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3.1.3 Alarma de Reversa

Introducción

En este proyecto, utilizaremos una pantalla LCD, un zumbador y sensores ultrasónicos para crear un sistema de asistencia para reversa. Podemos colocarlo en un vehículo a control remoto para simular el proceso real de estacionar en reversa dentro de un garaje.

Componentes necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

../_images/4.1.9_reversing_alarm_list.png

Diagrama esquemático

El sensor ultrasónico detecta la distancia entre él y el obstáculo y muestra esa información en el LCD en forma de código. Al mismo tiempo, el sensor ultrasónico hace que el zumbador emita un sonido de advertencia cuya frecuencia varía según la distancia detectada.

T-Board Name

physical

wiringPi

BCM

GPIO23

Pin 16

4

23

GPIO24

Pin 18

5

24

GPIO17

Pin 11

0

17

SDA1

Pin 3

SCL1

Pin 5

../_images/4.1.9_reversing_alarm_schematic.png

Procedimientos experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/4.1.9_reversing_alarm_circuit.png

Paso 2: Cambia al directorio del código.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

Paso 3: Ejecuta el programa.

sudo python3 3.1.3_ReversingAlarm.py

Mientras el código se ejecuta, el módulo de sensor ultrasónico detecta la distancia al obstáculo y luego muestra la información sobre la distancia en el LCD1602; además, el zumbador emite un tono de advertencia cuya frecuencia cambia según la distancia.

Nota

  • Si obtienes el error FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', consulta Configuración de I2C para habilitar el I2C.

  • Si aparece el error ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2', ejecuta sudo pip3 install smbus2.

  • Si ves el error OSError: [Errno 121] Remote I/O error, significa que el módulo está mal conectado o está dañado.

  • Si el código y las conexiones son correctos, pero la pantalla LCD aún no muestra contenido, puedes girar el potenciómetro en la parte posterior para aumentar el contraste.

Advertencia

Si aparece el mensaje de error RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Si gpiozero no funciona.

Código

Nota

Puedes Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener el código a continuación. Pero antes, debes ir a la ruta del código fuente como raphael-kit/python-pi5. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

#!/usr/bin/env python3
import LCD1602
import time
from gpiozero import DistanceSensor, Buzzer

# Inicializar el sensor ultrasónico con pines GPIO
sensor = DistanceSensor(echo=24, trigger=23)  # Echo en GPIO 24, Trigger en GPIO 23

# Inicializar el zumbador conectado al pin GPIO 17
buzzer = Buzzer(17)

def lcdsetup():
    # Configura la pantalla LCD con la dirección I2C y enciende la luz de fondo
    LCD1602.init(0x27, 1)  # 0x27 es la dirección I2C de la LCD
    LCD1602.clear()  # Limpia la pantalla LCD
    # Muestra mensajes de inicio en la LCD
    LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting')
    LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
    time.sleep(2)  # Espera 2 segundos

def distance():
    # Calcula y devuelve la distancia medida por el sensor
    dis = sensor.distance * 100  # Convierte la distancia a centímetros
    print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis))  # Imprime la distancia con dos decimales
    time.sleep(0.3)  # Espera 0.3 segundos antes de la siguiente medición
    return dis

def loop():
    # Mide la distancia continuamente y actualiza la LCD y el zumbador
    while True:
        dis = distance()  # Obtiene la distancia actual
        # Muestra la distancia y maneja las alertas según la distancia
        if dis > 400:  # Verifica si la distancia está fuera de rango
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Error')
            LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
            time.sleep(0.5)
        else:
            # Muestra la distancia actual en la LCD
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
            LCD1602.write(5, 1, str(round(dis, 2)) + ' cm')
            # Ajusta la frecuencia del zumbador según la distancia
            if dis >= 50:
                time.sleep(0.5)
            elif 20 < dis < 50:
                # Distancia media: frecuencia media del zumbador
                for _ in range(2):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.2)
            elif dis <= 20:
                # Distancia cercana: alta frecuencia del zumbador
                for _ in range(5):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.05)

try:
    lcdsetup()  # Configura la pantalla LCD
    loop()      # Inicia el bucle de medición
except KeyboardInterrupt:
    # Apaga el zumbador y limpia la LCD en caso de interrupción (e.g., Ctrl+C)
    buzzer.off()
LCD1602.clear()

Explicación del Código

  1. Este script utiliza varias bibliotecas para su funcionamiento. La biblioteca LCD1602 gestiona la pantalla LCD, mientras que time proporciona funciones relacionadas con el tiempo. La biblioteca gpiozero es esencial para las interacciones con los pines GPIO en la Raspberry Pi, especialmente para operar el DistanceSensor y el Buzzer.

    #!/usr/bin/env python3
    import LCD1602
    import time
    from gpiozero import DistanceSensor, Buzzer
    
  2. El sensor ultrasónico se configura con sus pines de eco y disparo conectados a los pines GPIO 24 y 23, respectivamente. Además, un zumbador está conectado al pin GPIO 17.

    # Inicializar el sensor ultrasónico con los pines GPIO
    sensor = DistanceSensor(echo=24, trigger=23)  # Echo en GPIO 24, Trigger en GPIO 23
    
    # Inicializar el zumbador conectado al pin GPIO 17
    buzzer = Buzzer(17)
    
  3. La inicialización de la pantalla LCD incluye limpiarla y mostrar un mensaje de inicio.

    def lcdsetup():
        # Configura la pantalla LCD con la dirección I2C y enciende la luz de fondo
        LCD1602.init(0x27, 1)  # 0x27 es la dirección I2C de la LCD
        LCD1602.clear()  # Limpia la pantalla LCD
        # Muestra mensajes de inicio en la LCD
        LCD1602.write(0, 0, 'Iniciando Ultrasonico')
        LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
        time.sleep(2)  # Espera 2 segundos
    
  4. La función distance calcula la distancia medida por el sensor ultrasónico y la muestra, devolviendo el valor en centímetros.

    def distance():
        # Calcula y devuelve la distancia medida por el sensor
        dis = sensor.distance * 100  # Convierte la distancia a centímetros
        print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis))  # Imprime la distancia con dos decimales
        time.sleep(0.3)  # Espera 0.3 segundos antes de la siguiente medición
        return dis
    
  5. El bucle principal mide continuamente la distancia, actualizando tanto la LCD como el zumbador. Maneja diferentes rangos de distancia con acciones específicas, como mostrar mensajes de error o variar las frecuencias del zumbador según la distancia medida.

    def loop():
        # Mide la distancia continuamente y actualiza la LCD y el zumbador
        while True:
            dis = distance()  # Obtiene la distancia actual
            # Muestra la distancia y maneja las alertas según la distancia
            if dis > 400:  # Verifica si la distancia está fuera de rango
                LCD1602.clear()
                LCD1602.write(0, 0, 'Error')
                LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
                time.sleep(0.5)
            else:
                # Muestra la distancia actual en la LCD
                LCD1602.clear()
                LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
                LCD1602.write(5, 1, str(round(dis, 2)) + ' cm')
                # Ajusta la frecuencia del zumbador según la distancia
                if dis >= 50:
                    time.sleep(0.5)
                elif 20 < dis < 50:
                    # Distancia media: frecuencia media del zumbador
                    for _ in range(2):
                        buzzer.on()
                        time.sleep(0.05)
                        buzzer.off()
                        time.sleep(0.2)
                elif dis <= 20:
                    # Distancia cercana: alta frecuencia del zumbador
                    for _ in range(5):
                        buzzer.on()
                        time.sleep(0.05)
                        buzzer.off()
                        time.sleep(0.05)
    
  6. Al ejecutarse, el script configura la LCD e ingresa al bucle principal. Puede ser interrumpido con un comando de teclado (Ctrl+C), lo que apaga el zumbador y limpia la pantalla LCD.

    try:
        lcdsetup()  # Configura la pantalla LCD
        loop()      # Inicia el bucle de medición
    except KeyboardInterrupt:
        # Apaga el zumbador y limpia la LCD en caso de interrupción del usuario (e.g., Ctrl+C)
        buzzer.off()
        LCD1602.clear()