मेटल पर पायथन: एम्बेडेड प्रोग्रामिंग और माइक्रो कंट्रोलर इंटीग्रेशन में गहराई से उतरना

दशकों से, एम्बेडेड सिस्टम की दुनिया - स्मार्टवॉच से लेकर औद्योगिक मशीनरी तक सब कुछ चलाने वाले छोटे कंप्यूटर - C, C++, और असेंबली जैसी निम्न-स्तरीय भाषाओं का एकमात्र डोमेन था। ये भाषाएँ अद्वितीय नियंत्रण और प्रदर्शन प्रदान करती हैं, लेकिन वे एक खड़ी सीखने की अवस्था और लंबी विकास चक्रों के साथ आती हैं। पायथन दर्ज करें, वह भाषा जो अपनी सरलता, पठनीयता और विशाल पारिस्थितिकी तंत्र के लिए प्रसिद्ध है। एक बार वेब सर्वर और डेटा साइंस तक ही सीमित रहने वाली, पायथन अब हार्डवेयर के केंद्र में एक शक्तिशाली धक्का दे रही है, जो दुनिया भर के डेवलपर्स, शौकीनों और इनोवेटर्स की एक नई पीढ़ी के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स का लोकतंत्रीकरण कर रही है।

यह गाइड पायथन एम्बेडेड प्रोग्रामिंग की रोमांचक दुनिया के लिए आपका व्यापक परिचय है। हम पता लगाएंगे कि पायथन जैसी उच्च-स्तरीय भाषा हार्डवेयर को सीधे कैसे नियंत्रित कर सकती है, उन प्रमुख प्लेटफार्मों की जांच करें जो इसे संभव बनाते हैं, और आपको सॉफ्टवेयर से सिलिकॉन तक की अपनी यात्रा शुरू करने के लिए व्यावहारिक उदाहरणों के माध्यम से चलेंगे।

पायथन एम्बेडेड इकोसिस्टम: सिर्फ CPython से ज्यादा

आप अपने लैपटॉप पर उपयोग किए जाने वाले मानक पायथन (जिसे CPython के रूप में जाना जाता है) को किसी विशिष्ट माइक्रो कंट्रोलर पर स्थापित नहीं कर सकते। इन उपकरणों में अत्यंत सीमित संसाधन होते हैं - हम किलोबाइट रैम और मेगाहर्ट्ज़ प्रोसेसिंग पावर के बारे में बात कर रहे हैं, जो एक आधुनिक कंप्यूटर में गीगाबाइट और गीगाहर्ट्ज़ के विपरीत है। इस अंतर को पाटने के लिए, पायथन के विशिष्ट, लीन कार्यान्वयन बनाए गए थे।

माइक्रो पायथन: माइक्रो कंट्रोलर के लिए पायथन

माइक्रो पायथन पायथन 3 प्रोग्रामिंग भाषा का एक पूरा पुनर्लेखन है, जिसे बाधित हार्डवेयर पर चलाने के लिए अनुकूलित किया गया है। डेमियन जॉर्ज द्वारा निर्मित, इसका उद्देश्य हार्डवेयर तक सीधे, निम्न-स्तरीय पहुंच प्रदान करते हुए मानक पायथन के साथ यथासंभव संगत होना है।

• मुख्य विशेषताएं: इसमें एक इंटरैक्टिव रीड-इवेल-प्रिंट लूप (REPL) शामिल है, जो आपको बोर्ड से कनेक्ट करने और संकलन चरण के बिना लाइन-बाय-लाइन कोड निष्पादित करने की अनुमति देता है। यह अत्यधिक कुशल है, इसमें एक छोटा मेमोरी फुटप्रिंट है, और प्रत्यक्ष हार्डवेयर नियंत्रण (GPIO, I2C, SPI, आदि) के लिए machine जैसे शक्तिशाली मॉड्यूल प्रदान करता है।
• इसके लिए सर्वश्रेष्ठ: ऐसे डेवलपर जो अधिकतम प्रदर्शन, हार्डवेयर पर बढ़िया नियंत्रण और माइक्रो कंट्रोलर की एक विस्तृत श्रृंखला में संगतता चाहते हैं। यह "धातु" के करीब है और अक्सर अधिक प्रदर्शन-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा है।

सर्किट पायथन: शुरुआती-अनुकूल पावरहाउस

सर्किट पायथन माइक्रो पायथन का एक कांटा है जिसे डू-इट-खुद (DIY) इलेक्ट्रॉनिक्स स्थान में एक अग्रणी कंपनी Adafruit द्वारा बनाया और बनाए रखा गया है। जबकि यह माइक्रो पायथन के साथ एक कोर साझा करता है, इसका दर्शन उपयोग में आसानी और शिक्षा पर केंद्रित है।

• मुख्य विशेषताएं: सबसे प्रमुख विशेषता यह है कि यह आपके कंप्यूटर को माइक्रो कंट्रोलर कैसे प्रस्तुत करता है। जब आप सर्किट पायथन बोर्ड में प्लग करते हैं, तो यह एक छोटी USB ड्राइव के रूप में दिखाई देता है। आप बस इस ड्राइव पर अपनी code.py फ़ाइल को संपादित करें और इसे सहेजें; बोर्ड पुनः लोड होता है और स्वचालित रूप से आपका नया कोड चलाता है। इसमें सभी समर्थित बोर्डों में एक एकीकृत API भी है, जिसका अर्थ है कि एक बोर्ड पर सेंसर को पढ़ने के लिए कोड न्यूनतम परिवर्तनों के साथ दूसरे पर काम करेगा।
• इसके लिए सर्वश्रेष्ठ: शुरुआती, शिक्षक और कोई भी व्यक्ति जो रैपिड प्रोटोटाइप पर केंद्रित है। सीखने की अवस्था अधिक कोमल है, और Adafruit द्वारा प्रदान किया गया व्यापक लाइब्रेरी पारिस्थितिकी तंत्र सेंसर, डिस्प्ले और अन्य घटकों को एकीकृत करना अविश्वसनीय रूप से सरल बनाता है।

माइक्रो पायथन बनाम सर्किट पायथन: एक त्वरित तुलना

इनके बीच चयन करना अक्सर आपके प्रोजेक्ट लक्ष्यों और अनुभव के स्तर पर निर्भर करता है।

• दर्शन: माइक्रो पायथन हार्डवेयर-विशिष्ट सुविधाओं और प्रदर्शन को प्राथमिकता देता है। सर्किट पायथन सरलता, संगति और सीखने में आसानी को प्राथमिकता देता है।
• कार्यप्रवाह: माइक्रो पायथन के साथ, आप आमतौर पर डिवाइस के REPL से कनेक्ट करने और फ़ाइलें अपलोड करने के लिए थॉनी जैसे टूल का उपयोग करते हैं। सर्किट पायथन के साथ, आप USB ड्राइव पर एक code.py फ़ाइल को खींचते और छोड़ते हैं।
• हार्डवेयर समर्थन: माइक्रो पायथन कई निर्माताओं से बोर्ड की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन करता है। सर्किट पायथन मुख्य रूप से Adafruit और चुनिंदा तृतीय-पक्ष भागीदारों के बोर्ड का समर्थन करता है, लेकिन इसका समर्थन गहरा और अच्छी तरह से प्रलेखित है।
• पुस्तकालय: सर्किट पायथन में पुस्तकालयों का एक विशाल, क्यूरेटेड सेट है जिसे स्थापित करना आसान है। माइक्रो पायथन लाइब्रेरी भी उपलब्ध हैं लेकिन अधिक खंडित हो सकती हैं।

इस गाइड के लिए, अवधारणाएं और कई कोड उदाहरण मामूली संशोधनों के साथ दोनों पर लागू होंगे। हम उन अंतरों को इंगित करेंगे जहां वे महत्वपूर्ण हैं।

अपने हार्डवेयर का चयन: माइक्रो कंट्रोलर युद्धक्षेत्र

माइक्रो कंट्रोलर (MCUs) की संख्या जो पायथन चला सकते हैं, हाल के वर्षों में विस्फोट हो गया है। यहां एक वैश्विक दर्शकों के लिए कुछ सबसे लोकप्रिय और सुलभ विकल्प दिए गए हैं।

रास्पबेरी पाई पिको और आरपी2040

पूर्ण रास्पबेरी पाई कंप्यूटर के साथ भ्रमित होने की नहीं, पिको कस्टम RP2040 चिप के आसपास निर्मित एक कम लागत वाला, उच्च-प्रदर्शन माइक्रो कंट्रोलर बोर्ड है। यह हार्डवेयर पर पायथन के लिए एक वैश्विक पसंदीदा बन गया है।

• मुख्य विशेषताएं: एक शक्तिशाली डुअल-कोर ARM Cortex-M0+ प्रोसेसर, 264KB RAM का एक उदार आकार, और एक अद्वितीय विशेषता जिसे प्रोग्रामेबल I/O (PIO) कहा जाता है जो कस्टम हार्डवेयर इंटरफेस के निर्माण की अनुमति देता है। नया पिको डब्ल्यू मॉडल ऑन-बोर्ड वाई-फाई जोड़ता है।
• यह पायथन के लिए बढ़िया क्यों है: इसमें माइक्रो पायथन के लिए आधिकारिक, प्रथम श्रेणी का समर्थन है और इसे सर्किट पायथन द्वारा भी अच्छी तरह से समर्थित किया गया है। इसकी कम कीमत (अक्सर $10 USD से कम) और मजबूत प्रदर्शन इसे एक अविश्वसनीय मूल्य बनाते हैं।

Espressif ESP32 और ESP8266

शंघाई स्थित कंपनी Espressif Systems द्वारा निर्मित, ESP चिप्स का परिवार IoT के निर्विवाद चैंपियन हैं। वे अपनी एकीकृत वाई-फाई और ब्लूटूथ क्षमताओं के लिए जाने जाते हैं, जो उन्हें कनेक्टेड परियोजनाओं के लिए डिफ़ॉल्ट विकल्प बनाते हैं।

• मुख्य विशेषताएं: शक्तिशाली सिंगल या डुअल-कोर प्रोसेसर, अंतर्निहित वाई-फाई और (ESP32 पर) ब्लूटूथ। वे दुनिया भर के निर्माताओं से हजारों विभिन्न विकास बोर्डों पर उपलब्ध हैं।
• वे पायथन के लिए बढ़िया क्यों हैं: उत्कृष्ट माइक्रो पायथन समर्थन आपको पायथन कोड की कुछ पंक्तियों के साथ कनेक्टेड डिवाइस बनाने की अनुमति देता है। उनकी प्रसंस्करण शक्ति वेब सर्वर चलाने या कई सेंसर से डेटा को संभालने जैसे जटिल कार्यों के लिए पर्याप्त से अधिक है।

Adafruit फेदर, ItsyBitsy, और Trinket इकोसिस्टम

Adafruit मानकीकृत फॉर्म कारकों में बोर्ड की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है। ये विशिष्ट चिप्स नहीं हैं, बल्कि सर्किट पायथन पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर मूल रूप से काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए उत्पाद परिवार हैं।

• मुख्य विशेषताएं: फेदर परिवार के बोर्ड एक सामान्य पिनआउट साझा करते हैं, जिससे वे विनिमेय हो जाते हैं। कई में बिल्ट-इन बैटरी चार्जिंग सर्किट और कनेक्टर शामिल हैं। वे RP2040, ESP32 और अन्य सहित विभिन्न प्रकार के माइक्रो कंट्रोलर के साथ उपलब्ध हैं।
• वे पायथन के लिए बढ़िया क्यों हैं: इन्हें सर्किट पायथन के लिए ग्राउंड अप से डिज़ाइन किया गया है। इस तंग एकीकरण का मतलब सैकड़ों पुस्तकालयों और ट्यूटोरियल तक पहुंच के साथ एक सहज, प्लग-एंड-प्ले अनुभव है।

शुरू करना: हार्डवेयर पर आपका पहला "हेलो, वर्ल्ड"

आइए सिद्धांत से अभ्यास की ओर बढ़ते हैं। एम्बेडेड प्रोग्रामिंग का पारंपरिक "हेलो, वर्ल्ड" एक एलईडी को ब्लिंक कर रहा है। यह सरल कार्य पुष्टि करता है कि आपका संपूर्ण टूलचेन - आपके कोड संपादक से लेकर बोर्ड पर फर्मवेयर तक - सही ढंग से काम कर रहा है।

शर्तें

• एक समर्थित माइक्रो कंट्रोलर बोर्ड (उदाहरण के लिए, रास्पबेरी पाई पिको, ईएसपी32, या एक Adafruit बोर्ड)।
• एक USB केबल जो डेटा ट्रांसफर का समर्थन करती है (सिर्फ चार्जिंग नहीं)।
• एक कंप्यूटर (विंडोज, मैकओएस या लिनक्स)।

चरण 1: फर्मवेयर स्थापित करें

आपके बोर्ड को माइक्रो पायथन या सर्किट पायथन दुभाषिया स्थापित करने की आवश्यकता है। इसे "फर्मवेयर फ्लैश करना" कहा जाता है।

1. सर्किट पायथन के लिए: circuitpython.org पर जाएं, अपना बोर्ड ढूंढें और .uf2 फ़ाइल डाउनलोड करें। अपने बोर्ड को बूटलोडर मोड में रखें (इसमें आमतौर पर इसे प्लग इन करते समय एक "बूट" या "रीसेट" बटन दबाए रखना शामिल होता है)। यह एक USB ड्राइव के रूप में दिखाई देगा। डाउनलोड की गई .uf2 फ़ाइल को उस पर खींचें। ड्राइव बाहर निकल जाएगी और फिर से दिखाई देगी, अब CIRCUITPY नाम दिया गया है।
2. माइक्रो पायथन के लिए: micropython.org पर जाएं, अपना बोर्ड ढूंढें और फर्मवेयर फ़ाइल डाउनलोड करें (अक्सर एक .uf2 या .bin फ़ाइल)। प्रक्रिया समान है: बोर्ड को बूटलोडर मोड में रखें और फ़ाइल को कॉपी करें।

चरण 2: अपना संपादक सेट अप करें

जबकि आप किसी भी टेक्स्ट एडिटर का उपयोग कर सकते हैं, एक समर्पित IDE विकास को बहुत आसान बनाता है। शुरुआती लोगों के लिए थॉनी IDE की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है। यह मुफ़्त, क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म है और माइक्रो पायथन और सर्किट पायथन के लिए बिल्ट-इन समर्थन के साथ आता है। यह स्वचालित रूप से आपके बोर्ड का पता लगाता है, डिवाइस के REPL तक पहुंच प्रदान करता है और फ़ाइलों को अपलोड करना आसान बनाता है।

चरण 3: ब्लिंकिंग एलईडी कोड

अब कोड के लिए। माइक्रो पायथन के लिए main.py नामक एक नई फ़ाइल बनाएं या सर्किट पायथन के लिए मौजूदा code.py संपादित करें।

रास्पबेरी पाई पिको W पर माइक्रो पायथन के लिए उदाहरण:

import machine import utime # पिको डब्ल्यू पर ऑनबोर्ड एलईडी को एक विशेष नाम के माध्यम से एक्सेस किया जाता है led = machine.Pin("LED", machine.Pin.OUT) while True: led.toggle() print("LED toggled!") utime.sleep(0.5) # आधे सेकंड के लिए प्रतीक्षा करें

अधिकांश Adafruit बोर्ड पर सर्किट पायथन के लिए उदाहरण:

import board import digitalio import time # ऑनबोर्ड एलईडी आमतौर पर 'LED' नाम के एक पिन से जुड़ा होता है led = digitalio.DigitalInOut(board.LED) led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT while True: led.value = not led.value print("LED toggled!") time.sleep(0.5)

कोड ब्रेकडाउन:

• import: हम हार्डवेयर (machine, digitalio, board) को नियंत्रित करने और समय (utime, time) का प्रबंधन करने के लिए लाइब्रेरी आयात करते हैं।
• पिन सेटअप: हम परिभाषित करते हैं कि हम किस भौतिक पिन को नियंत्रित करना चाहते हैं (ऑनबोर्ड एलईडी) और इसे आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर करते हैं।
• लूप: while True: लूप हमेशा के लिए चलता है। लूप के अंदर, हम एलईडी की स्थिति को टॉगल करते हैं (चालू से बंद, या बंद से चालू), सीरियल कंसोल (थॉनी में दिखाई देने वाला) में एक संदेश प्रिंट करते हैं, और फिर आधे सेकंड के लिए रुकते हैं।

इस फ़ाइल को अपने डिवाइस में सहेजें। ऑनबोर्ड एलईडी को तुरंत ब्लिंक करना शुरू कर देना चाहिए। बधाई हो, आपने अभी पायथन को सीधे एक माइक्रो कंट्रोलर पर चलाया है!

गहराई में गोताखोरी: माइक्रो कंट्रोलर पर पायथन की मूल अवधारणाएं

एक एलईडी को ब्लिंक करना सिर्फ शुरुआत है। आइए उन मूलभूत अवधारणाओं का पता लगाएं जिनका उपयोग आप अधिक जटिल परियोजनाओं के निर्माण के लिए करेंगे।

जनरल पर्पस इनपुट/आउटपुट (GPIO)

GPIO पिन भौतिक कनेक्शन हैं जो आपके माइक्रो कंट्रोलर को दुनिया के साथ बातचीत करने देते हैं। उन्हें या तो इनपुट (बटन या सेंसर से डेटा पढ़ने के लिए) या आउटपुट (एलईडी, मोटर्स या रिले को नियंत्रित करने के लिए) के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

एक बटन प्रेस पढ़ना (माइक्रो पायथन):

import machine import utime button = machine.Pin(14, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN) while True: if button.value() == 1: print("बटन दबाया गया है!") utime.sleep(0.1)

यहां, हम पिन 14 को एक आंतरिक पुल-डाउन रोकनेवाला के साथ इनपुट के रूप में कॉन्फ़िगर करते हैं। लूप लगातार जांचता है कि क्या बटन का मान 1 (उच्च) है, जो दर्शाता है कि इसे दबाया गया है।

सेंसर के साथ काम करना

सबसे दिलचस्प परियोजनाओं में सेंसर शामिल हैं। पायथन एनालॉग और डिजिटल दोनों सेंसर से पढ़ना आसान बनाता है।

• एनालॉग सेंसर: ये सेंसर, जैसे फोटोरेसिस्टर (प्रकाश को मापना) या पोटेंशियोमीटर, एक परिवर्तनीय वोल्टेज प्रदान करते हैं। माइक्रो कंट्रोलर का एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर (ADC) इस वोल्टेज को पढ़ता है और इसे एक संख्या में परिवर्तित करता है।
• डिजिटल सेंसर: ये अधिक उन्नत सेंसर (जैसे तापमान/आर्द्रता सेंसर, एक्सेलेरोमीटर) विशिष्ट प्रोटोकॉल का उपयोग करके संचार करते हैं। दो सबसे आम हैं I2C (इंटर-इंटीग्रेटेड सर्किट) और SPI (सीरियल पेरिफेरल इंटरफेस)। ये प्रोटोकॉल कुछ पिन का उपयोग करके माइक्रो कंट्रोलर के साथ कई उपकरणों को संवाद करने की अनुमति देते हैं। शुक्र है, आपको शायद ही कभी निम्न-स्तरीय विवरण जानने की आवश्यकता होती है, क्योंकि लाइब्रेरी आपके लिए संचार को संभालती हैं।

BMP280 सेंसर के साथ तापमान पढ़ना (सर्किट पायथन):

import board import adafruit_bmp280 # एक I2C बस ऑब्जेक्ट बनाएँ i2c = board.I2C() # डिफ़ॉल्ट SCL और SDA पिन का उपयोग करता है # एक सेंसर ऑब्जेक्ट बनाएँ bmp280 = adafruit_bmp280.Adafruit_BMP280_I2C(i2c) # तापमान पढ़ें temperature = bmp280.temperature print(f"तापमान: {temperature:.2f} C")

पल्स विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM)

PWM एक डिजिटल पिन पर एक एनालॉग आउटपुट का अनुकरण करने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक है। पिन को तेजी से चालू और बंद करके, आप औसत वोल्टेज को नियंत्रित कर सकते हैं, जो एक एलईडी को मंद करने, डीसी मोटर की गति को नियंत्रित करने या एक सर्वो मोटर की स्थिति के लिए उपयोगी है।

कनेक्टिविटी और इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT)

यहीं पर ESP32 और पिको W जैसे बोर्ड वास्तव में चमकते हैं। बिल्ट-इन वाई-फाई के साथ, पायथन IoT उपकरणों का निर्माण करना आश्चर्यजनक रूप से सरल बनाता है।

वाई-फाई से कनेक्ट करना

अपने डिवाइस को नेटवर्क से कनेक्ट करना पहला कदम है। आपको अपने नेटवर्क क्रेडेंशियल को सुरक्षित रूप से संग्रहीत करने के लिए एक फ़ाइल (अक्सर सर्किट पायथन में secrets.py कहा जाता है) बनाने की आवश्यकता होगी।

एक ESP32 को वाई-फाई से कनेक्ट करना (माइक्रो पायथन):

import network SSID = "YourNetworkName" PASSWORD = "YourNetworkPassword" station = network.WLAN(network.STA_IF) station.active(True) station.connect(SSID, PASSWORD) while not station.isconnected(): pass print("कनेक्शन सफल") print(station.ifconfig())

वेब अनुरोध करना

एक बार कनेक्ट होने के बाद, आप इंटरनेट के साथ बातचीत कर सकते हैं। आप एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफेस (APIs) से डेटा प्राप्त कर सकते हैं, सेंसर डेटा को एक वेब सेवा पर पोस्ट कर सकते हैं, या ऑनलाइन क्रियाओं को ट्रिगर कर सकते हैं।

एक API से JSON डेटा प्राप्त करना (urequests लाइब्रेरी का उपयोग करके):

import urequests response = urequests.get("http://worldtimeapi.org/api/timezone/Etc/UTC") data = response.json() print(f"वर्तमान UTC समय है: {data['datetime']}") response.close()

MQTT: IoT की भाषा

जबकि HTTP उपयोगी है, IoT संचार के लिए स्वर्ण मानक MQTT (संदेश कतार टेलीमेट्री परिवहन) है। यह कम-बैंडविड्थ, उच्च-विलंबता नेटवर्क के लिए डिज़ाइन किया गया एक हल्का प्रकाशन-सदस्यता प्रोटोकॉल है। एक डिवाइस एक "विषय" पर सेंसर डेटा "प्रकाशित" कर सकता है, और उस विषय की "सदस्यता" लेने वाला कोई भी अन्य डिवाइस (या सर्वर) तुरंत डेटा प्राप्त करेगा। यह लगातार एक वेब सर्वर को पोल करने की तुलना में कहीं अधिक कुशल है।

उन्नत विषय और सर्वोत्तम अभ्यास

जैसे-जैसे आपकी परियोजनाएं बढ़ती हैं, आपको एक माइक्रो कंट्रोलर की सीमाओं का सामना करना पड़ेगा। यहां मजबूत एम्बेडेड पायथन कोड लिखने के लिए कुछ सर्वोत्तम अभ्यास दिए गए हैं।

• मेमोरी प्रबंधन: RAM आपका सबसे कीमती संसाधन है। लूप के अंदर सूचियों या लंबी तारों जैसी बड़ी वस्तुओं को बनाने से बचें। मेमोरी को मैन्युअल रूप से ट्रिगर करने और खाली करने के लिए gc मॉड्यूल (import gc; gc.collect()) का उपयोग करें।
• पावर प्रबंधन: बैटरी से चलने वाले उपकरणों के लिए, बिजली दक्षता महत्वपूर्ण है। अधिकांश माइक्रो कंट्रोलर में एक "डीपस्लीप" मोड होता है जो चिप के अधिकांश हिस्से को बंद कर देता है, बहुत कम बिजली की खपत करता है, और एक निश्चित समय के बाद या बाहरी ट्रिगर से जाग सकता है।
• फ़ाइल सिस्टम: आप ऑनबोर्ड फ्लैश मेमोरी में फ़ाइलों को पढ़ और लिख सकते हैं, जैसे कि एक नियमित कंप्यूटर पर। यह डेटा लॉग करने या कॉन्फ़िगरेशन सेटिंग्स को संग्रहीत करने के लिए एकदम सही है।
• इंटरप्ट: लूप में लगातार एक बटन की स्थिति की जांच करने के बजाय (एक प्रक्रिया जिसे पोलिंग कहा जाता है), आप एक इंटरप्ट का उपयोग कर सकते हैं। एक इंटरप्ट रिक्वेस्ट (IRQ) एक हार्डवेयर सिग्नल है जो एक विशेष फ़ंक्शन चलाने के लिए मुख्य कोड को रोकता है, फिर फिर से शुरू होता है। यह कहीं अधिक कुशल और प्रतिक्रियाशील है।

वास्तविक दुनिया की परियोजना विचार शोकेस

बनाने के लिए तैयार हैं? यहां कुछ विचार दिए गए हैं जो उन अवधारणाओं को जोड़ते हैं जिन पर हमने चर्चा की है:

1. स्मार्ट वेदर स्टेशन: तापमान, आर्द्रता और दबाव को मापने के लिए BME280 सेंसर के साथ एक ESP32 का उपयोग करें। डेटा को एक छोटी OLED स्क्रीन पर प्रदर्शित करें और इसे MQTT के माध्यम से Adafruit IO या होम असिस्टेंट जैसे डैशबोर्ड पर प्रकाशित करें।
2. स्वचालित प्लांट वाटरिंग सिस्टम: रास्पबेरी पाई पिको के साथ एक मिट्टी की नमी सेंसर कनेक्ट करें। जब मिट्टी सूख जाए, तो कुछ सेकंड के लिए एक छोटे पानी के पंप को चालू करने वाले रिले को सक्रिय करने के लिए एक GPIO पिन का उपयोग करें।
3. कस्टम USB मैक्रो पैड: एक सर्किट पायथन बोर्ड का उपयोग करें जो USB HID (मानव इंटरफ़ेस डिवाइस) का समर्थन करता है, जैसे कि एक पिको या कई Adafruit बोर्ड। जटिल कीबोर्ड शॉर्टकट भेजने या पूर्वनिर्धारित पाठ को टाइप करने के लिए बटन प्रोग्राम करें, अपनी उत्पादकता को बढ़ावा दें।

निष्कर्ष: भविष्य पायथन में एम्बेडेड है

पायथन ने एम्बेडेड विकास के परिदृश्य को मौलिक रूप से बदल दिया है। इसने प्रवेश की बाधा को कम कर दिया है, जिससे सॉफ्टवेयर डेवलपर्स हार्डवेयर को नियंत्रित कर सकते हैं और हार्डवेयर इंजीनियर पहले से कहीं अधिक तेजी से प्रोटोटाइप कर सकते हैं। केवल कुछ पंक्तियों के पठनीय कोड में एक सेंसर को पढ़ने या इंटरनेट से कनेक्ट करने की सरलता एक गेम-चेंजर है।

एक ब्लिंकिंग एलईडी से लेकर एक पूरी तरह से चित्रित IoT डिवाइस तक की यात्रा अविश्वसनीय रूप से फायदेमंद है। वैश्विक समुदाय और ओपन-सोर्स पुस्तकालयों की संपत्ति का मतलब है कि जब आप किसी चुनौती का सामना करते हैं तो आप कभी भी अकेले नहीं होते हैं। तो एक बोर्ड चुनें, फर्मवेयर को फ्लैश करें और पायथन और भौतिक दुनिया के रोमांचक चौराहे पर अपना साहसिक कार्य शुरू करें। एकमात्र सीमा आपकी कल्पना है।