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2.1.3 Neigungsschalter
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Einführung
------------

Dies ist ein Kugelkippschalter mit einer Metallkugel im Inneren. 
Es wird verwendet, um Neigungen eines kleinen Winkels zu erfassen.

Komponenten
---------------

.. image:: media/list_2.1.3_tilt_switch.png


Prinzip
---------

**Neigung**

Das Prinzip ist sehr einfach. Wenn der Schalter in einem bestimmten Winkel gekippt wird, 
rollt die Kugel im Inneren nach unten und berührt die beiden Kontakte, 
die mit den Pins außen verbunden sind, wodurch Schaltkreise ausgelöst werden. 
Andernfalls bleibt der Ball von den Kontakten fern und unterbricht so die Stromkreise.

.. image:: media/image167.png


Schematische Darstellung
---------------------------------

.. image:: media/image307.png


.. image:: media/image308.png


Experimentelle Verfahren
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Schritt 1: Bauen Sie die Schaltung auf.

.. image:: media/image169.png
    :width: 800



Für Benutzer in C-Sprache
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Schritt 2: Verzeichnis wechseln.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.1.3/

Schritt 3: Kompilieren.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.3_Tilt.c -lwiringPi

Schritt 4: Ausführen.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Wenn Sie die Neigung horizontal platzieren, 
leuchtet die grüne LED auf. 
Wenn Sie es kippen, „Neigung!“ wird auf dem Bildschirm gedruckt und die rote LED leuchtet auf. 
Stellen Sie es wieder horizontal auf und die grüne LED leuchtet wieder auf.

**Code**

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <stdio.h>

    #define TiltPin     0
    #define Gpin        2
    #define Rpin        3

    void LED(char* color)
    {
        pinMode(Gpin, OUTPUT);
        pinMode(Rpin, OUTPUT);
        if (color == "RED")
        {
            digitalWrite(Rpin, HIGH);
            digitalWrite(Gpin, LOW);
        }
        else if (color == "GREEN")
        {
            digitalWrite(Rpin, LOW);
            digitalWrite(Gpin, HIGH);
        }
        else
            printf("LED Error");
    }

    int main(void)
    {
        if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed,print message to screen
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1;
        }

        pinMode(TiltPin, INPUT);
        LED("GREEN");
        
        while(1){
            if(0 == digitalRead(TiltPin)){
                delay(10);
                if(0 == digitalRead(TiltPin)){
                    LED("RED");
                    printf("Tilt!\n");
                    delay(100);
                }
            }
            else if(1 == digitalRead(TiltPin)){
                delay(10);
                if(1 == digitalRead(TiltPin)){
                    LED("GREEN");
                }
            }
        }
        return 0;
    }

**Code Erklärung**

.. code-block:: c

    void LED(char* color)
    {
        pinMode(Gpin, OUTPUT);
        pinMode(Rpin, OUTPUT);
        if (color == "RED")
        {
            digitalWrite(Rpin, HIGH);
            digitalWrite(Gpin, LOW);
        }
        else if (color == "GREEN")
        {
            digitalWrite(Rpin, LOW);
            digitalWrite(Gpin, HIGH);
        }
        else
            printf("LED Error");
    }

Definieren Sie eine Funktions- ``LED()`` , um die beiden LEDs ein- oder auszuschalten. Wenn die Parameterfarbe ROT ist, leuchtet die rote LED auf. Wenn die Parameterfarbe GRÜN ist, leuchtet die grüne LED ebenfalls auf.

.. code-block:: c

    while(1){
            if(0 == digitalRead(TiltPin)){
                delay(10);
                if(0 == digitalRead(TiltPin)){
                    LED("RED");
                    printf("Tilt!\n");
                }
            }
            else if(1 == digitalRead(TiltPin)){
                delay(10);
                if(1 == digitalRead(TiltPin)){
                    LED("GREEN");
                }
            }
        }

Wenn der Lesewert des Neigungsschalters 0 ist, bedeutet dies, dass der Neigungsschalter gekippt ist. Dann schreiben Sie den Parameter „ROT“ in die Funktions-LED, damit die rote LED aufleuchtet. Andernfalls leuchtet die grüne LED.

Für Python-Sprachbenutzer
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Schritt 2: Verzeichnis wechseln.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

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

Schritt 3: Ausführen.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo python3 2.1.3_Tilt.py

Wenn Sie die Neigung horizontal platzieren, 
leuchtet die grüne LED auf. 
Wenn Sie es kippen, „Neigung!“ wird auf dem Bildschirm gedruckt und die rote LED leuchtet auf. 
Stellen Sie es wieder horizontal auf und die grüne LED leuchtet auf.

**Code**


.. note::

    Sie können den folgenden Code **Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen** . Zuvor müssen Sie jedoch zu einem Quellcodepfad wie ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python`` gehen.


.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    import RPi.GPIO as GPIO
    import time

    dhtPin = 17

    GPIO.setmode(GPIO.BCM)

    MAX_UNCHANGE_COUNT = 100

    STATE_INIT_PULL_DOWN = 1
    STATE_INIT_PULL_UP = 2
    STATE_DATA_FIRST_PULL_DOWN = 3
    STATE_DATA_PULL_UP = 4
    STATE_DATA_PULL_DOWN = 5

    def readDht11():
        GPIO.setup(dhtPin, GPIO.OUT)
        GPIO.output(dhtPin, GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.05)
        GPIO.output(dhtPin, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.02)
        GPIO.setup(dhtPin, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)

        unchanged_count = 0
        last = -1
        data = []
        while True:
            current = GPIO.input(dhtPin)
            data.append(current)
            if last != current:
                unchanged_count = 0
                last = current
            else:
                unchanged_count += 1
                if unchanged_count > MAX_UNCHANGE_COUNT:
                    break

        state = STATE_INIT_PULL_DOWN

        lengths = []
        current_length = 0

        for current in data:
            current_length += 1

            if state == STATE_INIT_PULL_DOWN:
                if current == GPIO.LOW:
                    state = STATE_INIT_PULL_UP
                else:
                    continue
            if state == STATE_INIT_PULL_UP:
                if current == GPIO.HIGH:
                    state = STATE_DATA_FIRST_PULL_DOWN
                else:
                    continue
            if state == STATE_DATA_FIRST_PULL_DOWN:
                if current == GPIO.LOW:
                    state = STATE_DATA_PULL_UP
                else:
                    continue
            if state == STATE_DATA_PULL_UP:
                if current == GPIO.HIGH:
                    current_length = 0
                    state = STATE_DATA_PULL_DOWN
                else:
                    continue
            if state == STATE_DATA_PULL_DOWN:
                if current == GPIO.LOW:
                    lengths.append(current_length)
                    state = STATE_DATA_PULL_UP
                else:
                    continue
        if len(lengths) != 40:
            #print ("Data not good, skip")
            return False

        shortest_pull_up = min(lengths)
        longest_pull_up = max(lengths)
        halfway = (longest_pull_up + shortest_pull_up) / 2
        bits = []
        the_bytes = []
        byte = 0

        for length in lengths:
            bit = 0
            if length > halfway:
                bit = 1
            bits.append(bit)
        #print ("bits: %s, length: %d" % (bits, len(bits)))
        for i in range(0, len(bits)):
            byte = byte << 1
            if (bits[i]):
                byte = byte | 1
            else:
                byte = byte | 0
            if ((i + 1) % 8 == 0):
                the_bytes.append(byte)
                byte = 0
        #print (the_bytes)
        checksum = (the_bytes[0] + the_bytes[1] + the_bytes[2] + the_bytes[3]) & 0xFF
        if the_bytes[4] != checksum:
            #print ("Data not good, skip")
            return False

        return the_bytes[0], the_bytes[2]

    def main():

        while True:
            result = readDht11()
            if result:
                humidity, temperature = result
                print ("humidity: %s %%,  Temperature: %s C`" % (humidity, temperature))
            time.sleep(1)

    def destroy():
        GPIO.cleanup()

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

**Code Erklärung**

.. code-block:: python

    GPIO.add_event_detect(TiltPin, GPIO.BOTH, callback=detect, bouncetime=200)

Richten Sie eine Erkennung auf TiltPin und eine Rückruffunktion zur Erkennung ein.

.. code-block:: python

    def Led(x):
        if x == 0:
            GPIO.output(Rpin, 1)
            GPIO.output(Gpin, 0)
        if x == 1:
            GPIO.output(Rpin, 0)
            GPIO.output(Gpin, 1)

Definieren Sie eine Funktion ``Led()`` , um die beiden LEDs ein- oder auszuschalten. 
Wenn x = 0 ist, leuchtet die rote LED auf. Andernfalls leuchtet die grüne LED.

.. code-block:: python

    def Print(x):
        if x == 0:
            print ('    *************')
            print ('    *   Tilt!   *')
            print ('    *************')

Erstellen Sie eine Funktion, ``Print()`` , um die obigen Zeichen auf dem Bildschirm zu drucken.

.. code-block:: python

    def detect(chn):
        Led(GPIO.input(TiltPin))
        Print(GPIO.input(TiltPin))

Definieren Sie eine Rückruffunktion für den Neigungsrückruf. 
Holen Sie sich den Lesewert des Neigungsschalters, 
dann steuert die Funktion ``LED()`` das Ein- oder Ausschalten der beiden LEDs, 
abhängig vom Lesewert des Neigungsschalters.

Phänomen Bild
------------------

.. image:: media/image170.jpeg