.. note::

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3.1.10 Alarme Sonore
=====================

Introduction
-----------------

Dans ce cours, nous allons créer un dispositif d'alarme manuel. Vous pouvez 
remplacer l'interrupteur à bascule par un thermistor ou un capteur photosensible 
pour en faire une alarme de température ou une alarme de lumière.

Composants
-----------------

.. image:: img/list_Alarm_Bell.png
    :align: center

Schéma de câblage
---------------------------

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

.. image:: img/Schematic_three_one10.png
   :align: center

Procédures expérimentales
--------------------------------

**Étape 1** : Construisez le circuit.

.. image:: img/image266.png
   :width: 800

**Pour les utilisateurs du langage C**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Étape 2** : Changez de répertoire.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.10/

**Étape 3** : Compilez.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 3.1.10_AlarmBell.c -lwiringPi -lpthread

**Étape 4** : Exécutez.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Après le démarrage du programme, l'interrupteur à bascule sera basculé vers la 
droite, et le buzzer émettra des sons d'alarme. En même temps, les LEDs rouge 
et verte clignoteront à une certaine fréquence.

.. note::

    Si cela ne fonctionne pas après l'exécution ou si un message d'erreur apparaît : \"wiringPi.h: No such file or directory\", veuillez vous référer à :ref:`C code is not working?`.


**Explication du code**

.. code-block:: c

    #include <pthread.h>

Dans ce code, vous utiliserez une nouvelle bibliothèque, pthread.h, qui est un 
ensemble de bibliothèques de threads courantes permettant de réaliser le 
multithreading. Nous ajoutons le paramètre **-lpthread** lors de la compilation 
pour que les LED et le buzzer puissent fonctionner indépendamment.

.. code-block:: c

    void *ledWork(void *arg){       
        while(1)    
        {   
            if(flag==0){
                pthread_exit(NULL);
            }
            digitalWrite(ALedPin,HIGH);
            delay(500);
            digitalWrite(ALedPin,LOW);
            digitalWrite(BLedPin,HIGH);
            delay(500);
            digitalWrite(BLedPin,LOW);
        }
    }

La fonction ledWork() permet de définir l'état de fonctionnement des 2 LEDs : la 
LED verte reste allumée pendant 0,5s puis s'éteint ; de même, la LED rouge s'allume 
pendant 0,5s puis s'éteint.

.. code-block:: c

    void *buzzWork(void *arg){
        while(1)
        {
            if(flag==0){
                pthread_exit(NULL);
            }
            if((note>=800)||(note<=130)){
                pitch = -pitch;
            }
            note=note+pitch;
            softToneWrite(BeepPin,note);
            delay(10);
        }
    }

La fonction buzzWork() sert à configurer l'état de fonctionnement du buzzer. 
Ici, nous définissons la fréquence entre 130 et 800, en l'augmentant ou la 
diminuant par intervalles de 20.

.. code-block:: c

    void on(){
        flag = 1;
        if(softToneCreate(BeepPin) == -1){
            printf("setup softTone failed !");
            return; 
        }    
        pthread_t tLed;     
        pthread_create(&tLed,NULL,ledWork,NULL);    
        pthread_t tBuzz;  
        pthread_create(&tBuzz,NULL,buzzWork,NULL);      
    }

Dans la fonction on() :

1) Définir le marqueur \"flag=1\", indiquant la fin du contrôle du thread.

2) Créer un pin de tonalité contrôlé par logiciel **BeepPin**.

3) Créer deux threads séparés pour que les LEDs et le buzzer puissent fonctionner simultanément.

**pthread_t tLed:** Déclare un thread **tLed**.

**pthread_create(&tLed,NULL,ledWork,NULL) :** Créez le thread avec le prototype suivant :

int pthread_create(pthread_t \*restrict tidp, const pthread_attr_t \*restrict_attr, void*（*start_rtn)(void*), void \*restrict arg);

**Valeur de retour**

Si la création est réussie, retourne \"**0**\" ; sinon, retourne le **numéro d'erreur** \"**-1**\".

**Paramètres**

| Le premier paramètre est un pointeur vers l'identifiant du thread.
| Le deuxième paramètre est utilisé pour définir l'attribut du thread.
| Le troisième paramètre est l'adresse de départ de la fonction de thread.
| Le dernier paramètre est l'argument passé à la fonction.

.. code-block:: c

    void off(){
        flag = 0;
        softToneStop(BeepPin);
        digitalWrite(ALedPin,LOW);
        digitalWrite(BLedPin,LOW);
    }

La fonction off() définit \"flag=0\" pour arrêter les threads **ledWork** et 
**buzzWork**, puis désactive le buzzer et les LEDs.

.. code-block:: c

    int main(){       
        setup(); 
        int lastState = 0;
        while(1){
            int currentState = digitalRead(switchPin);
            if ((currentState == 1)&&(lastState==0)){
                on();
            }
            else if((currentState == 0)&&(lastState==1)){
                off();
            }
            lastState=currentState;
        }
        return 0;
    }

La fonction main() contient l'ensemble du processus du programme : elle lit 
d'abord la valeur de l'interrupteur à bascule ; si celui-ci est basculé vers 
la droite (lecture à 1), la fonction on() est appelée, le buzzer émet des sons 
et les LEDs rouge et verte clignotent. Sinon, le buzzer et les LEDs restent éteints.

**Pour les utilisateurs de Python**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Étape 2 :** Changez de répertoire.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python/

**Étape 3 :** Exécutez.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 3.1.10_AlarmBell.py

Après le démarrage du programme, l'interrupteur à bascule sera positionné à 
droite, et le buzzer émettra des sons d'alarme. En même temps, les LEDs rouge 
et verte clignoteront à une certaine fréquence.

**Code**

.. note::

    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez vous rendre dans le chemin source du code comme ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``.
    
.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    import RPi.GPIO as GPIO
    import time
    import threading

    BeepPin=22
    ALedPin=17
    BLedPin=27
    switchPin=18

    Buzz=0
    flag =0
    note=150
    pitch=20

    def setup():
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(BeepPin, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(ALedPin,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(BLedPin,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(switchPin,GPIO.IN)
        global Buzz
        Buzz=GPIO.PWM(BeepPin,note)

    def ledWork():
        while flag:
            GPIO.output(ALedPin,GPIO.HIGH)
            time.sleep(0.5)
            GPIO.output(ALedPin,GPIO.LOW)
            GPIO.output(BLedPin,GPIO.HIGH)
            time.sleep(0.5)
            GPIO.output(BLedPin,GPIO.LOW)

    def buzzerWork():
        global pitch
        global note
        while flag:
            if note >= 800 or note <=130:
                pitch = -pitch
            note = note + pitch 
            Buzz.ChangeFrequency(note)
            time.sleep(0.01)


    def on():
        global flag
        flag = 1
        Buzz.start(50)
        tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork) 
        tBuzz.start()
        tLed = threading.Thread(target=ledWork) 
        tLed.start()    

    def off():
        global flag
        flag = 0
        Buzz.stop()
        GPIO.output(ALedPin,GPIO.LOW)
        GPIO.output(BLedPin,GPIO.LOW)      


    def main():
        lastState=0
        while True:
            currentState =GPIO.input(switchPin)
            if currentState == 1 and lastState == 0:
                on()
            elif currentState == 0 and lastState == 1:
                off()
            lastState=currentState


    def destroy():
        off()
        GPIO.cleanup()


    if __name__ == '__main__':
        setup()
        try:
            main()
        except KeyboardInterrupt:
            destroy()

**Explication du Code**

.. code-block:: python

    import threading

Ici, nous importons le module **Threading** qui permet d'exécuter plusieurs 
tâches simultanément, tandis que les programmes normaux ne peuvent exécuter 
le code que de haut en bas. Avec les modules **Threading**, les LED et le 
buzzer peuvent fonctionner indépendamment.

.. code-block:: python

    def ledWork():
        while flag:
            GPIO.output(ALedPin,GPIO.HIGH)
            time.sleep(0.5)
            GPIO.output(ALedPin,GPIO.LOW)
            GPIO.output(BLedPin,GPIO.HIGH)
            time.sleep(0.5)
            GPIO.output(BLedPin,GPIO.LOW)

La fonction ledWork() permet de régler l'état de fonctionnement des 2 LEDs : 
elle maintient la LED verte allumée pendant 0,5s puis l'éteint ; de même, la LED 
rouge s'allume pendant 0,5s puis s'éteint.

.. code-block:: python

    def buzzerWork():
        global pitch
        global note
        while flag:
            if note >= 800 or note <=130:
                pitch = -pitch
            note = note + pitch 
            Buzz.ChangeFrequency(note)
            time.sleep(0.01)

La fonction buzzWork() sert à régler l'état de fonctionnement du buzzer. Ici, 
la fréquence est réglée entre 130 et 800, augmentant ou diminuant par intervalles de 20.

.. code-block:: python

    def on():
        global flag
        flag = 1
        Buzz.start(50)
        tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork) 
        tBuzz.start()
        tLed = threading.Thread(target=ledWork) 
        tLed.start()  

Dans la fonction on() :

1) Définissez le marqueur \"flag=1\", indiquant le démarrage du thread de contrôle.

2) Lancez Buzz et définissez le cycle de service à 50 %.

3) Créez **2** threads séparés pour que la LED et le buzzer puissent fonctionner 
   en même temps.

   tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork) **:** Créez le thread avec le 
   prototype suivant :


class threading.Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}, \*, daemon=None)

Parmi les méthodes de construction, le principal paramètre est **target**, auquel 
nous devons assigner un objet exécutable (ici, les fonctions **ledWork** et **BuzzWork**).

Ensuite, on appelle **start()** pour lancer l'objet thread, ex., tBuzz.start() est 
utilisé pour démarrer le thread tBuzz nouvellement créé.

.. code-block:: python

    def off():
        global flag
        flag = 0
        Buzz.stop()
        GPIO.output(ALedPin,GPIO.LOW)
        GPIO.output(BLedPin,GPIO.LOW)

La fonction off() définit \"flag=0\" pour arrêter les threads **ledWork** et
 **BuzzWork**, puis désactive le buzzer et les LEDs.

.. code-block:: python

    def main():
        lastState=0
        while True:
            currentState =GPIO.input(switchPin)
            if currentState == 1 and lastState == 0:
                on()
            elif currentState == 0 and lastState == 1:
                off()
            lastState=currentState

La fonction main() contient tout le processus du programme : elle lit d'abord la 
valeur de l'interrupteur à bascule ; si celui-ci est basculé vers la droite 
(lecture à 1), la fonction on() est appelée, entraînant l'activation du buzzer 
et le clignotement des LEDs rouge et verte. Sinon, le buzzer et les LEDs restent 
inactifs.

Image illustrant le phénomène
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.. image:: img/image267.jpeg
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