3.1.3 後退警報装置

前書き

このプロジェクトでは、LCD、ブザー、と超音波センサーを使用して、後退補助システムを作成する。それをリモートコントロール車両に置いて、車をガレージに後退する実際のプロセスをシミュレートできる。

部品

_images/list_Reversing_Alarm.png

回路図

超音波センサーは障害物との間の距離を検出し、コードの形式でLCDに表示する。同時に、超音波センサーにより、距離値に応じてブザーが異なる周波数の警告音を発する。

Tボード名

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/Schematic_three_one3.png

実験手順

ステップ1: 回路を作る。

_images/image242.png

C言語ユーザー向け

ステップ2: ディレクトリを変更する。

cd /home/pi/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.3/

ステップ3: コンパイルする。

gcc 3.1.3_ReversingAlarm.c -lwiringPi

ステップ4: 実行する。

sudo ./a.out

コードが実行されると、超音波センサーモジュールが障害物までの距離を検出し、LCD1602に距離に関する情報を表示する。また、ブザーは距離とともに周波数が変化する警告音を発する。

注釈

If it does not work after running, or there is an error prompt: "wiringPi.h: No such file or directory", please refer to Cコードが機能していませんか?.

コード

注釈

次のコードは不完全である。完全なコードを確認する場合は、コマンドnano 3.1.1_ReversingAlarm.cを使用することをお勧めする。

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <wiringPi.h>
#include <wiringPiI2C.h>
#include <string.h>

#define Trig    4
#define Echo    5
#define Buzzer  0

int LCDAddr = 0x27;
int BLEN = 1;
int fd;

//here is the function of LCD
void write_word(int data){...}

void send_command(int comm){...}

void send_data(int data){...}

void lcdInit(){...}

void clear(){...}

void write(int x, int y, char data[]){...}

//here is the function of Ultrasonic
void ultraInit(void){...}

float disMeasure(void){...}

//here is the main function
int main(void)
{
    float dis;
    char result[10];
    if(wiringPiSetup() == -1){
        printf("setup wiringPi failed !");
        return 1;
    }

    pinMode(Buzzer,OUTPUT);
    fd = wiringPiI2CSetup(LCDAddr);
    lcdInit();
    ultraInit();

    clear();
    write(0, 0, "Ultrasonic Starting");
    write(1, 1, "By Sunfounder");

    while(1){
        dis = disMeasure();
        printf("%.2f cm \n",dis);
        delay(100);
        digitalWrite(Buzzer,LOW);
        if (dis > 400){
            clear();
            write(0, 0, "Error");
            write(3, 1, "Out of range");
            delay(500);
        }
        else
        {
            clear();
            write(0, 0, "Distance is");
            sprintf(result,"%.2f cm",dis);
            write(5, 1, result);

            if(dis>=50)
            {delay(500);}
            else if(dis<50 & dis>20) {
                for(int i=0;i<2;i++){
                digitalWrite(Buzzer,HIGH);
                delay(50);
                digitalWrite(Buzzer,LOW);
                delay(200);
                }
            }
            else if(dis<=20){
                for(int i=0;i<5;i++){
                digitalWrite(Buzzer,HIGH);
                delay(50);
                digitalWrite(Buzzer,LOW);
                delay(50);
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

コードの説明

pinMode(Buzzer,OUTPUT);
fd = wiringPiI2CSetup(LCDAddr);
lcdInit();
ultraInit();

このプログラムでは、以前の部品を総合的に適用する。ここでは、ブザー、LCD、と超音波を使用する。以前と同じ方法で初期化できる。

dis = disMeasure();
 printf("%.2f cm \n",dis);
digitalWrite(Buzzer,LOW);
if (dis > 400){
     write(0, 0, "Error");
     write(3, 1, "Out of range");
}
else
{
    write(0, 0, "Distance is");
    sprintf(result,"%.2f cm",dis);
    write(5, 1, result);
    }

ここで、超音波センサーの値を取得し、計算により距離を取得する。

距離の値が検出される範囲の値より大きい場合、エラーメッセージがLCDに表示される。距離値が範囲内にある場合、対応する結果が出力される。

sprintf(result,"%.2f cm",dis);

LCDの出力モードは文字型のみをサポートし、変数disはfloat型の値を保存するため、sprintf()を使わなければならない。この関数はfloat型の値を文字に変換し、文字列変数result []に保存する。 %.2fは小数点以下2桁を保持することを意味する。

if(dis>=50)
{delay(500);}
else if(dis<50 & dis>20) {
    for(int i=0;i<2;i++){
    digitalWrite(Buzzer,HIGH);
    delay(50);
    digitalWrite(Buzzer,LOW);
    delay(200);
    }
}
else if(dis<=20){
    for(int i=0;i<5;i++){
    digitalWrite(Buzzer,HIGH);
    delay(50);
    digitalWrite(Buzzer,LOW);
    delay(50);
    }
}

この判定条件でブザーの音をコントロールします。距離の違いにより、音の周波数が異なる3つのケースに分けられます。遅延の合計値は500なので、どのケースも超音波センサに500msの間隔を与えることができる。

Python言語ユーザー向け

ステップ2: ディレクトリを変更する。

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

ステップ3: 実行する。

sudo python3 3.1.3_ReversingAlarm.py

コードが実行されると、超音波センサーモジュールが障害物までの距離を検出し、LCD1602に距離に関する情報を表示する。また、ブザーは距離とともに周波数が変化する警告音を発する。

コード

注釈

以下のコードを 変更/リセット/コピー/実行/停止 できます。 ただし、その前に、 davinci-kit-for-raspberry-pi/python のようなソースコードパスに移動する必要があります。

import LCD1602
import time
import RPi.GPIO as GPIO

TRIG = 16
ECHO = 18
BUZZER = 11

def lcdsetup():
LCD1602.init(0x27, 1)   # init(slave address, background light)
LCD1602.clear()
LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting')
LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
time.sleep(2)

def setup():
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(TRIG, GPIO.OUT)
GPIO.setup(ECHO, GPIO.IN)
GPIO.setup(BUZZER, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
lcdsetup()

def distance():
GPIO.output(TRIG, 0)
time.sleep(0.000002)

GPIO.output(TRIG, 1)
time.sleep(0.00001)
GPIO.output(TRIG, 0)

while GPIO.input(ECHO) == 0:
    a = 0
time1 = time.time()
while GPIO.input(ECHO) == 1:
    a = 1
time2 = time.time()

during = time2 - time1
return during * 340 / 2 * 100

def destroy():
GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
GPIO.cleanup()
LCD1602.clear()

def loop():
while True:
    dis = distance()
    print (dis, 'cm')
    print ('')
    GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
    if (dis > 400):
        LCD1602.clear()
        LCD1602.write(0, 0, 'Error')
        LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
        time.sleep(0.5)
    else:
        LCD1602.clear()
        LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
        LCD1602.write(5, 1, str(round(dis,2)) +' cm')
        if(dis>=50):
            time.sleep(0.5)
        elif(dis<50 and dis>20):
            for i in range(0,2,1):
                GPIO.output(BUZZER, GPIO.HIGH)
                time.sleep(0.05)
                GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
                time.sleep(0.2)
        elif(dis<=20):
            for i in range(0,5,1):
                GPIO.output(BUZZER, GPIO.HIGH)
                time.sleep(0.05)
                GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
                time.sleep(0.05)


if __name__ == "__main__":
setup()
try:
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    destroy()

コードの説明

def lcdsetup():
    LCD1602.init(0x27, 1)   # init(slave address, background light)

def setup():
    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
    GPIO.setup(TRIG, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(ECHO, GPIO.IN)
    GPIO.setup(BUZZER, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    lcdsetup()

このプログラムでは、以前に使用した部品を総合的に適用する。ここでは、ブザー、LCD、と超音波を使用する。以前と同じ方法で初期化できる。

dis = distance()
print (dis, 'cm')
print ('')
GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
if (dis > 400):
    LCD1602.clear()
    LCD1602.write(0, 0, 'Error')
    LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
    time.sleep(0.5)
else:
    LCD1602.clear()
    LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
    LCD1602.write(5, 1, str(round(dis,2)) +' cm')

ここで、超音波センサーの値を取得し、計算により距離を取得する。距離の値が検出される範囲の値より大きい場合、エラーメッセージがLCDに表示される。動作値が範囲内にある場合、対応する結果が出力される。

LCD1602.write(5, 1, str(round(dis,2)) +' cm')

LCD出力は文字タイプのみをサポートするため、str() を使用して数値を文字に変換する必要がある。小数点以下2桁に丸める。

if(dis>=50)
{delay(500);}
else if(dis<50 & dis>20) {
    for(int i=0;i<2;i++){
        digitalWrite(Buzzer,HIGH);
        delay(50);
        digitalWrite(Buzzer,LOW);
        delay(200);
        }
    }
    else if(dis<=20){
        for(int i=0;i<5;i++){
        digitalWrite(Buzzer,HIGH);
        delay(50);
        digitalWrite(Buzzer,LOW);
        delay(50);
        }
    }

この判定条件はブザーの音を制御するために使用される。距離の違いに応じて、3つのケースに分けることができる。この場合、音の周波数は異なる。遅延の合計値は500であるため、すべてのケースで超音波センサーに500msの間隔を提供できる。

現象画像

_images/image243.jpeg