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4.1.8 Benvenuto

Introduzione

In questo progetto, utilizzeremo il PIR per rilevare il movimento dei pedoni e useremo servomotori, LED e buzzer per simulare il funzionamento di una porta automatica di un negozio. Quando un pedone entra nell’area di rilevamento del PIR, si accenderà la spia, la porta si aprirà e il buzzer suonerà una melodia di benvenuto.

Componenti necessari

In questo progetto, avremo bisogno dei seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kit Raphael	337	Raphael Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

INTRODUZIONE AI COMPONENTI	LINK PER L’ACQUISTO
Scheda di estensione GPIO	ACQUISTA
Breadboard	ACQUISTA
Cavi Jumper	ACQUISTA
Resistore	ACQUISTA
LED	ACQUISTA
Modulo Sensore di Movimento PIR	-
Servo	ACQUISTA
Cicalino	ACQUISTA
Transistor	ACQUISTA

Schema elettrico

T-Board Name	physical	wiringPi	BCM
GPIO18	Pin 12	1	18
GPIO17	Pin 11	0	17
GPIO27	Pin 13	2	27
GPIO22	Pin 15	3	22

Procedure sperimentali

Passo 1: Costruisci il circuito.

Passo 2: Cambia directory.

cd ~/raphael-kit/python/

Passo 3: Esegui.

sudo python3 4.1.8_Welcome.py

Dopo l’esecuzione del codice, se il sensore PIR rileva il passaggio di una persona, la porta si aprirà automaticamente (simulata dal servomotore), si accenderà l’indicatore e verrà riprodotta la melodia del campanello. Dopo che la melodia è terminata, il sistema chiuderà automaticamente la porta e spegnerà la spia, in attesa del passaggio successivo.

Ci sono due potenziometri sul modulo PIR: uno regola la sensibilità e l’altro la distanza di rilevamento. Per far funzionare meglio il modulo PIR, devi girarli entrambi completamente in senso antiorario.

Codice

Nota

Puoi Modificare/Resettare/Copiare/Eseguire/Fermare il codice qui sotto. Ma prima di farlo, devi accedere al percorso del codice sorgente come raphael-kit/python. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto.

#!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import time

SERVO_MIN_PULSE = 500
SERVO_MAX_PULSE = 2500

ledPin = 18    # definire il ledPin
pirPin = 17    # definire il sensorPin
servoPin = 22  # definire il servoPin
buzPin = 27    # definire il buzzerpin


CL = [0, 131, 147, 165, 175, 196, 211, 248]        # Frequenze delle note di Do basso

CM = [0, 262, 294, 330, 350, 393, 441, 495]        # Frequenze delle note di Do medio

CH = [0, 525, 589, 661, 700, 786, 882, 990]        # Frequenze delle note di Do alto

song = [    CH[5],CH[2],CM[6],CH[2],CH[3],CH[6],CH[3],CH[5],CH[3],CM[6],CH[2]    ]

beat = [    1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,]


def setup():
    global p
    global Buzz                        # Assegna una variabile globale per sostituire GPIO.PWM
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)       # Numerazione dei GPIO in base alla posizione fisica
    GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)   # Imposta il ledPin come uscita
    GPIO.setup(pirPin, GPIO.IN)    # Imposta il sensorPin come ingresso
    GPIO.setup(servoPin, GPIO.OUT)   # Imposta il servoPin come uscita
    GPIO.output(servoPin, GPIO.LOW)  # Imposta il servoPin su low
    GPIO.setup(buzPin, GPIO.OUT)    # Imposta i pin come uscite

    Buzz = GPIO.PWM(buzPin, 440)    # 440 è la frequenza iniziale.
    Buzz.start(50)                    # Avvia il pin del buzzer con un duty cycle del 50%

    p = GPIO.PWM(servoPin, 50)     # Imposta la frequenza a 50Hz
    p.start(0)                     # Duty Cycle = 0

def map(value, inMin, inMax, outMin, outMax):
    return (outMax - outMin) * (value - inMin) / (inMax - inMin) + outMin


def setAngle(angle):      # Fa ruotare il servo ad un angolo specifico (0-180 gradi)
    angle = max(0, min(180, angle))
    pulse_width = map(angle, 0, 180, SERVO_MIN_PULSE, SERVO_MAX_PULSE)
    pwm = map(pulse_width, 0, 20000, 0, 100)
    p.ChangeDutyCycle(pwm) # Mappa l'angolo al duty cycle e lo applica

def doorbell():
    for i in range(1, len(song)):        # Riproduci il brano 1
        Buzz.ChangeFrequency(song[i])    # Cambia la frequenza in base alla nota della canzone
        time.sleep(beat[i] * 0.25)        # Ritarda una nota per beat * 0.25s
    time.sleep(1)                        # Attendi un secondo per la prossima canzone.

def closedoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
    for i in range(180, -1, -1): # Fa ruotare il servo da 180 a 0 gradi
        setAngle(i)
        time.sleep(0.001)
    time.sleep(1)

def opendoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
    for i in range(0, 181, 1):   # Fa ruotare il servo da 0 a 180 gradi
        setAngle(i)     # Scrivi sul servo
        time.sleep(0.001)
    time.sleep(1)
    doorbell()
    closedoor()

def loop():
    while True:
        if GPIO.input(pirPin)==GPIO.HIGH:
            opendoor()


def destroy():
    GPIO.cleanup()                     # Rilascia le risorse
    p.stop()
    Buzz.stop()

if __name__ == '__main__':     # Il programma parte da qui
    setup()
    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:  # Quando viene premuto 'Ctrl+C', il programma eseguirà destroy()
        destroy()

Spiegazione del Codice

def setup():
    global p
    global Buzz                        # Assegna una variabile globale per sostituire GPIO.PWM
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)       # Numerazione dei GPIO in base alla posizione fisica
    GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)   # Imposta il ledPin come uscita
    GPIO.setup(pirPin, GPIO.IN)    # Imposta il sensorPin come ingresso
    GPIO.setup(buzPin, GPIO.OUT)    # Imposta i pin come uscite
    Buzz = GPIO.PWM(buzPin, 440)    # 440 è la frequenza iniziale.
    Buzz.start(50)                    # Avvia il pin del buzzer con un duty cycle del 50%
    GPIO.setup(servoPin, GPIO.OUT)   # Imposta il servoPin come uscita
    GPIO.output(servoPin, GPIO.LOW)  # Imposta il servoPin su low
    p = GPIO.PWM(servoPin, 50)     # Imposta la frequenza a 50Hz
    p.start(0)                     # Duty Cycle = 0

Queste istruzioni servono per inizializzare i pin di ciascun componente.

def setAngle(angle):      # Fa ruotare il servo ad un angolo specifico (0-180 gradi)
    angle = max(0, min(180, angle))
    pulse_width = map(angle, 0, 180, SERVO_MIN_PULSE, SERVO_MAX_PULSE)
    pwm = map(pulse_width, 0, 20000, 0, 100)
    p.ChangeDutyCycle(pwm) # Mappa l'angolo al duty cycle e lo applica

Crea una funzione, servowrite per impostare l’angolo del servo tra 0 e 180 gradi.

def doorbell():
    for i in range(1,len(song)): # Riproduci il brano1
        Buzz.ChangeFrequency(song[i]) # Cambia la frequenza in base alla nota della canzone
        time.sleep(beat[i] * 0.25) # Ritarda una nota per beat * 0.25s

Crea una funzione, doorbell per far suonare la musica al buzzer.

def closedoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
    Buzz.ChangeFrequency(1)
    for i in range(180, -1, -1): # Fa ruotare il servo da 180 a 0 gradi
        setAngle(i)
        time.sleep(0.001)

Chiude la porta e spegne la spia.

def opendoor():
    GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
    for i in range(0, 181, 1):   # Fa ruotare il servo da 0 a 180 gradi
        setAngle(i)     # Scrivi sul servo
        time.sleep(0.001)
    doorbell()
    closedoor()

La funzione, opendoor() consiste in diverse parti: accende la spia, ruota il servo (per simulare l’apertura della porta), suona la musica del campanello del negozio e chiama la funzione closedoor() dopo la musica.

def loop():
while True:
    if GPIO.input(pirPin)==GPIO.HIGH:
        opendoor()

Quando il PIR rileva il passaggio di qualcuno, chiama la funzione, opendoor().

4.1.8 Benvenuto

Introduzione

Componenti necessari

Schema elettrico

Procedure sperimentali

Immagine del fenomeno