Python可以這樣玩(19)：電位計實驗

這個單元是屬於基礎 Arduino 的最後一個單元，元我們會一次性談完 Python 如何透過 Firmata 去控制不同類型的 Arduino 腳位。還記得之前討論過 pinMode() 函數吧，我們透過該 AVR 函數去設定腳位是 INPUT 還是 OUTPUT，在Python，則可以透過下面兩種方式來設定腳位。

我們可以透過設定開發板物件：

Board.analog[2].mode = INPUT

Board.digital[3].mode = OUTPUT

Board.digital[5].mode = PWM

Board.digital[10].mode = SERVO

或是直接設定腳位物件：

A2 = board.get_pin('a:2:i')        # a 代表類比, i 代表 input

D3 = board.get_pin('d:10:o')       # d 代表數位, o 代表 output

D5 = board.get_pin('d:11:p')       # p 代表PWM

D10 = board.get_pin('d:12:s')      # s 代表SERVO

PWM我們在前面的單元已經介紹過，而 SERVO 我們會在未來介紹機器手臂的單元再介紹。

我們雖然已經介紹了很多種小實驗，但是還沒有談到如何透過 Analog 腳未來讀取資料，我們現在就要透過一個可變電阻來實現。請先按照下圖連接：

可變電阻有三個腳，左右腳位分別是5V與GND(既然是電阻，故沒有方向性)，中間的腳位則是類比輸出。

接好之後就可以插上USB，然後將 Standart Firmata 上傳。成功之後我們就用 Python 來測試，程式碼如下：

from pyfirmata import Arduino, util

from time import sleep

# Setting up the Arduino board

port = 'COM3'

board = Arduino(port)

# Need to give some time to pyFirmata and Arduino to synchronize

sleep(5)

# Start Iterator to avoid serial overflow

it = util.Iterator(board)

it.start()

# Assign a role and variable to analog pin 0

a0 = board.get_pin('a:0:i')

# Running loop for ever

try:

    while True:

        # Reading value on port a0

        p = a0.read()

        print(p)

except KeyboardInterrupt:

    board.exit()

注意程式紅色的部分，當我們在讀取序列埠的資料的時候，必須開啟這個 Iterator 來壁面序列溢位，請務必加上這一行。

執行結果會出現 1.0 到 0.0 之間的小數，所謂數位不是1就是0，而類比則會有中間值。如果要結束程式，請按 Contral – C。如果您夠細心，應該會發現這次我們按下 Contral – C 的時候並沒有報錯，這是因為我們程式的寫法使用了 try: except: 的結構，所以遇到 exception 的時候，就會執行 board.exit()。

將程式的最後加上 board.exit() 是個好習慣，代表停用這個 board 的 COM3 port 的資源，如果您的程式有做這個動作，那麼接著使用 Arduino IDE 上傳其他程式的時候，資源就不會被占據了，還記得我們之前上傳的時候常常會遇到錯誤吧，就是這個原因。

讀出來的數據有什麼用處呢？當然可以做任何的用途，就看你的 Python 程式要如何寫了。當然，我們也可以直接使用這個類比輸出來控制LED的亮度，請按照下圖連結測試一下便知：

有兩種接法，第一種是把可變電阻的輸出腳位接到LED的陰極，然後將LED的陽極接到 5V；第二種方式是把輸出腳位接到LED的陽極，然後LED的陰及接地。當然，還有第三種繞遠路的方式，就是將LED接到 PWM 的數位接腳，由程式來控制。我們來用Python 測試，並學習 PWM 的用法。

回到第一張圖，可變電阻的接法不變，LED則是將陽極接到腳位11(這是支援 PWM的腳位)，陰極接地，中間加個 220歐姆的電阻。程式碼修改如下：

a0 = board.get_pin('a:0:i')

d11 = board.get_pin('d:11:p')

# Running loop for ever

# This command executes loop body indefinitely until keyboard interrupt

try:

    while True:

        # Reading value on port a0

        p = a0.read()

        print(p)

        d11.write(p)

except KeyboardInterrupt:

    board.exit()

同樣的，我們也可以利用可變電阻來控制蜂鳴器、馬達等的輸出，您可以自行發揮創意測試一下。