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3.1.3 Alarme de Recul

Introduction

Dans ce projet, nous allons utiliser un écran LCD, un buzzer et des capteurs ultrasoniques pour créer un système d’assistance au stationnement en marche arrière. Nous pourrons le placer sur un véhicule télécommandé pour simuler le processus réel de recul d’une voiture dans un garage.

Composants Nécessaires

Pour ce projet, nous aurons besoin des composants suivants :

../_images/4.1.9_reversing_alarm_list.png

Schéma de Câblage

Le capteur ultrasonique détecte la distance entre lui-même et l’obstacle, qui sera affichée sur l’écran LCD sous forme de valeur numérique. Simultanément, le capteur active le buzzer, émettant des sons d’alerte de fréquences différentes selon la valeur de la distance.

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

Procédures Expérimentales

Étape 1 : Montez le circuit.

../_images/4.1.9_reversing_alarm_circuit.png

Étape 2 : Changez le répertoire.

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

Étape 3 : Exécutez le programme.

sudo python3 3.1.3_ReversingAlarm.py

Lorsque le programme s’exécute, le module de capteur ultrasonique détecte la distance jusqu’à l’obstacle, affiche l’information sur l’écran LCD1602 et émet des tonalités d’avertissement dont la fréquence varie en fonction de la distance détectée.

Note

Si vous recevez l’erreur FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', veuillez consulter Configuration I²C pour activer l’I2C.
Si vous recevez l’erreur ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2', exécutez la commande sudo apt install python3-smbus2.
Si l’erreur OSError: [Errno 121] Remote I/O error apparaît, cela signifie que le module est mal câblé ou qu’il est défectueux.
Si le code et le câblage sont corrects, mais que l’écran LCD n’affiche toujours pas de contenu, vous pouvez tourner le potentiomètre à l’arrière pour augmenter le contraste.

Avertissement

Si un message d’erreur du type RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address apparaît, veuillez vous référer à Si gpiozero ne fonctionne pas..

Code

Note

Vous pouvez modifier/réinitialiser/copier/exécuter/arrêter le code ci-dessous. Cependant, avant cela, assurez-vous d’être dans le répertoire source comme davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5. Après modification, vous pouvez exécuter le code pour observer les résultats.

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

# Initialisation du capteur ultrasonique avec les broches GPIO
sensor = DistanceSensor(echo=24, trigger=23)  # Broche Echo : GPIO 24, Broche Trigger : GPIO 23

# Initialisation du buzzer connecté à la broche GPIO 17
buzzer = Buzzer(17)

def lcdsetup():
    # Initialisation de l'écran LCD avec l'adresse I2C et activation du rétroéclairage
    LCD1602.init(0x27, 1)  # 0x27 est l'adresse I2C de l'écran LCD
    LCD1602.clear()  # Effacer l'écran LCD
    # Affichage des messages de démarrage sur l'écran LCD
    LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting')
    LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
    time.sleep(2)  # Attendre 2 secondes

def distance():
    # Calculer et retourner la distance mesurée par le capteur
    dis = sensor.distance * 100  # Convertir la distance en centimètres
    print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis))  # Afficher la distance avec deux décimales
    time.sleep(0.3)  # Attendre 0,3 seconde avant la prochaine mesure
    return dis

def loop():
    # Mesurer la distance en continu et mettre à jour l'écran LCD et le buzzer
    while True:
        dis = distance()  # Obtenir la distance actuelle
        # Afficher la distance et gérer les alertes en fonction de celle-ci
        if dis > 400:  # Vérifier si la distance est hors de portée
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Error')
            LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
            time.sleep(0.5)
        else:
            # Afficher la distance actuelle sur l'écran LCD
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
            LCD1602.write(5, 1, str(round(dis, 2)) + ' cm')
            # Ajuster la fréquence du buzzer en fonction de la distance
            if dis >= 50:
                time.sleep(0.5)
            elif 20 < dis < 50:
                # Distance moyenne : fréquence moyenne du buzzer
                for _ in range(2):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.2)
            elif dis <= 20:
                # Distance proche : fréquence élevée du buzzer
                for _ in range(5):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.05)

try:
    lcdsetup()  # Configurer l'écran LCD
    loop()      # Démarrer la boucle de mesure
except KeyboardInterrupt:
    # Éteindre le buzzer et effacer l'écran LCD en cas d'interruption par l'utilisateur (ex. Ctrl+C)
    buzzer.off()
LCD1602.clear()

Explication du Code

Ce script utilise plusieurs bibliothèques pour son bon fonctionnement. La bibliothèque LCD1602 gère l’affichage de l’écran LCD, tandis que time fournit les fonctions liées au temps. La bibliothèque gpiozero est essentielle pour les interactions avec les broches GPIO du Raspberry Pi, en particulier pour contrôler le capteur de distance et le buzzer.
```
#!/usr/bin/env python3
import LCD1602
import time
from gpiozero import DistanceSensor, Buzzer
```

Le capteur ultrasonique est configuré avec ses broches Echo et Trigger connectées respectivement aux broches GPIO 24 et 23. De plus, un buzzer est connecté à la broche GPIO 17.

# Initialisation du capteur ultrasonique avec les broches GPIO
sensor = DistanceSensor(echo=24, trigger=23)  # Broche Echo : GPIO 24, Broche Trigger : GPIO 23

# Initialisation du buzzer connecté à la broche GPIO 17
buzzer = Buzzer(17)

L’initialisation de l’écran LCD consiste à le configurer, à effacer l’affichage et à afficher un message de démarrage.

def lcdsetup():
    # Initialisation de l'écran LCD avec l'adresse I2C et activation du rétroéclairage
    LCD1602.init(0x27, 1)  # 0x27 est l'adresse I2C de l'écran LCD
    LCD1602.clear()  # Effacer l'écran LCD
    # Affichage des messages de démarrage sur l'écran LCD
    LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting')
    LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
    time.sleep(2)  # Attendre 2 secondes

La fonction distance calcule la distance mesurée par le capteur ultrasonique et l’affiche, puis retourne la valeur en centimètres.

def distance():
    # Calculer et retourner la distance mesurée par le capteur
    dis = sensor.distance * 100  # Convertir la distance en centimètres
    print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis))  # Afficher la distance avec deux décimales
    time.sleep(0.3)  # Attendre 0,3 seconde avant la prochaine mesure
    return dis

La boucle principale mesure continuellement la distance, met à jour l’écran LCD et le buzzer. Elle gère les différentes plages de distance avec des actions spécifiques, comme l’affichage de messages d’erreur ou la variation de la fréquence du buzzer en fonction de la distance mesurée.

def loop():
    # Mesurer continuellement la distance et mettre à jour l'écran LCD et le buzzer
    while True:
        dis = distance()  # Obtenir la distance actuelle
        # Afficher la distance et gérer les alertes en fonction de celle-ci
        if dis > 400:  # Vérifier si la distance est hors de portée
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Error')
            LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
            time.sleep(0.5)
        else:
            # Afficher la distance actuelle sur l'écran LCD
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
            LCD1602.write(5, 1, str(round(dis, 2)) + ' cm')
            # Ajuster la fréquence du buzzer en fonction de la distance
            if dis >= 50:
                time.sleep(0.5)
            elif 20 < dis < 50:
                # Distance moyenne : fréquence moyenne du buzzer
                for _ in range(2):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.2)
            elif dis <= 20:
                # Distance proche : fréquence élevée du buzzer
                for _ in range(5):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.05)

Lors de l’exécution, le script initialise l’écran LCD et entre dans la boucle principale. Il peut être interrompu par une commande clavier (Ctrl+C), ce qui éteint le buzzer et efface l’écran LCD.

try:
    lcdsetup()  # Configurer l'écran LCD
    loop()      # Démarrer la boucle de mesure
except KeyboardInterrupt:
    # Éteindre le buzzer et effacer l'écran LCD en cas d'interruption par l'utilisateur (ex. Ctrl+C)
    buzzer.off()
    LCD1602.clear()