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4.1.6 Einparkhilfe

Einführung

In diesem Projekt verwenden wir ein LCD, einen Summer und Ultraschallsensoren, um ein Rückfahrassistenzsystem zu erstellen. Wir können es auf ein ferngesteuertes Fahrzeug setzen, um den tatsächlichen Prozess des Einparkens in eine Garage zu simulieren.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/4.1.9_reversing_alarm_list.png

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

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Sie können sie auch einzeln 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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Summer

-

Transistor

BUY

Ultraschallmodul

BUY

I2C LCD1602

BUY

Schaltplan

Der Ultraschallsensor erfasst den Abstand zwischen sich und dem Hindernis, der in Form von Code auf dem LCD angezeigt wird. Gleichzeitig lässt der Ultraschallsensor den Summer Warnsignale unterschiedlicher Frequenz abgeben, je nach Abstandswert.

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

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis auf.

../_images/4.1.9_reversing_alarm_circuit.png

Schritt 2: Verzeichnis wechseln.

cd ~/raphael-kit/python-pi5

Schritt 3: Ausführen.

sudo python3 4.1.9_ReversingAlarm_zero.py

Während der Code ausgeführt wird, erfasst das Ultraschallmodul den Abstand zum Hindernis und zeigt die Informationen über den Abstand auf dem LCD1602 an; außerdem gibt der Summer einen Warnton ab, dessen Frequenz sich mit dem Abstand ändert.

Bemerkung

  • Wenn Sie den Fehler FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1' erhalten, müssen Sie I2C Konfiguration konsultieren, um den I2C zu aktivieren.

  • Wenn der Fehler ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2' auftritt, führen Sie bitte sudo pip3 install smbus2 aus.

  • Erscheint der Fehler OSError: [Errno 121] Remote I/O error, bedeutet dies, dass das Modul falsch verdrahtet ist oder das Modul defekt ist.

  • Wenn der Code und die Verdrahtung korrekt sind, das LCD aber immer noch keinen Inhalt anzeigt, können Sie das Potentiometer auf der Rückseite drehen, um den Kontrast zu erhöhen.

Code

Bemerkung

Sie können den untenstehenden Code Modifizieren/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Aber zuerst müssen Sie zum Quellcodepfad wie raphael-kit/python-pi5 gehen. Nach der Modifikation des Codes können Sie ihn direkt ausführen, um das Ergebnis zu sehen.

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

# Initialize the ultrasonic sensor with GPIO pins
sensor = DistanceSensor(echo=24, trigger=23)  # Echo pin is GPIO 24, Trigger pin is GPIO 23

# Initialize the buzzer connected to GPIO pin 17
buzzer = Buzzer(17)

def lcdsetup():
    # Initialize the LCD with I2C address and enable backlight
    LCD1602.init(0x27, 1)  # 0x27 is the I2C address of the LCD
    LCD1602.clear()  # Clear the LCD display
    # Display startup messages on LCD
    LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting')
    LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
    time.sleep(2)  # Wait for 2 seconds

def distance():
    # Calculate and return the distance measured by the sensor
    dis = sensor.distance * 100  # Convert distance to centimeters
    print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis))  # Print distance with two decimal places
    time.sleep(0.3)  # Wait for 0.3 seconds before next measurement
    return dis

def loop():
    # Continuously measure distance and update LCD and buzzer
    while True:
        dis = distance()  # Get the current distance
        # Display distance and handle alerts based on distance
        if dis > 400:  # Check if distance is out of range
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Error')
            LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
            time.sleep(0.5)
        else:
            # Display current distance on LCD
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
            LCD1602.write(5, 1, str(round(dis, 2)) + ' cm')
            # Adjust buzzer frequency based on distance
            if dis >= 50:
                time.sleep(0.5)
            elif 20 < dis < 50:
                # Medium distance: medium buzzer frequency
                for _ in range(2):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.2)
            elif dis <= 20:
                # Close distance: high buzzer frequency
                for _ in range(5):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.05)

try:
    lcdsetup()  # Setup the LCD display
    loop()      # Start the measurement loop
except KeyboardInterrupt:
    # Turn off buzzer and clear LCD on user interrupt (e.g., Ctrl+C)
    buzzer.off()
LCD1602.clear()

Code-Erklärung

  1. Dieses Skript verwendet mehrere Bibliotheken für seine Funktionalität. Die LCD1602-Bibliothek verwaltet das LCD-Display, während time zeitbezogene Funktionen bereitstellt. Die gpiozero-Bibliothek ist wesentlich für die Interaktion mit den GPIO-Pins des Raspberry Pi, insbesondere für den Betrieb des DistanceSensor und Buzzer.

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

  2. Der Ultraschallsensor wird mit seinen Echo- und Trigger-Pins an die GPIO-Pins 24 bzw. 23 angeschlossen. Zusätzlich ist ein Summer an den GPIO-Pin 17 angeschlossen.

    # Initialize the ultrasonic sensor with GPIO pins
sensor = DistanceSensor(echo=24, trigger=23)  # Echo pin is GPIO 24, Trigger pin is GPIO 23

# Initialize the buzzer connected to GPIO pin 17
buzzer = Buzzer(17)

  3. Die Initialisierung des LCD-Displays beinhaltet das Löschen desselben und das Anzeigen einer Startnachricht.

    def lcdsetup():
    # Initialize the LCD with I2C address and enable backlight
    LCD1602.init(0x27, 1)  # 0x27 is the I2C address of the LCD
    LCD1602.clear()  # Clear the LCD display
    # Display startup messages on LCD
    LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting')
    LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
    time.sleep(2)  # Wait for 2 seconds

  4. Die Funktion distance berechnet den vom Ultraschallsensor gemessenen Abstand und gibt diesen Wert in Zentimetern zurück.

    def distance():
    # Calculate and return the distance measured by the sensor
    dis = sensor.distance * 100  # Convert distance to centimeters
    print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis))  # Print distance with two decimal places
    time.sleep(0.3)  # Wait for 0.3 seconds before next measurement
    return dis

  5. Die Hauptschleife misst kontinuierlich den Abstand, aktualisiert sowohl das LCD als auch den Summer. Sie behandelt verschiedene Abstandsbereiche mit spezifischen Aktionen, wie das Anzeigen von Fehlermeldungen oder das Variieren der Summerfrequenzen basierend auf dem gemessenen Abstand.

    def loop():
    # Continuously measure distance and update LCD and buzzer
    while True:
        dis = distance()  # Get the current distance
        # Display distance and handle alerts based on distance
        if dis > 400:  # Check if distance is out of range
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Error')
            LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
            time.sleep(0.5)
        else:
            # Display current distance on LCD
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
            LCD1602.write(5, 1, str(round(dis, 2)) + ' cm')
            # Adjust buzzer frequency based on distance
            if dis >= 50:
                time.sleep(0.5)
            elif 20 < dis < 50:
                # Medium distance: medium buzzer frequency
                for _ in range(2):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.2)
            elif dis <= 20:
                # Close distance: high buzzer frequency
                for _ in range(5):
                    buzzer.on()
                    time.sleep(0.05)
                    buzzer.off()
                    time.sleep(0.05)

  6. Bei Ausführung richtet das Skript das LCD ein und tritt in die Hauptschleife ein. Es kann mit einem Tastaturbefehl (Ctrl+C) unterbrochen werden, wodurch der Summer ausgeschaltet und das LCD gelöscht wird.

    try:
    lcdsetup()  # Setup the LCD display
    loop()      # Start the measurement loop
except KeyboardInterrupt:
    # Turn off buzzer and clear LCD on user interrupt (e.g., Ctrl+C)
    buzzer.off()
    LCD1602.clear()