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.. _4.1.8_py:
4.1.8 Bienvenido
=====================================
Introducción
---------------
En este proyecto, utilizaremos un sensor PIR para detectar el movimiento de
los peatones, y utilizaremos servos, LED y un zumbador para simular el
funcionamiento de la puerta automática de una tienda de conveniencia.
Cuando el peatón aparezca dentro del rango de detección del PIR, se encenderá
la luz indicadora, se abrirá la puerta y el zumbador tocará el timbre de apertura.
Componentes Necesarios
------------------------------
En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.
.. image:: ../img/list_Welcome.png
:align: center
Es muy conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - Nombre
- ELEMENTOS EN ESTE KIT
- ENLACE
* - Kit Raphael
- 337
- |link_Raphael_kit|
También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE
- ENLACE DE COMPRA
* - :ref:`cpn_gpio_extension_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|
Diagrama Esquemático
---------------------------
============== =============== ======== ===
Nombre T-Board cableado físico 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
Procedimientos Experimentales
-------------------------------------
**Paso 1:** Construye el circuito.
.. image:: ../img/image239.png
:align: center
**Paso 2:** Cambia de directorio.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python/
**Paso 3:** Ejecuta.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 4.1.8_Welcome.py
Después de que el código se ejecute, si el sensor PIR detecta que alguien pasa,
la puerta se abrirá automáticamente (simulada por el servo), se encenderá el indicador
y sonará la música del timbre. Después de que la música del timbre suene, el sistema
cerrará automáticamente la puerta y apagará la luz indicadora, esperando la próxima
vez que alguien pase.
Hay dos potenciómetros en el módulo PIR: uno es para ajustar la sensibilidad y el
otro es para ajustar la distancia de detección. Para que el módulo PIR funcione
mejor, debes girar ambos en sentido antihorario hasta el final.
.. image:: ../img/PIR_TTE.png
:width: 400
:align: center
**Código**
.. note::
Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código a continuación. Pero antes de eso, necesitas ir a la ruta del código fuente como ``raphael-kit/python``. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.
.. 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()
**Explicación del Código**
.. 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
Estas declaraciones se utilizan para inicializar los pines de cada componente.
.. 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
Crear una función, setAngle, para escribir el ángulo en el servo que va de 0 a 180 grados.
.. 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
Crear una función, doorbell, para que el zumbador pueda reproducir música.
.. 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)
Cerrar la puerta y apagar la luz indicadora.
.. 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()
La función, ``opendoor()`` consta de varias partes: encender la luz indicadora,
girar el servo (para simular la acción de abrir la puerta), reproducir la música
del timbre de la tienda de conveniencia y llamar a la función ``closedoor()``
después de reproducir la música.
.. code-block:: python
def loop():
while True:
if GPIO.input(pirPin)==GPIO.HIGH:
opendoor()
Cuando el PIR detecta que alguien pasa, llama a la función ``opendoor()``.
Imagen del Fenómeno
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.. image:: ../img/image240.jpeg
:align: center