前言
當我們提及物聯網（IoT, Internet of Things）開發，可能首先想到的是Arduino或是ESP8266這樣的微控制器開發板。然而，Raspberry Pi的微控制器開發板——Raspberry Pi Pico W，也是一個很好的選擇。
本文將介紹如何使用Raspberry Pi Pico W和MicroPython，並用Thonny IDE的平台來撰寫程式。
撰寫/攝影 許鈺莨 (ChatGPT協作編輯)
時間 2小時 材料表
難度 2（滿分5）
本文
Raspberry Pi Pico W簡介
Raspberry Pi Pico W是由Raspberry Pi基金會出品的微控制器開發板。它配備了一個RP2040微控制器，有264KB的內部RAM，並且支援MicroPython程式語言，這讓我們可以更方便地開發物聯網應用。
使用上和Raspberry Pi Pico沒有多大差別，只是Raspberry Pi Pico W 還 支援Wi-Fi 802.11n無線網路和藍牙，更多Raspberry Pi Pico相關介紹連結如下：
● Raspberry Pi Pico family Raspberry Pi Pico介紹(含使用Arduino IDE和擴充板教學)
MicroPython簡介
MicroPython是一種針對微控制器和受限環境設計的 Python 3 程式語言編譯器和執行環境。這種程式語言實現了Python 3的大部分語法和特性，並對於開發板所需的低功耗和即時回應有進一步最佳化。MicroPython提供了豐富的API，可以直接控制微控制器的GPIO、I2C、SPI等各種硬體資源。
Thonny IDE簡介
Thonny是一個專為Python初學者設計的整合式開發環境（IDE）。它的介界面簡單，功能強大，對於學習Python語言非常有幫助。而且，Thonny IDE 也支援 MicroPython，我們可以直接在Thonny IDE中編寫MicroPython 程式，並上傳到Raspberry Pi Pico W上執行。
請由 Thonny 官方網站
電路接線圖
本次專案分享如何透過Thonny IDE來撰寫MicroPython程式，並使用PMS5003粉塵感測器取得數值和經由Raspberry Pi Pico W的Wi-Fi功能取得目前台灣時間，並顯示在OLED中。
Raspberry Pi Pico與擴充板接法(擴充板可相容於Raspberry Pi Pico W)：https://cavedu.gitbook.io/cavedu/raspberry_pi_pico_info/pico_breakout
Raspberry Pi Pico W擴充板與OLED接線圖 Raspberry Pi Pico W擴充板與PMS5003接線圖 接下來是使用Thonny IDE來撰寫，由於筆者使用的是Micropython 來撰寫物聯網相關應用，需要用到 pico 的Wi-Fi 功能，所以需要下載 Raspberry Pi Pico W 的最新韌體檔，請到樹莓派基金會網站
如何上傳Raspberry Pi Pico W的 uf2 韌體檔
按住 Raspberry Pi Pico W 的 BOOTSET 按鈕時，插上USB 傳輸線連接到電腦。
Raspberry Pi Pico W 會被電腦辨識為一個磁碟，將 uf2 韌體檔拖放到其中就會自動更新韌體。
Raspberry Pi Pico W連接Thonny IDE
● 將Thonny IDE下載至電腦，並解壓縮後開啟，請選擇 執行>設定直譯器
● 選Micro Python (RP2040)
● 連接埠選擇USB序列裝置(COM X)
[註] COM號要記住，後續上傳程式需要正確指定 COM 號，概念如同 Aduino IDE
● 確認是否抓到 Raspberry Pi Pico W
檢查 Thonny IDE 下方的 互動環境(Shell) ，如果沒有紅字錯誤訊息即可上傳程式，這時候還沒寫，繼續看下去吧。
匯入OLED函式庫至 Raspberry Pi Pico W
本專案需要透過 OLED 顯示模組來顯示數值，故需要先匯入OLED 函式庫下載 OLED 函式庫
2. 在 Thonny IDE 中安裝套件
我們可由 Thonny IDE 呼叫系統命令列來安裝 python 套件，請由工具 – > 開啟系統命令列
開啟系統命令列，如下圖
3. 安裝 adafruit-ampy 套件 adafruit-ampy 套件
[pastacode lang=”bash” manual=”pip%20install%20adafruit-ampy” message=”” highlight=”” provider=”manual”/]
4. 匯入OLED函式庫到Raspberry Pi Pico W
[pastacode lang=”bash” manual=”cd%20module_library%0Aampy%20–port%20COMX%20put%20ssd1306.py” message=”” highlight=”” provider=”manual”/]
[註]請注意，並不是開啟下方的視窗，若出現下方視窗，則要再按一次開啟系統命令列。
5. 如何查看已匯入的函式庫
在 Thonny IDE 中，點選檢視 -> 檔案 ，可以查看Raspberry Pi Pico W中匯入的檔案
確認已匯入先前所操作的檔案
執行程式
本專題有兩個程式 (點我下載原始碼
在 OLED 顯示時間(OLED_wifitime.py)
在 OLED 顯示 PMS5003 粉塵感測器數值(PMS5003_OLED.py)
[pastacode lang=”python” manual=”import%20machine%0Aimport%20utime%0Aimport%20ssd1306%0Afrom%20time%20import%20sleep%0Aimport%20network%0Aimport%20ntptime%0Aimport%20urequests%0A%0Ai2c%20%3D%20machine.SoftI2C(scl%3Dmachine.Pin(15)%2C%20sda%3Dmachine.Pin(4))%0A%0Aoled_width%20%3D%20128%0Aoled_height%20%3D%2064%0Aoled%20%3D%20ssd1306.SSD1306_I2C(oled_width%2C%20oled_height%2C%20i2c)%0A%0A%23%20%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%20UART%0Auart%20%3D%20machine.UART(0%2C%20baudrate%3D9600%2C%20tx%3Dmachine.Pin(0)%2C%20rx%3Dmachine.Pin(1)%2C%20timeout%3D1000)%0Auart.init(9600%2C%20bits%3D8%2C%20parity%3DNone%2C%20stop%3D1)%0A%0A%0A%0A%23%20%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96WiFi%0Asta_if%20%3D%20network.WLAN(network.STA_IF)%0Asta_if.active(True)%0A%0A%0Awifi_ssid%20%3D%20%22XXXXX%22%0Awifi_password%20%3D%20%22XXXXXXX%22%0A%0A%0Asta_if.connect(wifi_ssid%2C%20wifi_password)%0A%0A%0A%23%20%E9%A1%AF%E7%A4%BAWiFi%E9%80%A3%E6%8E%A5%E7%8B%80%E6%85%8B%0Aoled.fill(0)%0Aoled.text(‘WiFi%3A’%2C%200%2C%200)%0Aif%20sta_if.isconnected()%3A%0A%20%20%20%20oled.text(‘connected’%2C%2040%2C%200)%0Aelse%3A%0A%20%20%20%20oled.text(‘connceting’%2C%2040%2C%200)%0Aoled.show()%0A%0A%23%E8%A8%AD%E5%AE%9A%E6%99%82%E5%8D%80%0ATIME_ZONE%20%3D%208%0A%0A%23%20%E5%8F%96%E5%BE%97NTP%E6%99%82%E9%96%93%0A%23ntptime.settime()%0Afor%20i%20in%20range(5)%3A%20%0A%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20ntptime.settime()%0A%20%20%20%20%20%20%20%20break%0A%20%20%20%20except%20OSError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20print(‘Error%20connecting%20to%20NTP%20server%2C%20retrying…’)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20utime.sleep(5)%0Aelse%3A%0A%20%20%20%20print(‘Could%20not%20connect%20to%20NTP%20server%20after%205%20retries.’)%0A%20%20%20%20%0A%0A%23%20%E7%AD%89%E5%BE%85%E4%B8%80%E6%AE%B5%E6%99%82%E9%96%93%0Autime.sleep(3)%0A%0Awhile%20True%3A%0A%20%20%20%20t%20%3D%20utime.localtime(utime.time()%20%2B%20TIME_ZONE%20*%203600)%0A%20%20%20%20oled.fill(0)%0A%20%20%20%20oled.text(str(%22%25d%2F%2502d%2F%2502d%22%20%25%20(t%5B0%5D%2C%20t%5B1%5D%2C%20t%5B2%5D))%2C%200%2C%200)%0A%20%20%20%20oled.text(str(%22%2502d%3A%2502d%3A%2502d%22%20%25%20(t%5B3%5D%2C%20t%5B4%5D%2C%20t%5B5%5D))%2C%200%2C%2016)%0A%20%20%20%20oled.show()%0A%20%20%20%20utime.sleep(1)%20%20%20%20%20%20%20%0A” message=”OLED_wifitime.py” highlight=”” provider=”manual”/]
[pastacode lang=”python” manual=”import%20machine%0Aimport%20utime%0Aimport%20ssd1306%0Afrom%20time%20import%20sleep%0A%0A%0Ai2c%20%3D%20machine.SoftI2C(scl%3Dmachine.Pin(15)%2C%20sda%3Dmachine.Pin(4))%0A%0Aoled_width%20%3D%20128%0Aoled_height%20%3D%2064%0Aoled%20%3D%20ssd1306.SSD1306_I2C(oled_width%2C%20oled_height%2C%20i2c)%0A%0A%0A%23%20%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%20UART%0Auart%20%3D%20machine.UART(0%2C%20baudrate%3D9600%2C%20tx%3Dmachine.Pin(0)%2C%20rx%3Dmachine.Pin(1)%2C%20timeout%3D1000)%0Auart.init(9600%2C%20bits%3D8%2C%20parity%3DNone%2C%20stop%3D1)%0A%0Awhile%20True%3A%0A%20%20%20%20%23%20%E8%AE%80%E5%8F%96%20PMS5003%20%E8%B3%87%E6%96%99%0A%20%20%20%20data%20%3D%20bytearray(uart.read(32))%0A%20%20%20%20%0A%20%20%20%20%23%20%E5%88%A4%E6%96%B7%E6%98%AF%E5%90%A6%E7%82%BA%E6%AD%A3%E7%A2%BA%E7%9A%84%20PMS5003%20%E8%B3%87%E6%96%99%0A%20%20%20%20if%20data%20is%20not%20None%20and%20len(data)%20%3E%3D%2010%20and%20data%5B0%5D%20%3D%3D%200×42%20and%20data%5B1%5D%20%3D%3D%200x4d%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20pm1_cf%20%3D%20int.from_bytes(data%5B4%3A6%5D%2C%20’big’)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20pm25_cf%20%3D%20int.from_bytes(data%5B6%3A8%5D%2C%20’big’)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20pm10_cf%20%3D%20int.from_bytes(data%5B8%3A10%5D%2C%20’big’)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E6%B8%85%E9%99%A4%20OLED%0A%20%20%20%20%20%20%20%20oled.fill(0)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E9%A1%AF%E7%A4%BA%20PMS5003%20%E8%B3%87%E6%96%99%0A%20%20%20%20%20%20%20%20oled.text(%22PM1.0%3A%20%25d%20ug%2Fm3%22%20%25%20pm1_cf%2C%200%2C%2022)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20oled.text(%22PM2.5%3A%20%25d%20ug%2Fm3%22%20%25%20pm25_cf%2C%200%2C%2038)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20oled.text(%22PM10%20%3A%20%25d%20ug%2Fm3%22%20%25%20pm10_cf%2C%200%2C%2054)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E6%9B%B4%E6%96%B0%20OLED%0A%20%20%20%20%20%20%20%20oled.show()%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%0A%20%20%20%20utime.sleep(1)%0A” message=”PMS5003_OLED.py” highlight=”” provider=”manual”/]
實際展示
執行程式之後，可在 OLED 顯示模組上看到相關資訊，恭喜成功囉！
Post Views: 595
