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3.1.2 Benvenuto

Introduzione

In questo progetto utilizzeremo il sensore PIR per rilevare il movimento dei pedoni e impiegheremo servo, LED e cicalino per simulare il funzionamento della porta sensore di un negozio. Quando un pedone entra nell’area di rilevamento del PIR, la luce indicatrice si accenderà, la porta si aprirà e il cicalino suonerà una campanella di benvenuto.

Componenti

_images/list_Welcome.png

Schema a Blocchi

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

_images/Schematic_three_one2.png

Procedure Sperimentali

Passo 1: Costruisci il circuito.

_images/image239.png

Per Utenti di Linguaggio C

Passo 2: Cambia la directory.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.2/

Passo 3: Compila.

gcc 3.1.2_Welcome.c -lwiringPi

Passo 4: Esegui.

sudo ./a.out

Dopo l’esecuzione del codice, se il sensore PIR rileva una persona, la porta si aprirà automaticamente (simulata dal servo), si accenderà l’indicatore e suonerà la campanella. Dopo aver suonato, il sistema chiuderà automaticamente la porta e spegnerà la luce, in attesa del passaggio successivo.

Sul modulo PIR sono presenti due potenziometri: uno per regolare la sensibilità e l’altro per la distanza di rilevamento. Per un funzionamento ottimale, ruotali entrambi in senso antiorario fino alla fine.

Nota

Se il codice non funziona o compare un messaggio di errore: "wiringPi.h: No such file or directory", consulta Il codice C non funziona?.

Spiegazione del Codice

void setAngle(int pin, int angle){    //Crea una funzione per controllare l'angolo del servo.
    if(angle < 0)
        angle = 0;
    if(angle > 180)
        angle = 180;
    softPwmWrite(pin,Map(angle, 0, 180, 5, 25));
}

Crea una funzione, setAngle, per impostare l’angolo del servo tra 0 e 180 gradi.

void doorbell(){
for(int i=0;i<sizeof(song)/4;i++){
        softToneWrite(BuzPin, song[i]);
        delay(beat[i] * 250);
    }

Crea una funzione doorbell per far suonare il cicalino.

void closedoor(){
digitalWrite(ledPin, LOW);   //spegni il LED
for(int i=180;i>-1;i--){  //fai ruotare il servo dall'angolo massimo all'angolo minimo
    setAngle(servoPin,i);
    delay(1);
    }
}

Crea una funzione closedoor per simulare la chiusura della porta, spegnere il LED e far ruotare il servo da 180 a 0 gradi.

void opendoor(){
    digitalWrite(ledPin, HIGH);   //accendi il LED
    for(int i=0;i<181;i++){  //fai ruotare il servo dall'angolo minimo all'angolo massimo
        setAngle(servoPin,i);
        delay(1);
    }
    doorbell();
    closedoor();
}

La funzione opendoor() comprende diverse parti: accende la luce indicatrice, ruota il servo (simulando l’apertura della porta), suona la campanella e richiama la funzione closedoor() dopo il suono.

    int main(void)
{
    if(wiringPiSetup() == -1){ //in caso di fallimento nella configurazione di wiringPi, stampa un messaggio a schermo
        printf("setup wiringPi failed !");
        return 1;
    }
    if(softToneCreate(BuzPin) == -1){
        printf("setup softTone failed !");
        return 1;
......

Nella funzione main(), inizializza la libreria wiringPi e configura softTone; poi imposta ledPin come uscita e pirPin come ingresso. Se il sensore PIR rileva il passaggio di una persona, viene chiamata la funzione opendoor per simulare l’apertura della porta.

Per Utenti di Linguaggio Python

Passo 2: Cambia la directory.

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

Passo 3: Esegui.

sudo python3 3.1.2_Welcome.py

Dopo l’esecuzione del codice, se il sensore PIR rileva il passaggio di una persona, la porta si aprirà automaticamente (simulata dal servo), accenderà l’indicatore e suonerà una melodia di benvenuto. Dopo la melodia, il sistema chiuderà automaticamente la porta e spegnerà la luce indicatrice, in attesa del passaggio successivo.

Sul modulo PIR sono presenti due potenziometri: uno per regolare la sensibilità e l’altro per la distanza di rilevamento. Per un funzionamento ottimale, ruotali entrambi in senso antiorario fino alla fine.

codice

Nota

Puoi Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere il codice qui sotto. Prima di farlo, però, è necessario spostarsi nel percorso del codice sorgente come davinci-kit-for-raspberry-pi/python.

import RPi.GPIO as GPIO
import time

SERVO_MIN_PULSE = 500
SERVO_MAX_PULSE = 2500

ledPin = 18    # definisci il pin del LED
pirPin = 17    # definisci il pin del sensore
servoPin = 22  # definisci il pin del servo
buzPin = 27    # definisci il pin del cicalino

CL = [0, 131, 147, 165, 175, 196, 211, 248]        # Frequenze delle note di Do Basso

CM = [0, 262, 294, 330, 350, 393, 441, 495]        # Frequenze delle note di Do Medio

CH = [0, 525, 589, 661, 700, 786, 882, 990]        # Frequenze delle note di Do Alto

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                        # Assegna una variabile globale per il controllo del PWM
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)             # Configura i GPIO in modalità BCM
    GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)       # Imposta il ledPin come uscita
    GPIO.setup(pirPin, GPIO.IN)        # Imposta il sensorPin come ingresso
    GPIO.setup(servoPin, GPIO.OUT)     # Imposta il servoPin come uscita
    GPIO.output(servoPin, GPIO.LOW)    # Imposta servoPin su LOW
    GPIO.setup(buzPin, GPIO.OUT)       # Imposta il pin del cicalino come uscita

    Buzz = GPIO.PWM(buzPin, 440)       # 440 è la frequenza iniziale
    Buzz.start(50)                     # Avvia il cicalino con un duty cycle del 50%

    p = GPIO.PWM(servoPin, 50)         # Imposta la frequenza del servo a 50Hz
    p.start(0)                         # Duty Cycle iniziale a 0

def map(value, inMin, inMax, outMin, outMax):
    return (outMax - outMin) * (value - inMin) / (inMax - inMin) + outMin

def setAngle(angle):                   # Ruota il servo a uno specifico angolo (0-180 gradi)
    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)             # Mappa l'angolo al duty cycle e invialo in uscita

def doorbell():
    for i in range(1, len(song)):      # Esegui la melodia
        Buzz.ChangeFrequency(song[i])  # Cambia la frequenza in base alla nota
        time.sleep(beat[i] * 0.25)     # Mantieni la nota per (beat * 0.25)s
    time.sleep(1)                      # Pausa di un secondo prima della prossima melodia

def closedoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
    for i in range(180, -1, -1):       # Ruota il servo da 180 a 0 gradi
        setAngle(i)
        time.sleep(0.001)
    time.sleep(1)
def opendoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
    for i in range(0, 181, 1):         # Ruota il servo da 0 a 180 gradi
        setAngle(i)                    # Imposta l'angolo del 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()                     # Rilascia le risorse
    p.stop()
    Buzz.stop()

if __name__ == '__main__':             # Inizia il programma qui
    setup()
    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:          # Alla pressione di 'Ctrl+C', viene eseguita la funzione destroy()
        destroy()

Spiegazione del Codice

def setup():
    global p
    global Buzz                        # Assegna una variabile globale per sostituire GPIO.PWM
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)             # Numerazione dei GPIO per posizione fisica
    GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)       # Imposta il ledPin come uscita
    GPIO.setup(pirPin, GPIO.IN)        # Imposta il sensorPin come ingresso
    GPIO.setup(buzPin, GPIO.OUT)       # Imposta i pin come uscite
    Buzz = GPIO.PWM(buzPin, 440)       # 440 è la frequenza iniziale.
    Buzz.start(50)                     # Avvia il pin del cicalino con un duty cycle del 50%
    GPIO.setup(servoPin, GPIO.OUT)     # Imposta il servoPin come uscita
    GPIO.output(servoPin, GPIO.LOW)    # Imposta il servoPin su LOW
    p = GPIO.PWM(servoPin, 50)         # Imposta la frequenza a 50Hz
    p.start(0)                         # Duty Cycle iniziale = 0

Queste istruzioni inizializzano i pin di ciascun componente.

def setAngle(angle):      # fa ruotare il servo a un angolo specifico (0-180 gradi)
    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) # mappa l'angolo al duty cycle e lo invia in uscita

Crea una funzione, servowrite, per scrivere l’angolo nel servo compreso tra 0-180 gradi.

def doorbell():
    for i in range(1, len(song)): # Esegui song1
        Buzz.ChangeFrequency(song[i]) # Cambia la frequenza in base alla nota
        time.sleep(beat[i] * 0.25)    # ritarda una nota per beat * 0.25s

Crea una funzione, doorbell, per abilitare il cicalino a riprodurre la melodia.

def closedoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
    Buzz.ChangeFrequency(1)
    for i in range(180, -1, -1): # fa ruotare il servo da 180 a 0 gradi
        setAngle(i)
        time.sleep(0.001)

Chiude la porta e spegne la luce indicatrice.

def opendoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
    for i in range(0, 181, 1):   # fa ruotare il servo da 0 a 180 gradi
        setAngle(i)              # Scrive l'angolo nel servo
        time.sleep(0.001)
    doorbell()
    closedoor()

La funzione opendoor() include diverse operazioni: accende la luce indicatrice, fa ruotare il servo (per simulare l’apertura della porta), riproduce la melodia del campanello del negozio e, al termine, chiama la funzione closedoor().

def loop():
while True:
    if GPIO.input(pirPin)==GPIO.HIGH:
        opendoor()

Quando il PIR rileva il passaggio di qualcuno, richiama la funzione opendoor().

Immagine del Fenomeno

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