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Introducción

En este tutorial vamos a explicar cómo montar un servidor web para Python con Flask en nuestra Raspberry Pi y utilizar los pines GPIO para interactuar con ellos.

Antes de empezar

Para este tutorial vas a necesitar los siguientes componentes:

  • Raspberry Pi con Raspbian

Es recomendable acceder a los siguientes tutoriales:

  • Servidor Web en Flask

Servidor Web con Flask

Flask es un microframework creado para facilitar el desarrollo de aplicaciones web en Python. Es utilizado normalmente para construir servicios web como APIs REST o aplicaciones de contenido estático.

En este caso vamos a utilizar los pines GPIO.


Encendido y apagado de un LED

Vamos a realizar el encendido y apagado de un LED conectado al Pin 11 - GPIO 17 de nuestra Raspberry Pi.

En la programación, añadimos la librería para controlar los pines GPIO así como el modo de pin. A continuación se crean dos entradas de URL o endpoints para encender y apagar dicho LED. Además mostramos un mensaje por la pantalla de la web.

from flask import *
app = Flask(__name__)

import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(17, GPIO.OUT)
GPIO.output(17, GPIO.LOW)

@app.route('/on')
def on():
   GPIO.output(17, GPIO.HIGH)
   return 'Led Encendido'

@app.route('/off')
def off():
   GPIO.output(17, GPIO.LOW)
   return 'Led Apagado'

if __name__ == '__main__':
   app.run(host='0.0.0.0', port=8000, debug=True)

Por último jecuta el código y accede mediante el navegador a ambas direcciones para encender y apagar el LED. Observa como el LED se enciende o apaga en cada caso.

URL: localhost:8000/on
URL: localhost:8000/off


Controlar varios LEDs

Para controlar varios LED podemos crear varias funciones y cada una asignada a un pin GPIO de nuestra Raspberry Pi. Sin embargo, imagina que queremos controlar 5 LEDs. Podemos pensar que tenemos que crear 10 funciones (on y off para cada uno de los LED). La mejor solución pasa por pasar parámetros a la URL indicando el pin GPIO que queremos utilizar y el estado del LED que queremos asignar. Por ejemplo /17/0, /18/1, etc.

Esto lo conseguimos añadiendo parámetros a la URL @app.route('/<led>/<action>') y a la función def led(led, action):.

from flask import *
app = Flask(__name__)

import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(17, GPIO.OUT)
GPIO.output(17, GPIO.LOW)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)
GPIO.output(18, GPIO.LOW)

@app.route('/<led>/<action>')
def led(led, action):
   GPIO.output(int(led), int(action))
   return 'Led: '+str(led)+' Estado: '+str(action)

if __name__ == '__main__':
   app.run(host='0.0.0.0', port=8000, debug=True)

Ahora solamente nos queda probar que todos los enlaces funcionan correctamente accediendo a las siguientes URLs.

URL: localhost:8000/17/0
URL: localhost:8000/17/1
URL: localhost:8000/18/0
URL: localhost:8000/18/1


Añadiendo un template

Por último, podemos crear un template personalizado con enlaces a las URLs para no tener que escribirlas en el navegador.

├ web/
├── templates
│   └── led.html
└── index.py

from flask import *
app = Flask(__name__)

import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# leds
amarillo = 17
verde = 18
GPIO.setup(amarillo, GPIO.OUT)
GPIO.output(amarillo, GPIO.LOW)
GPIO.setup(verde, GPIO.OUT)
GPIO.output(verde, GPIO.LOW)

@app.route('/')
def home():
   templateData = {
      'amarillo' : 0,
      'verde' : 0,
   }
   return render_template('led.html', **templateData)

@app.route('/<led>/<action>')
def led(led, action):
   GPIO.output(int(led), int(action))
   templateData = {
      'amarillo' : GPIO.input(amarillo),
      'verde' : GPIO.input(verde),
   }
   return render_template('led.html', **templateData)

if __name__ == '__main__':
   app.run(host='0.0.0.0', port=8000, debug=True)
<html>
<head>
   <style>
      .btn { 
         display:block;
         margin: 20px;
         padding: 20px 40px;
         text-align: center;
         border: 1px solid #000;
         background: #ccc;
         text-decoration: none;
         font-size: 50px;
         line-height: 3;
         color: #000;
      }
      .btn.amarillo {
         background: #ff0;
      }
      .btn.verde {
         background: #0f0;
      }
   </style>
</head>
<body>
   {% if amarillo == 0 %}
      <a class="btn" href="/17/1">Amarillo</a>
   {% else %}
      <a class="btn amarillo" href="/17/0">Amarillo</a>
   {% endif %}

   {% if verde == 0 %}
      <a class="btn" href="/18/1">Verde</a>
   {% else %}
      <a class="btn verde" href="/18/0">Verde</a>
   {% endif %}
</body>
</html>


Ejercicios propuestos

1.- Enciende varios LEDs utilizando diferentes endpoints en el servidor web.