor DS18B20 und das 5V-Relais gemäß dem Schaltplan anzuschließen. Vergessen Sie nicht, den 4k7-Widerstand zwischen den DATA- und VCC-Pins von DS18B20 zu verwenden.

Sobald die Verkabelung fertig ist, führen Sie das REXYGEN Studio-Programm aus. Wählen Sie Start from an example project und wählen Sie 0120-22 Simple Thermostat example. Wählen Sie einen Ordner aus, in dem die Projektdateien gespeichert werden sollen (z. B. D:\FirstProject).

Jeder Funktionsblock kann durch Doppelklick konfiguriert werden. Sie wissen nicht, was ein bestimmter Funktionsblock macht? Wählen Sie es aus und drücken Sie F1, um eine sofortige Dokumentation zu erhalten.

Es muss nur eine Sache konfiguriert werden - DS18B20 64-Bit-ROM-ID, um die Temperatur zu lesen.

Listen Sie die erkannten 1-Wire-Geräte mit dem Befehl owdir auf. Die Ausgabe sollte so aussehen:

/28.551DDF030000

/bus.1 /bus.0 /uncached /Einstellungen /System /Statistik /Struktur /gleichzeitig /Alarm

Die erste Zeile ist die DS18B20-Geräte-ID - kopieren Sie sie.

Der Funktionsblock OWS ist die Konfiguration und das Timing der 1-Wire-Kommunikation. Doppelklicken Sie auf den OWS-Funktionsblock und klicken Sie auf die Schaltfläche Konfigurieren.

Der Konfigurationsdialog für den 1-Wire-Treiber wird angezeigt. Suchen und ersetzen Sie die DS18B20-Geräte-ID durch die Ihres DS18B20. Schließen Sie die Dialoge mit den OK-Buttons.

Optional: Sie können den Temperatursollwert auch ändern, indem Sie den CNR_temperature_sp-Funktionsblock bearbeiten, in dem Sie die gewünschte Temperatur angeben können. Oder ändern Sie die Hysterese, indem Sie den Parameter des Funktionsblocks CMP_THERMOSTAT bearbeiten.

Das Projekt ist jetzt fertig. Lassen Sie es uns kompilieren und auf den Raspberry Pi herunterladen. Wählen Sie Projekt -> Kompilieren und herunterladen (oder drücken Sie F6) und bestätigen Sie das Speichern vor dem Kompilieren.

Sobald das Projekt kompiliert ist, erscheint der Download-Dialog. Stellen Sie sicher, dass Sie die IP-Adresse Ihres Raspberry Pi in der Zielzeile angeben und auf die Schaltfläche Download klicken. Zum ersten Mal werden Sie nach einer Lizenz für Ihren Raspberry Pi gefragt. Wenn Sie 2 Stunden DEMO ausprobieren möchten, wählen Sie einfach Kostenlose DEMO-LIZENZ anfordern. Andernfalls können Sie eine Dauerlizenz unter https://www.rexygen.com/raspberry-pi-rexygen-pricing/ kaufen.

Sobald der Download abgeschlossen ist, ist es möglich, das REXYGEN Studio in den sogenannten Watch-Modus zu schalten und den Regelalgorithmus in Echtzeit zu beobachten – klicken Sie auf Watch.

Im Watch-Modus wird der Hintergrund aller Dateien grau und Sie können keine Blöcke oder Verbindungen verschieben oder löschen. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Flag OWS_temperature und wählen Sie Auswahl beobachten im Menü, um das Element online zu sehen. Sie sollten die aktuelle Temperatur sehen, die auf DS18B20 gemessen wurde.

Neugierig auf Temperaturtrends? Kein Problem! Doppelklicken Sie einfach im Watch-Modus auf einen der TRND_*-Funktionsblöcke und sehen Sie sich die historischen Daten eines bestimmten Zeitraums an.

Schritt 3: Fazit

Das Thermostat-Beispiel ist nur ein Ausgangspunkt für die REXYGEN-Funktionen. Ich möchte einige Funktionen erwähnen, die ich als die wichtigsten betrachte:

• integriertes HMI - ein Typ automatisch generiert (WebWatch), ein Typ einfache Schaltflächen und Anzeigen (WebBuDi) und zuletzt vollständig mit REXYGEN HMI Designer bearbeitbar
• REST API - alle Projektkonstanten, Variablen und Signale können mit REST API gelesen/geschrieben werden
• verschiedene Kommunikationsmöglichkeiten verfügbar - 1-Wire, GPIO, Modbus TCP/RTU, MQTT, Datenbank, Siemens S7, …
• umfangreiche Beispieldatenbank
• umfassende Dokumentation verfügbar - siehe

Sie wissen nicht, wo Sie anfangen sollen? Gehen Sie zur Beispielbibliothek und sehen Sie sich um oder versuchen Sie einfach, dieses Beispiel von Grund auf selbst zu erstellen:)