.. note::
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.. _4.1.15_py_pi5:
4.1.12 アラームベル
=======================
概要
-----------------
このプロジェクトでは、手動アラームデバイスを作成します。トグルスイッチをサーミスタまたは光感知センサーに置き換えて、温度アラームまたは光アラームを作成できます。
必要な部品
------------------------------
このプロジェクトには、次のコンポーネントが必要です。
.. image:: ../python_pi5/img/4.1.15_alarm_bell_list.png
:width: 800
:align: center
一式を購入するのが便利です、こちらがリンクです：
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - 名前
- このキットのアイテム
- リンク
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
以下のリンクから別々に購入することもできます。
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - コンポーネントの紹介
- 購入リンク
* - :ref:`cpn_gpio_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|
回路図
-------------------------
============ ======== ======== ===
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:: ../python_pi5/img/4.1.15_alarm_bell_schematic.png
:width: 600
:align: center
実験手順
-----------------------------
**ステップ 1**: 回路を組み立てます。
.. image:: ../python_pi5/img/4.1.15_alarm_bell_circuit.png
**ステップ 2**: ディレクトリを変更します。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python-pi5
**ステップ 3**: 実行します。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 3.1.10_AlarmBell_zero.py
プログラムを起動した後、トグルスイッチを右に切り替えると、ブザーからアラーム音が鳴ります。同時に、赤と緑のLEDが一定の頻度で点滅します。
コード
----------------
.. note::
以下のコードを **修正/リセット/コピー/実行/停止** することができます。ただし、その前に ``raphael-kit/python-pi5`` のソースコードパスに移動する必要があります。
.. raw:: html
.. code-block:: python
#!/usr/bin/env python3
from gpiozero import LED, Button, TonalBuzzer
import time
import threading
# Initialize TonalBuzzer on GPIO pin 22
BeepPin = TonalBuzzer(22)
# Initialize LEDs on GPIO pins 17 and 27
ALedPin = LED(17)
BLedPin = LED(27)
# Initialize Button on GPIO pin 18
switchPin = Button(18)
# Global flag to control the buzzer and LED states
flag = 0
def ledWork():
"""
Control LED blinking pattern based on the flag state.
When flag is set, alternately blink ALedPin and BLedPin.
"""
while True:
if flag:
# Alternate blinking of LEDs
ALedPin.on()
time.sleep(0.5)
ALedPin.off()
BLedPin.on()
time.sleep(0.5)
BLedPin.off()
else:
# Turn off both LEDs if flag is not set
ALedPin.off()
BLedPin.off()
# Define the musical tune as a list of notes and their durations
tune = [
('C4', 0.1), ('E4', 0.1), ('G4', 0.1),
(None, 0.1),
('E4', 0.1), ('G4', 0.1), ('C5', 0.1),
(None, 0.1),
('C5', 0.1), ('G4', 0.1), ('E4', 0.1),
(None, 0.1),
('G4', 0.1), ('E4', 0.1), ('C4', 0.1),
(None, 0.1)
]
def buzzerWork():
"""
Play a tune using the buzzer based on the flag state.
The tune is played only when the flag is set.
"""
while True:
for note, duration in tune:
if flag == 0:
break
print(note) # Output the current note to the console
BeepPin.play(note) # Play the current note
time.sleep(duration) # Pause for the duration of the note
BeepPin.stop() # Stop the buzzer after playing the tune
def main():
"""
Monitor button press to update the flag state.
Sets the flag when the button is pressed.
"""
global flag
while True:
flag = 1 if switchPin.is_pressed else 0
try:
# Initialize and start threads for buzzer and LED control
tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork)
tBuzz.start()
tLed = threading.Thread(target=ledWork)
tLed.start()
main()
except KeyboardInterrupt:
# Stop the buzzer and turn off LEDs on program interruption
BeepPin.stop()
ALedPin.off()
BLedPin.off()
**コードの説明**
1. このセグメントでは、遅延とスレッド処理の実装に必要なライブラリのインポートを行います。また、Raspberry Pi上のGPIOデバイスを制御するために、gpiozeroライブラリからLED、Button、およびTonalBuzzerクラスもインポートしています。
.. code-block:: python
#!/usr/bin/env python3
from gpiozero import LED, Button, TonalBuzzer
import time
import threading
2. GPIOピン22にブザー、GPIOピン17と27にLED、GPIOピン18にボタンをセットアップします。ブザーとLEDの状態を管理するために、グローバルフラグも定義されています。
.. code-block:: python
# Initialize TonalBuzzer on GPIO pin 22
BeepPin = TonalBuzzer(22)
# Initialize LEDs on GPIO pins 17 and 27
ALedPin = LED(17)
BLedPin = LED(27)
# Initialize Button on GPIO pin 18
switchPin = Button(18)
# Global flag to control the buzzer and LED states
flag = 0
3. この関数は、フラグの状態に応じてLEDの点滅を制御します。フラグが設定されている（1）場合、各LEDをオンとオフに交互に切り替えます。フラグが設定されていない（0）場合、両方のLEDをオフにします。
.. code-block:: python
def ledWork():
"""
Control LED blinking pattern based on the flag state.
When flag is set, alternately blink ALedPin and BLedPin.
"""
while True:
if flag:
# Alternate blinking of LEDs
ALedPin.on()
time.sleep(0.5)
ALedPin.off()
BLedPin.on()
time.sleep(0.5)
BLedPin.off()
else:
# Turn off both LEDs if flag is not set
ALedPin.off()
BLedPin.off()
4. 音楽の音符（周波数）と持続時間（秒）のシーケンスである「tune」が定義されています。
.. code-block:: python
# Define the musical tune as a list of notes and their durations
tune = [
('C4', 0.1), ('E4', 0.1), ('G4', 0.1),
(None, 0.1),
('E4', 0.1), ('G4', 0.1), ('C5', 0.1),
(None, 0.1),
('C5', 0.1), ('G4', 0.1), ('E4', 0.1),
(None, 0.1),
('G4', 0.1), ('E4', 0.1), ('C4', 0.1),
(None, 0.1)
]
5. フラグが設定されている場合に予め定義されたメロディを演奏します。演奏中にフラグが解除されると、演奏が停止します。
.. code-block:: python
def buzzerWork():
"""
Play a tune using the buzzer based on the flag state.
The tune is played only when the flag is set.
"""
while True:
for note, duration in tune:
if flag == 0:
break
print(note) # Output the current note to the console
BeepPin.play(note) # Play the current note
time.sleep(duration) # Pause for the duration of the note
BeepPin.stop() # Stop the buzzer after playing the tune
6. ボタンの状態を確認し、フラグを設定または解除します。
.. code-block:: python
def main():
"""
Monitor button press to update the flag state.
Sets the flag when the button is pressed.
"""
global flag
while True:
flag = 1 if switchPin.is_pressed else 0
7. ``buzzerWork`` と ``ledWork`` のスレッドを開始し、それらをメイン関数と同時に実行できるようにします。
.. code-block:: python
try:
# Initialize and start threads for buzzer and LED control
tBuzz = threading.Thread(target=buzzerWork)
tBuzz.start()
tLed = threading.Thread(target=ledWork)
tLed.start()
main()
8. プログラムが中断されたときに、きれいに終了するように、ブザーを停止し、LEDをオフにします。
.. code-block:: python
except KeyboardInterrupt:
# Stop the buzzer and turn off LEDs on program interruption
BeepPin.stop()
ALedPin.off()
BLedPin.off()