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4.1.12 Feu de Circulation

Introduction

Dans ce projet, nous allons utiliser des LED de trois couleurs pour simuler le changement des feux de circulation et un affichage à sept segments à quatre chiffres sera utilisé pour afficher le chronométrage de chaque état du trafic.

Composants Requis

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

../_images/list_Traffic_Light.png

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

Nom

ÉLÉMENTS DANS CE KIT

LIEN

Kit Raphael

337

Raphael Kit

Vous pouvez également les acheter séparément à partir des liens ci-dessous.

INTRODUCTION DU COMPOSANT

LIEN D’ACHAT

Carte d’extension GPIO

ACHETER

Plaque d’expérimentation (Breadboard)

ACHETER

Fils de Liaison

ACHETER

Résistance

ACHETER

LED

ACHETER

Affichage à 7 segments 4 chiffres

-

74HC595

ACHETER

Schéma de Câblage

Nom T-Board

physique

wiringPi

BCM

GPIO17

Pin 11

0

17

GPIO27

Pin 13

2

27

GPIO22

Pin 15

3

22

SPIMOSI

Pin 19

12

10

GPIO18

Pin 12

1

18

GPIO23

Pin 16

4

23

GPIO24

Pin 18

5

24

GPIO25

Pin 22

6

25

SPICE0

Pin 24

10

8

SPICE1

Pin 26

11

7
../_images/Schematic_three_one7.png

Procédures Expérimentales

Étape 1 : Construisez le circuit.

../_images/image254.png

Étape 2 : Changez de répertoire.

cd ~/raphael-kit/python/

Étape 3 : Exécutez.

sudo python3 4.1.12_TrafficLight.py

Lorsque le code s’exécute, les LEDs simulent le changement de couleur des feux de circulation. D’abord, la LED rouge s’allume pendant 60s, puis la LED verte s’allume pendant 30s ; ensuite, la LED jaune s’allume pendant 5s. Après cela, la LED rouge s’allume à nouveau pendant 60s. Cette série d’actions sera répétée en boucle. Pendant ce temps, l’affichage à 7 segments à 4 chiffres affiche le compte à rebours en continu.

Code

Note

Vous pouvez Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez aller dans le chemin du code source comme raphael-kit/python. Après avoir modifié le code, vous pouvez l’exécuter directement pour voir l’effet.

#!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import threading

#define the pins connect to 74HC595
SDI   = 24      #serial data input(DS)
RCLK  = 23     #memory clock input(STCP)
SRCLK = 18      #shift register clock input(SHCP)
number = (0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90)

placePin = (10,22,27,17)
ledPin =(25,8,7)

greenLight = 30
yellowLight = 5
redLight = 60
lightColor=("Red","Green","Yellow")

colorState=0
counter = 60
timer1 = 0


def setup():
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(SDI, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(RCLK, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(SRCLK, GPIO.OUT)
    for pin in placePin:
        GPIO.setup(pin,GPIO.OUT)
    for pin in ledPin:
        GPIO.setup(pin,GPIO.OUT)
    global timer1
    timer1 = threading.Timer(1.0,timer)
    timer1.start()

def clearDisplay():
    for i in range(8):
        GPIO.output(SDI, 1)
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.LOW)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.LOW)

def hc595_shift(data):
    for i in range(8):
        GPIO.output(SDI, 0x80 & (data << i))
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.LOW)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.LOW)

def pickDigit(digit):
    for i in placePin:
        GPIO.output(i,GPIO.LOW)
    GPIO.output(placePin[digit], GPIO.HIGH)

def timer():        #timer function
    global counter
    global colorState
    global timer1
    timer1 = threading.Timer(1.0,timer)
    timer1.start()
    counter-=1
    if (counter is 0):
        if(colorState is 0):
            counter= greenLight
        if(colorState is 1):
            counter=yellowLight
        if (colorState is 2):
            counter=redLight
        colorState=(colorState+1)%3
    print ("counter : %d    color: %s "%(counter,lightColor[colorState]))

def lightup():
    global colorState
    for i in range(0,3):
        GPIO.output(ledPin[i], GPIO.HIGH)
    GPIO.output(ledPin[colorState], GPIO.LOW)

def display():
    global counter

    a = counter % 10000//1000 + counter % 1000//100
    b = counter % 10000//1000 + counter % 1000//100 + counter % 100//10
    c = counter % 10000//1000 + counter % 1000//100 + counter % 100//10 + counter % 10

    if (counter % 10000//1000 == 0):
        clearDisplay()
    else:
        clearDisplay()
        pickDigit(3)
        hc595_shift(number[counter % 10000//1000])

    if (a == 0):
        clearDisplay()
    else:
        clearDisplay()
        pickDigit(2)
        hc595_shift(number[counter % 1000//100])

    if (b == 0):
        clearDisplay()
    else:
        clearDisplay()
        pickDigit(1)
        hc595_shift(number[counter % 100//10])

    if(c == 0):
        clearDisplay()
    else:
        clearDisplay()
        pickDigit(0)
        hc595_shift(number[counter % 10])

def loop():
    while True:
        display()
        lightup()

def destroy():   # When "Ctrl+C" is pressed, the function is executed.
    global timer1
    GPIO.cleanup()
    timer1.cancel()      #cancel the timer

if __name__ == '__main__': # Program starting from here
    setup()
    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

Explication du Code

SDI   = 24      #serial data input(DS)
RCLK  = 23     #memory clock input(STCP)
SRCLK = 18      #shift register clock input(SHCP)
number = (0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90)
placePin = (10,22,27,17)

def clearDisplay():
def hc595_shift(data):
def pickDigit(digit):
def display():

Ces codes sont utilisés pour réaliser la fonction d’affichage des chiffres sur un afficheur à 7 segments et 4 chiffres. Référez-vous au chapitre 1.1.5 du document pour plus de détails. Ici, nous utilisons les codes pour afficher le compte à rebours du temps des feux de circulation.

ledPin =(25,8,7)
colorState=0

def lightup():
    global colorState
    for i in range(0,3):
        GPIO.output(ledPin[i], GPIO.HIGH)
    GPIO.output(ledPin[colorState], GPIO.LOW)

Ces codes sont utilisés pour allumer et éteindre les LED.

greenLight = 30
yellowLight = 5
redLight = 60
lightColor=("Red","Green","Yellow")

colorState=0
counter = 60
timer1 = 0

def timer():        #timer function
    global counter
    global colorState
    global timer1
    timer1 = threading.Timer(1.0,timer)
    timer1.start()
    counter-=1
    if (counter is 0):
        if(colorState is 0):
            counter= greenLight
        if(colorState is 1):
            counter=yellowLight
        if (colorState is 2):
            counter=redLight
        colorState=(colorState+1)%3
    print ("counter : %d    color: %s "%(counter,lightColor[colorState]))

Ces codes sont utilisés pour activer et désactiver la minuterie. Référez-vous au chapitre 1.1.5 pour plus de détails. Ici, lorsque le compteur revient à zéro, colorState sera changé pour commuter la LED, et la minuterie sera réinitialisée à une nouvelle valeur.

def setup():
    # ...
    global timer1
    timer1 = threading.Timer(1.0,timer)
    timer1.start()

def loop():
    while True:
        display()
        lightup()

def destroy():   # When "Ctrl+C" is pressed, the function is executed.
    global timer1
    GPIO.cleanup()
    timer1.cancel()      #cancel the timer

if __name__ == '__main__': # Program starting from here
    setup()
    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

Dans la fonction setup(), démarrez la minuterie. Dans la fonction loop(), un while True est utilisé : appelez les fonctions relatives de l’afficheur à 7 segments et 4 chiffres et des LED en boucle.

Image du Phénomène

../_images/IMG_8319.jpg