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.. _4.1.9_py_pi5:

4.1.6 Alarme de Recul
======================================

Introduction
-------------

Dans ce projet, nous utiliserons un écran LCD, un buzzer et des capteurs à 
ultrasons pour créer un système d'assistance au recul. Nous pouvons le placer 
sur une voiture télécommandée pour simuler le processus réel de recul de la 
voiture dans le garage.

Composants nécessaires
------------------------------

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.9_reversing_alarm_list.png
    :width: 800
    :align: center

Il est certainement pratique d'acheter un kit complet, voici le lien :

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Nom	
        - ÉLÉMENTS DANS CE KIT
        - LIEN
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci-dessous.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - INTRODUCTION AUX COMPOSANTS
        - LIEN D'ACHAT

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_buzzer`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_transistor`
        - |link_transistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_ultrasonic_sensor`
        - |link_ultrasonic_buy|
    *   - :ref:`cpn_i2c_lcd`
        - |link_i2clcd1602_buy|

Schéma
--------------------

Le capteur à ultrasons détecte la distance entre lui-même et l'obstacle, 
qui sera affichée sur l'écran LCD sous forme de code. En même temps, le 
capteur à ultrasons fait émettre au buzzer un son d'alerte de fréquence 
différente selon la valeur de la distance.

============ ======== ======== ===
Nom T-Board  Physique wiringPi BCM
GPIO23       Pin 16   4        23
GPIO24       Pin 18   5        24
GPIO17       Pin 11   0        17
SDA1         Pin 3             
SCL1         Pin 5             
============ ======== ======== ===

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.9_reversing_alarm_schematic.png
   :align: center

Procédures expérimentales
--------------------------------

**Étape 1 :** Construire le circuit.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.9_reversing_alarm_circuit.png
    :align: center

**Étape 2 :** Changer de répertoire.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python-pi5

**Étape 3 :** Exécuter.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 4.1.9_ReversingAlarm_zero.py

Lorsque le code s'exécute, le module de capteur à ultrasons détecte la 
distance à l'obstacle et affiche l'information sur la distance sur l'écran 
LCD1602 ; de plus, le buzzer émet un son d'alerte dont la fréquence change 
en fonction de la distance.

.. note::

    * Si vous obtenez l'erreur ``FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1'``, vous devez vous référer à :ref:`i2c_config` pour activer l'I2C.
    * Si vous obtenez l'erreur ``ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2'``, veuillez exécuter ``sudo apt install python3-smbus2``.
    * Si l'erreur ``OSError: [Errno 121] Remote I/O error`` apparaît, cela signifie que le module est mal câblé ou que le module est défectueux.
    * Si le code et le câblage sont corrects, mais que l'écran LCD ne montre toujours pas de contenu, vous pouvez tourner le potentiomètre à l'arrière pour augmenter le contraste.

.. warning::

    Si vous recevez le message d'erreur ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, veuillez consulter :ref:`faq_soc`

**Code**

.. note::
    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez accéder au chemin du code source comme ``raphael-kit/python-pi5``. Après avoir modifié le code, vous pouvez l'exécuter directement pour voir l'effet.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/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()



**Explication du code**

#. Ce script utilise plusieurs bibliothèques pour son fonctionnement. La bibliothèque ``LCD1602`` gère l'affichage LCD, tandis que ``time`` fournit des fonctions liées au temps. La bibliothèque ``gpiozero`` est essentielle pour les interactions avec les broches GPIO du Raspberry Pi, en particulier pour l'utilisation du capteur de distance (DistanceSensor) et du buzzer.

   .. code-block:: python

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

#. Le capteur à ultrasons est configuré avec ses broches écho et trigger connectées aux broches GPIO 24 et 23, respectivement. De plus, un buzzer est connecté à la broche GPIO 17.

   .. code-block:: python

       # 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)

#. L'initialisation de l'écran LCD implique de l'effacer et d'afficher un message de démarrage.

   .. code-block:: python

       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

#. La fonction ``distance`` calcule la distance mesurée par le capteur à ultrasons et l'affiche, en renvoyant la valeur en centimètres.

   .. code-block:: python

       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

#. La boucle principale mesure continuellement la distance, mettant à jour à la fois l'écran LCD et le buzzer. Elle gère différentes plages de distance avec des actions spécifiques, comme l'affichage de messages d'erreur ou la variation des fréquences du buzzer en fonction de la distance mesurée.

   .. code-block:: python

       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)

#. Lors de l'exécution, le script configure l'écran LCD et entre dans la boucle principale. Il peut être interrompu avec une commande clavier (Ctrl+C), ce qui éteint le buzzer et efface l'écran LCD.

   .. code-block:: python

       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()