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4.1.12 Alarmglocke

Einführung

In diesem Projekt werden wir ein manuelles Alarmsystem bauen. Sie können den Kippschalter durch einen Thermistor oder einen lichtempfindlichen Sensor ersetzen, um einen Temperaturalarm oder einen Lichtalarm zu erstellen.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/4.1.15_alarm_bell_list.png

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Sie können sie auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENVORSTELLUNG

KAUF-LINK

GPIO-Erweiterungsplatine

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Steckbrett

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Jumper-Kabel

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Widerstand

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LED

BUY

Summer

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Schiebeschalter

BUY

Transistor

BUY

Kondensator

BUY

Schaltplan

T-Board Name

physical

wiringPi

BCM

GPIO17

Pin 11

0

17

GPIO18

Pin 12

1

18

GPIO27

Pin 13

2

27

GPIO22

Pin 15

3

22
../_images/4.1.15_alarm_bell_schematic.png

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis.

../_images/4.1.15_alarm_bell_circuit.png

Schritt 2: Verzeichnis wechseln.

cd ~/raphael-kit/python-pi5

Schritt 3: Ausführen.

sudo python3 4.1.15_AlarmBell_zero.py

Nachdem das Programm gestartet wurde, wird der Kippschalter nach rechts umgelegt, und der Summer gibt Alarmsignale aus. Gleichzeitig blinken die roten und grünen LEDs in einer bestimmten Frequenz.

Code

Bemerkung

Sie können den untenstehenden Code Modifizieren/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Aber davor müssen Sie zum Quellcodepfad wie raphael-kit/python-pi5.

#!/usr/bin/env python3

from gpiozero import LED, Button, TonalBuzzer
import time
import threading

# Initialize TonalBuzzer on GPIO pin 22
BeepPin = TonalBuzzer(22)

# Initialize LEDs on GPIO pins 17 and 27
ALedPin = LED(17)
BLedPin = LED(27)

# Initialize Button on GPIO pin 18
switchPin = Button(18)

# Global flag to control the buzzer and LED states
flag = 0

def ledWork():
    """
    Control LED blinking pattern based on the flag state.
    When flag is set, alternately blink ALedPin and BLedPin.
    """
    while True:
        if flag:
            # Alternate blinking of LEDs
            ALedPin.on()
            time.sleep(0.5)
            ALedPin.off()
            BLedPin.on()
            time.sleep(0.5)
            BLedPin.off()
        else:
            # Turn off both LEDs if flag is not set
            ALedPin.off()
            BLedPin.off()

# Define the musical tune as a list of notes and their durations
tune = [
    ('C4', 0.1), ('E4', 0.1), ('G4', 0.1),
    (None, 0.1),
    ('E4', 0.1), ('G4', 0.1), ('C5', 0.1),
    (None, 0.1),
    ('C5', 0.1), ('G4', 0.1), ('E4', 0.1),
    (None, 0.1),
    ('G4', 0.1), ('E4', 0.1), ('C4', 0.1),
    (None, 0.1)
]

def buzzerWork():
    """
    Play a tune using the buzzer based on the flag state.
    The tune is played only when the flag is set.
    """
    while True:
        for note, duration in tune:
            if flag == 0:
                break
            print(note)  # Output the current note to the console
            BeepPin.play(note)  # Play the current note
            time.sleep(duration)  # Pause for the duration of the note
        BeepPin.stop()  # Stop the buzzer after playing the tune

def main():
    """
    Monitor button press to update the flag state.
    Sets the flag when the button is pressed.
    """
    global flag
    while True:
        flag = 1 if switchPin.is_pressed else 0

try:
    # Initialize and start threads for buzzer and LED control
    tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork)
    tBuzz.start()
    tLed = threading.Thread(target=ledWork)
    tLed.start()
    main()

except KeyboardInterrupt:
    # Stop the buzzer and turn off LEDs on program interruption
    BeepPin.stop()
    ALedPin.off()
    BLedPin.off()

Code-Erklärung

  1. Dieser Abschnitt umfasst das Importieren wesentlicher Bibliotheken für die Implementierung von Verzögerungen und Threading. Außerdem werden die Klassen LED, Button und TonalBuzzer aus der gpiozero-Bibliothek importiert, die für die Steuerung von GPIO-Geräten auf einem Raspberry Pi entscheidend sind.

    #!/usr/bin/env python3

from gpiozero import LED, Button, TonalBuzzer
import time
import threading

  2. Einrichtung eines Buzzers am GPIO-Pin 22, zweier LEDs an den GPIO-Pins 17 und 27 sowie Initialisierung eines Buttons am GPIO-Pin 18. Ein globaler Flag wird ebenfalls definiert, um den Zustand des Buzzers und der LEDs zu verwalten.

    # Initialize TonalBuzzer on GPIO pin 22
BeepPin = TonalBuzzer(22)

# Initialize LEDs on GPIO pins 17 and 27
ALedPin = LED(17)
BLedPin = LED(27)

# Initialize Button on GPIO pin 18
switchPin = Button(18)

# Global flag to control the buzzer and LED states
flag = 0

  3. Diese Funktion steuert das Blinken der LEDs basierend auf dem Zustand des Flags. Wenn das Flag gesetzt (1) ist, wechseln sich die LEDs mit dem Ein- und Ausschalten ab. Ist das Flag nicht gesetzt (0), werden beide LEDs ausgeschaltet.

    def ledWork():
    """
    Control LED blinking pattern based on the flag state.
    When flag is set, alternately blink ALedPin and BLedPin.
    """
    while True:
        if flag:
            # Alternate blinking of LEDs
            ALedPin.on()
            time.sleep(0.5)
            ALedPin.off()
            BLedPin.on()
            time.sleep(0.5)
            BLedPin.off()
        else:
            # Turn off both LEDs if flag is not set
            ALedPin.off()
            BLedPin.off()

  4. Die Melodie wird als eine Sequenz von Noten (Frequenz) und Dauern (Sekunden) definiert.

    # Define the musical tune as a list of notes and their durations
tune = [
    ('C4', 0.1), ('E4', 0.1), ('G4', 0.1),
    (None, 0.1),
    ('E4', 0.1), ('G4', 0.1), ('C5', 0.1),
    (None, 0.1),
    ('C5', 0.1), ('G4', 0.1), ('E4', 0.1),
    (None, 0.1),
    ('G4', 0.1), ('E4', 0.1), ('C4', 0.1),
    (None, 0.1)
]

  5. Spielt eine vordefinierte Melodie, wenn das Flag gesetzt ist. Die Melodie stoppt, wenn das Flag während des Spiels zurückgesetzt wird.

    def buzzerWork():
    """
    Play a tune using the buzzer based on the flag state.
    The tune is played only when the flag is set.
    """
    while True:
        for note, duration in tune:
            if flag == 0:
                break
            print(note)  # Output the current note to the console
            BeepPin.play(note)  # Play the current note
            time.sleep(duration)  # Pause for the duration of the note
        BeepPin.stop()  # Stop the buzzer after playing the tune

  6. Überprüft kontinuierlich den Zustand des Buttons, um das Flag zu setzen oder zurückzusetzen.

    def main():
    """
    Monitor button press to update the flag state.
    Sets the flag when the button is pressed.
    """
    global flag
    while True:
        flag = 1 if switchPin.is_pressed else 0

  7. Threads für buzzerWork und ledWork werden gestartet, sodass sie parallel zur Hauptfunktion laufen können.

    try:
    # Initialize and start threads for buzzer and LED control
    tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork)
    tBuzz.start()
    tLed = threading.Thread(target=ledWork)
    tLed.start()
    main()

  8. Stoppt den Buzzer und schaltet die LEDs aus, wenn das Programm unterbrochen wird, um einen sauberen Ausstieg zu gewährleisten.

    except KeyboardInterrupt:
    # Stop the buzzer and turn off LEDs on program interruption
    BeepPin.stop()
    ALedPin.off()
    BLedPin.off()