.. note::
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.. _4.1.15_py:
4.1.15 Campanello d'Allarme
================================
Introduzione
-----------------
In questo progetto, realizzeremo un dispositivo di allarme manuale. Puoi sostituire
l'interruttore a levetta con un termistore o un sensore fotosensibile per creare un
allarme temperatura o un allarme luminoso.
Componenti Necessari
------------------------------
Per questo progetto, avremo bisogno dei seguenti componenti.
.. image:: ../img/list_Alarm_Bell.png
:align: center
È sicuramente conveniente acquistare un intero kit, ecco il link:
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - Nome
- ELEMENTI IN QUESTO KIT
- LINK
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
Puoi anche acquistarli separatamente dai link seguenti.
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - INTRODUZIONE COMPONENTE
- LINK PER L'ACQUISTO
* - :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_led`
- |link_led_buy|
* - :ref:`cpn_buzzer`
- |link_passive_buzzer_buy|
* - :ref:`cpn_slide_switch`
- |link_slide_switch_buy|
* - :ref:`cpn_transistor`
- |link_transistor_buy|
* - :ref:`cpn_capacitor`
- |link_capacitor_buy|
Schema del Circuito
-------------------------
============ ======== ======== ===
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
============ ======== ======== ===
.. image:: ../img/Schematic_three_one10.png
:align: center
Procedure Sperimentali
-----------------------------
**Passo 1**: Costruisci il circuito.
.. image:: ../img/image266.png
**Passo 2:** Cambia la directory.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python/
**Passo 3:** Esegui.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 4.1.15_AlarmBell.py
Dopo l'avvio del programma, l'interruttore a levetta verrà spostato verso destra,
e il cicalino emetterà suoni di allarme. Allo stesso tempo, i LED rosso e verde
lampeggeranno a una certa frequenza.
**Codice**
.. note::
Puoi **Modificare/Resettare/Copiare/Eseguire/Fermare** il codice qui sotto. Ma prima devi accedere al percorso del codice sorgente come ``raphael-kit/python``.
.. raw:: html
.. code-block:: python
#!/usr/bin/env python3
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import threading
BeepPin=22
ALedPin=17
BLedPin=27
switchPin=18
Buzz=0
flag =0
note=150
pitch=20
def setup():
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(BeepPin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(ALedPin,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(BLedPin,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(switchPin,GPIO.IN)
global Buzz
Buzz=GPIO.PWM(BeepPin,note)
def ledWork():
while flag:
GPIO.output(ALedPin,GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(ALedPin,GPIO.LOW)
GPIO.output(BLedPin,GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(BLedPin,GPIO.LOW)
def buzzerWork():
global pitch
global note
while flag:
if note >= 800 or note <=130:
pitch = -pitch
note = note + pitch
Buzz.ChangeFrequency(note)
time.sleep(0.01)
def on():
global flag
flag = 1
Buzz.start(50)
tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork)
tBuzz.start()
tLed = threading.Thread(target=ledWork)
tLed.start()
def off():
global flag
flag = 0
Buzz.stop()
GPIO.output(ALedPin,GPIO.LOW)
GPIO.output(BLedPin,GPIO.LOW)
def main():
lastState=0
while True:
currentState =GPIO.input(switchPin)
if currentState == 1 and lastState == 0:
on()
elif currentState == 0 and lastState == 1:
off()
lastState=currentState
def destroy():
off()
GPIO.cleanup()
if __name__ == '__main__':
setup()
try:
main()
except KeyboardInterrupt:
destroy()
**Spiegazione del Codice**
.. code-block:: python
import threading
Qui, importiamo il modulo ``Threading`` che ti permette di eseguire più
operazioni contemporaneamente, mentre i programmi normali possono eseguire
il codice solo dall'alto verso il basso. Con il modulo ``Threading``, il
LED e il cicalino possono funzionare separatamente.
.. code-block:: python
def ledWork():
while flag:
GPIO.output(ALedPin,GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(ALedPin,GPIO.LOW)
GPIO.output(BLedPin,GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(BLedPin,GPIO.LOW)
La funzione ``ledWork()`` imposta lo stato operativo dei 2 LED:
mantiene acceso il LED verde per 0,5s e poi lo spegne;
allo stesso modo, mantiene acceso il LED rosso per 0,5s e poi lo spegne.
.. code-block:: python
def buzzerWork():
global pitch
global note
while flag:
if note >= 800 or note <=130:
pitch = -pitch
note = note + pitch
Buzz.ChangeFrequency(note)
time.sleep(0.01)
La funzione ``buzzerWork()`` è utilizzata per impostare lo stato operativo del cicalino.
Qui impostiamo la frequenza tra 130 e 800, per accumulare o decrescere
a intervalli di 20.
.. code-block:: python
def on():
global flag
flag = 1
Buzz.start(50)
tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork)
tBuzz.start()
tLed = threading.Thread(target=ledWork)
tLed.start()
Nella funzione ``on()`` :
1) Definiamo la variabile ``flag=1``, che indica l'inizio del controllo
del thread.
2) Avviamo il cicalino, impostando il ciclo di lavoro al 50%.
3) Creiamo **2** thread separati affinché i LED e il cicalino possano funzionare
contemporaneamente.
La funzione ``threading.Thread()`` viene utilizzata per creare il thread e il suo prototipo è il seguente:
``class threading.Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}, *, daemon=None)``
Tra i metodi di costruzione, il parametro principale è ``target``,
dobbiamo assegnare un oggetto callable (in questo caso le funzioni ``ledWork``
e ``buzzerWork``) al parametro ``target``.
Successivamente, ``start()`` viene chiamato per avviare l'oggetto thread, ad esempio, ``tBuzz.start()`` avvia il nuovo thread ``tBuzz``.
.. code-block:: python
def off():
global flag
flag = 0
Buzz.stop()
GPIO.output(ALedPin,GPIO.LOW)
GPIO.output(BLedPin,GPIO.LOW)
La funzione ``off()`` definisce ``flag=0`` per uscire dai thread
**ledWork** e **buzzerWork** e quindi spegnere il cicalino e i LED.
.. code-block:: python
def main():
lastState=0
while True:
currentState =GPIO.input(switchPin)
if currentState == 1 and lastState == 0:
on()
elif currentState == 0 and lastState == 1:
off()
lastState=currentState
``main()`` contiene l'intero processo del programma: innanzitutto legge il
valore dell'interruttore a slitta; se l'interruttore è spostato a destra
(il valore di lettura è 1), viene chiamata la funzione ``on()``, e il cicalino
viene attivato per emettere suoni mentre i LED rosso e verde lampeggiano.
Altrimenti, il cicalino e i LED non funzionano.
Immagine del fenomeno
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.. image:: ../img/image267.jpeg
:align: center