4.1.8_welcome_python.rst

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4.1.8 Willkommen

Einführung

In diesem Projekt verwenden wir einen PIR, um die Bewegung von Fußgängern zu erfassen. Mit Servos, LED und einem Summer simulieren wir die Funktion einer Sensortür eines Convenience-Stores. Wenn sich ein Fußgänger im Erfassungsbereich des PIR befindet, leuchtet die Kontrollleuchte auf, die Tür öffnet sich und der Summer spielt das Öffnungsglockensignal.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir folgende Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
Raphael Kit	337

Sie können diese auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG	KAUF-LINK
cpn_gpio_board
cpn_breadboard
cpn_wires
cpn_resistor
cpn_led
cpn_pir	-
cpn_servo
cpn_Buzzer
cpn_transistor

Schaltplan

T-Board Name	physical	wiringPi	BCM
GPIO18	Pin 12	1	18
GPIO17	Pin 11	0	17
GPIO27	Pin 13	2	27
GPIO22	Pin 15	3	22

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Schaltung aufbauen.

Schritt 2: Verzeichnis wechseln.

cd ~/raphael-kit/python/

Schritt 3: Ausführen.

sudo python3 4.1.8_Welcome.py

Nachdem der Code ausgeführt wurde und der PIR-Sensor jemanden erkennt, der vorbeigeht, wird die Tür automatisch geöffnet (simuliert durch das Servo), die Anzeige eingeschaltet und die Türklingelmusik abgespielt. Nachdem die Türklingelmusik gespielt hat, wird das System die Tür automatisch schließen und die Anzeige ausschalten, in Erwartung des nächsten Vorbeigehenden.

Auf dem PIR-Modul befinden sich zwei Potentiometer: eines zur Einstellung der Empfindlichkeit und eines zur Einstellung der Erfassungsentfernung. Um das PIR-Modul optimal zu nutzen, sollten Sie beide im Uhrzeigersinn bis zum Anschlag drehen.

Code

Note

Sie können den untenstehenden Code Modifizieren/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Bevor Sie dies tun, müssen Sie jedoch zum Quellcode-Pfad wie raphael-kit/python wechseln. Nachdem Sie den Code geändert haben, können Sie ihn direkt ausführen, um das Ergebnis zu sehen.

#!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import time

SERVO_MIN_PULSE = 500
SERVO_MAX_PULSE = 2500

ledPin = 18    # define the ledPin
pirPin = 17    # define the sensorPin
servoPin = 22  # define the servoPin
buzPin = 27    # define the buzzerpin


CL = [0, 131, 147, 165, 175, 196, 211, 248]        # Frequency of Low C notes

CM = [0, 262, 294, 330, 350, 393, 441, 495]        # Frequency of Middle C notes

CH = [0, 525, 589, 661, 700, 786, 882, 990]        # Frequency of High C notes

song = [    CH[5],CH[2],CM[6],CH[2],CH[3],CH[6],CH[3],CH[5],CH[3],CM[6],CH[2]    ]

beat = [    1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,]


def setup():
    global p
    global Buzz                        # Assign a global variable to replace GPIO.PWM 
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)       # Numbers GPIOs by physical location
    GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)   # Set ledPin's mode is output
    GPIO.setup(pirPin, GPIO.IN)    # Set sensorPin's mode is input
    GPIO.setup(servoPin, GPIO.OUT)   # Set servoPin's mode is output
    GPIO.output(servoPin, GPIO.LOW)  # Set servoPin to low
    GPIO.setup(buzPin, GPIO.OUT)    # Set pins' mode is output

    Buzz = GPIO.PWM(buzPin, 440)    # 440 is initial frequency.
    Buzz.start(50)                    # Start Buzzer pin with 50% duty ration

    p = GPIO.PWM(servoPin, 50)     # set Frequece to 50Hz
    p.start(0)                     # Duty Cycle = 0

def map(value, inMin, inMax, outMin, outMax):
    return (outMax - outMin) * (value - inMin) / (inMax - inMin) + outMin


def setAngle(angle):      # make the servo rotate to specific angle (0-180 degrees) 
    angle = max(0, min(180, angle))
    pulse_width = map(angle, 0, 180, SERVO_MIN_PULSE, SERVO_MAX_PULSE)
    pwm = map(pulse_width, 0, 20000, 0, 100)
    p.ChangeDutyCycle(pwm)#map the angle to duty cycle and output it

def doorbell():
    for i in range(1, len(song)):        # Play song 1
        Buzz.ChangeFrequency(song[i])    # Change the frequency along the song note
        time.sleep(beat[i] * 0.25)        # delay a note for beat * 0.25s
    time.sleep(1)                        # Wait a second for next song.

def closedoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
    for i in range(180, -1, -1): #make servo rotate from 180 to 0 deg
        setAngle(i)
        time.sleep(0.001)
    time.sleep(1)
def opendoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
    for i in range(0, 181, 1):   #make servo rotate from 0 to 180 deg
        setAngle(i)     # Write to servo
        time.sleep(0.001)
    time.sleep(1)
    doorbell()
    closedoor()

def loop():
    while True:
        if GPIO.input(pirPin)==GPIO.HIGH:
            opendoor()


def destroy():
    GPIO.cleanup()                     # Release resource
    p.stop()
    Buzz.stop()

if __name__ == '__main__':     # Program start from here
    setup()
    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:  # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be  executed.
        destroy()

Code-Erklärung

def setup():
    global p
    global Buzz                        # Assign a global variable to replace GPIO.PWM
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)       # Numbers GPIOs by physical location
    GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)   # Set ledPin's mode is output
    GPIO.setup(pirPin, GPIO.IN)    # Set sensorPin's mode is input
    GPIO.setup(buzPin, GPIO.OUT)    # Set pins' mode is output
    Buzz = GPIO.PWM(buzPin, 440)    # 440 is initial frequency.
    Buzz.start(50)                    # Start Buzzer pin with 50% duty ration
    GPIO.setup(servoPin, GPIO.OUT)   # Set servoPin's mode is output
    GPIO.output(servoPin, GPIO.LOW)  # Set servoPin to low
    p = GPIO.PWM(servoPin, 50)     # set Frequece to 50Hz
    p.start(0)                     # Duty Cycle = 0

Diese Anweisungen werden verwendet, um die Pins jedes Bauteils zu initialisieren.

def setAngle(angle):      # make the servo rotate to specific angle (0-180 degrees) 
    angle = max(0, min(180, angle))
    pulse_width = map(angle, 0, 180, SERVO_MIN_PULSE, SERVO_MAX_PULSE)
    pwm = map(pulse_width, 0, 20000, 0, 100)
    p.ChangeDutyCycle(pwm)#map the angle to duty cycle and output it

Erstellen Sie eine Funktion namens servowrite, um den Winkel im Servo zwischen 0-180 Grad zu schreiben.

def doorbell():
    for i in range(1,len(song)): # Play song1
        Buzz.ChangeFrequency(song[i]) # Change the frequency along the song note
        time.sleep(beat[i] * 0.25) # delay a note for beat * 0.25s

Erstellen Sie eine Funktion namens doorbell, um dem Summer zu ermöglichen, Musik zu spielen.

def closedoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
    Buzz.ChangeFrequency(1)
    for i in range(180, -1, -1): #make servo rotate from 180 to 0 deg
        setAngle(i)
        time.sleep(0.001)

Schließen Sie die Tür und schalten Sie das Anzeigelicht aus.

def opendoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
    for i in range(0, 181, 1):   #make servo rotate from 0 to 180 deg
        setAngle(i)     # Write to servo
        time.sleep(0.001)
    doorbell()
    closedoor()

Die Funktion opendoor() besteht aus mehreren Teilen: Einschalten des Anzeigelichts, Drehen des Servos (um das Öffnen der Tür zu simulieren), Abspielen der Türklingelmusik des Convenience-Stores und Aufrufen der Funktion closedoor() nach dem Abspielen der Musik.

def loop():
while True:
    if GPIO.input(pirPin)==GPIO.HIGH:
        opendoor()

Wenn der PIR erkennt, dass jemand vorbeigeht, ruft er die Funktion opendoor() auf.

Phänomen-Bild