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.. _4.1.8_py:
4.1.8 Willkommen
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Einführung
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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
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Für dieses Projekt benötigen wir folgende Komponenten.
.. image:: ../img/list_Welcome.png
:align: center
Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - Name
- ARTIKEL IN DIESEM KIT
- LINK
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
Sie können diese auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - KOMPONENTENBESCHREIBUNG
- KAUF-LINK
* - :ref:`cpn_gpio_board`
- |link_gpio_board_buy|
* - :ref:`cpn_breadboard`
- |link_breadboard_buy|
* - :ref:`cpn_wires`
- |link_wires_buy|
* - :ref:`cpn_resistor`
- |link_resistor_buy|
* - :ref:`cpn_led`
- |link_led_buy|
* - :ref:`cpn_pir`
- \-
* - :ref:`cpn_servo`
- |link_servo_buy|
* - :ref:`cpn_Buzzer`
- |link_passive_buzzer_buy|
* - :ref:`cpn_transistor`
- |link_transistor_buy|
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
============ ======== ======== ===
.. image:: ../img/Schematic_three_one2.png
:align: center
Experimentelle Verfahren
-------------------------
**Schritt 1:** Schaltung aufbauen.
.. image:: ../img/image239.png
:align: center
**Schritt 2:** Verzeichnis wechseln.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python/
**Schritt 3:** Ausführen.
.. raw:: html
.. code-block::
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.
.. image:: ../img/PIR_TTE.png
:width: 400
:align: center
**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.
.. raw:: html
.. code-block:: python
#!/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**
.. code-block:: python
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.
.. code-block:: python
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.
.. code-block:: python
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.
.. code-block:: python
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.
.. code-block:: python
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.
.. code-block:: python
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
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.. image:: ../img/image240.jpeg
:align: center