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4.1.9 Alarma de Reversa

Introducción

En este proyecto, utilizaremos una pantalla LCD, un zumbador y sensores ultrasónicos para crear un sistema de asistencia de reversa. Podemos colocarlo en un vehículo a control remoto para simular el proceso real de reversa en un garaje.

Componentes Necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

../_images/list_Reversing_Alarm.png

Es muy conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:

Nombre

ELEMENTOS EN ESTE KIT

ENLACE

Kit Raphael

337

Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE

ENLACE DE COMPRA

Placa de Extensión GPIO

COMPRAR

Protoboard

COMPRAR

Cables de Puente

COMPRAR

Resistor

COMPRAR

Zumbador

-

Transistor

COMPRAR

Módulo Ultrasónico

COMPRAR

I2C LCD1602

COMPRAR

Diagrama Esquemático

El sensor ultrasónico detecta la distancia entre él y el obstáculo que se mostrará en la pantalla LCD en forma de código. Al mismo tiempo, el sensor ultrasónico permite que el zumbador emita un sonido de advertencia de frecuencia diferente según el valor de la distancia.

Nombre T-Board

cableado físico

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

Procedimientos Experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/image242.png

Paso 2: Cambia de directorio.

cd ~/raphael-kit/python/

Paso 3: Ejecuta.

sudo python3 4.1.9_ReversingAlarm.py

Mientras el código se ejecuta, el módulo del sensor ultrasónico detecta la distancia al obstáculo y luego muestra la información sobre la distancia en el LCD1602; además, el zumbador emite un tono de advertencia cuya frecuencia cambia con la distancia.

Nota

  • Si obtienes el error FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', necesitas referirte a Configuración de I²C para habilitar el I2C.

  • Si obtienes el error ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2', por favor ejecuta sudo apt install python3-smbus2.

  • Si aparece el error OSError: [Errno 121] Remote I/O error, significa que el módulo está mal cableado o el módulo está roto.

  • Si el código y el cableado están bien, pero el LCD aún no muestra contenido, puedes girar el potenciómetro en la parte trasera para aumentar el contraste.

Código

Nota

Puedes Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener el código a continuación. Pero antes de eso, necesitas ir a la ruta del código fuente como raphael-kit/python. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

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()

Explicación del Código

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()

En este programa, aplicamos de manera sintética los componentes utilizados anteriormente. Aquí usamos zumbadores, LCD y ultrasonido. Podemos inicializarlos de la misma manera que hicimos antes.

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')

Aquí obtenemos los valores del sensor ultrasónico y calculamos la distancia. Si el valor de la distancia es mayor que el rango de detección, se imprime un mensaje de error en el LCD. Y si la distancia está dentro del rango de trabajo, se mostrarán los resultados correspondientes.

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

Dado que la salida del LCD solo soporta tipos de caracteres, necesitamos usar str() para convertir los valores numéricos a caracteres. Vamos a redondearlo a dos decimales.

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)

Esta condición de juicio se utiliza para controlar el sonido del zumbador. Según la diferencia en la distancia, se puede dividir en tres casos, en los cuales habrá diferentes frecuencias de sonido. Dado que el valor total de retardo es de 500 ms, todos ellos pueden proporcionar un intervalo de 500 ms para que el sensor ultrasónico funcione.

Imagen del Fenómeno

../_images/image243.jpeg