Digitales_Stethoskop

Raspberry Pi Pico - Template for Python

Table of Content

1. Introduction
   
2. Required Software
   
3. Required Visual Studio Code Plugins
   
4. Recommended Visual Studio Code Plugins
5. Optional Visual Studio Code Themes

1. Introduction

This repository can be used as a template for a new Raspberry Pi Pico python project.

Note: Once you have downloaded/cloned this repository, open it in Visual Studio Code and run > MicroPico > Configure Project command via Ctrl+Shift+P (or the equivalent on your platform) VS Code command palette to initialize MicroPico.

2. Required Software (Windows/Mac-OS/Linux)

Name	Description	Link
Python	Python is an easy to learn, powerful programming language. It has efficient high-level data structures and a simple but effective approach to object-oriented programming. Python’s elegant syntax and dynamic typing, together with its interpreted nature, make it an ideal language for scripting and rapid application development in many areas on most platforms.	https://www.python.org/
Visual Studio Code	Visual Studio Code is a lightweight but powerful source code editor which runs on your desktop and is available for Windows, macOS and Linux. It comes with built-in support for JavaScript, TypeScript and Node.js and has a rich ecosystem of extensions for other languages and runtimes (such as C++, C#, Java, Python, PHP, Go, .NET).	https://code.visualstudio.com/
Git	Git is a free and open source distributed version control system designed to handle everything from small to very large projects with speed and efficiency.	https://git-scm.com/

3. Required Visual Studio Code Plugins

Name	Description	Link
Python	A Visual Studio Code extension with rich support for the Python language (for all actively supported versions of the language: >=3.7), including features such as IntelliSense (Pylance),linting, debugging, code navigation, code formatting refactoring, variable explorer, test explorer, and more!	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-python.python
Pylance	Pylance is an extension that works alongside Python in Visual Studio Code to provide performant language support. Under the hood, Pylance is powered by Pyright, Microsoft's static type checking tool. Using Pyright, Pylance has the ability to supercharge your Python IntelliSense experience with rich type information, helping you write better code faster.	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-python.vscode-pylance
IntelliCode	The Visual Studio IntelliCode extension provides AI-assisted development features for Python, TypeScript/JavaScript and Java developers in Visual Studio Code, with insights based on understanding your code context combined with machine learning.	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=VisualStudioExptTeam.vscodeintellicode
MicroPico	"MicroPico" is a Visual Studio Code extension designed to simplify and accelerate the development of MicroPython projects for the Raspberry Pi Pico and Pico W boards. This tool streamlines the coding process, providing code highlighting, auto-completion, code snippets, and project management features, all tailored for the seamless development experience with MicroPython on Raspberry Pi Pico and Pico W microcontrollers.	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=paulober.pico-w-go

4. Recommended Visual Studio Code Plugins

Name	Description	Link
VSCode PDF	Display pdf in VSCode.	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=tomoki1207.pdf
Python Indent	Correct Python indentation in Visual Studio Code.	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=KevinRose.vsc-python-indent
Python Docstring Generator	Visual Studio Code extension to quickly generate docstrings for python functions.	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=njpwerner.autodocstring
German Language Pack for Visual Studio Code	Das deutsche Sprachpaket bietet eine lokalisierte Benutzeroberfläche für VS Code.	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=MS-CEINTL.vscode-language-pack-de

5. Optional Visual Studio Code Themes

Name	Description	Link
Material Theme	Color Theme	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=Equinusocio.vsc-material-theme
Material Icon Theme	Icon Theme	https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=PKief.material-icon-theme

6. Hardware Konfiguration

Für die Verwendung benötigen Sie folgende Materialien:

Name	Description
Raspberry Pi Pico	Microcontroller der den Code ausführt
Maker Pi Pico	Erweiterungsboard zur einfacheren Verkabelung und Nutzung der Anschlüsse des Pico
MAX4466	Mikrofon zur Aufnahme von Geräuschen, das mit ADC fähigen Pin des Pico verbunden wird
SD Karte	optional, zum Speichern von aufgenommenen Werten

Die ADC-fähigen Pins sind im Pinout Diagramm des Pico zu finden. Einer dieser Pins ist als Signal Pin zu verwenden, während der GND und VCC Anschluss des MAX4466 an den GND- und 3.3VSys-Pin des Pico angeschlossen werden. Eine Mögliche Verschaltung des Pico mit dem MAX4466 könnte dann wie folgt aussehen:

Pinout des Pico	Verschaltung des MAX4466 mit GPIO26

7. Verwendung der Klasse DigitalStethoskop

Beim Anlegen der Klasse ist es möglich folgende Variablen zu übergeben:

Nr	Attribut	optional	Datentyp	Beschreibung
1	SAMPLE_RATE	Nein	int	Die Abtastrate mit der die Werte später aufgezeichnet werden
2	SIGNAL_PIN	Ja	Pin	machine.Pin-Objekt an dem der MAX4466 Sensor mit der Datenleitung angeschlossen ist; standardmäßig Pin(26)
3	MAX_DATA	Ja	int	Beschreibt die maximale Anzahl an Werten, die aufgenommen werden darf um ein überfüllen des RAM-Speichers zu vermeiden; standardmäßig 8000
4	DATEI_NAME	Ja	str	Name der Datei unter dem die Werte gespeichert werden, mit „.txt“ oder „.csv“ am Ende!; standardmäßig „data.txt“

Um dann mit dem erfolgreich angelegten Objekt Werte aufzunehmen muss die record_data Funktion aufgerufen werden.

Nr	Methode	Beschreibung
1	record_data(time_in_s)	der übergebene Wert kann entweder ein int oder float sein, startet eine Werteaufnahme über den übergebenen Zeitraum in Sekunden in dem der Pico keine anderen Aktionen ausführen kann, um ein möglichst genaues Ergebnis zu erzielen

Dabei wird die Anzahl der möglichen aufzunehmenden Punkte auf MAX_DATA beschränkt. Dies kommt daher, dass die Daten wegen der hohen Abtastrate im Arbeitsspeicher gesichert werden müssen und dieser nur 256 KByte groß ist. Damit ist die Menge an Datenpunkten stark begrenzt. Die im RAM hinterlegten Daten können dann mit folgenden Methoden gespeichert oder abgerufen werden.

Nr	Methode	Beschreibung
2	save(path=self.PATH)	Speichert die aufgezeichneten Werte auf den Flash Speicher des Pico
3	save_sd(path=self.PATH)	Speichert die aufgezeichneten Werte auf die SD Karte, sofern diese erfolgreich initialisiert wurde
4	get_data()	gibt die aktuell im RAM enthaltenen Werte zurück, sollten noch keine aufgezeichnet worden sein wird 0 zurückgegeben

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Hochschule Anhalt | Anhalt University of Applied Sciences | Fachbereich 6 EMW

Prof. Dr.-Ing. Ingo Chmielewski
:e-mail: Ingo.Chmielewski@HS-Anhalt.de

Tobias Müller, M. Eng.
:e-mail: Tobias.Mueller@HS-Anhalt.de

:copyright: es-lab.de, 05.09.2023

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