注釈

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4.1.9 逆転アラーム

はじめに

このプロジェクトでは、LCD、ブザー、超音波センサを使用して、逆方向の補助システムを作成します。これをリモートコントロール車に取り付けて、車をガレージに逆転させる実際のプロセスをシミュレートできます。

必要な部品

このプロジェクトには、以下の部品が必要です。

../_images/list_Reversing_Alarm.png

キット一式を購入すると便利です。リンクは以下の通りです：

名前

このキットのアイテム

リンク

Raphael Kit

337

Raphael Kit

以下のリンクから部品を個別に購入することもできます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

GPIO拡張ボード

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ブレッドボード

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ジャンパーワイヤー

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抵抗器

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ブザー

-

トランジスタ

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超音波モジュール

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I2C LCD1602

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回路図

超音波センサは、自身と障害物との間の距離を検出し、その情報をコードの形でLCDに表示します。同時に、超音波センサは、異なる距離値に応じて、ブザーに異なる周波数のプロンプト音を発出させます。

T-Board Name

physical

wiringPi

BCM

GPIO23

Pin 16

4

23

GPIO24

Pin 18

5

24

GPIO17

Pin 11

0

17

SDA1

Pin 3

SCL1

Pin 5
../_images/Schematic_three_one3.png

実験手順

ステップ1: 回路を組み立てる。

../_images/image242.png

ステップ2: ディレクトリを変更する。

cd ~/raphael-kit/python/

ステップ3: 実行する。

sudo python3 4.1.9_ReversingAlarm.py

コードが実行されると、超音波センサモジュールは障害物までの距離を検出し、LCD1602に距離情報を表示します。さらに、ブザーは、距離に応じて周波数が変わる警告音を発します。

注釈

  • エラー FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1' が表示された場合、I2Cを有効にするために I2C設定 を参照してください。

  • エラー ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2' が表示された場合、 sudo pip3 install smbus2 を実行してください。

  • エラー OSError: [Errno 121] Remote I/O error が表示される場合、モジュールが誤って配線されているか、モジュールが壊れています。

  • コードと配線が正しいのに、LCDが内容を表示しない場合は、裏面のポテンショメータを回してコントラストを上げることができます。

コード

注釈

以下のコードは 修正/リセット/コピー/実行/停止 が可能です。ただし、それを行う前に、 raphael-kit/python のようなソースコードのパスへ移動する必要があります。コードを修正した後、その効果を直接確認するために実行することができます。

import LCD1602
import time
import RPi.GPIO as GPIO

TRIG = 16
ECHO = 18
BUZZER = 11

def lcdsetup():
LCD1602.init(0x27, 1)   # init(slave address, background light)
LCD1602.clear()
LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting')
LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
time.sleep(2)

def setup():
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(TRIG, GPIO.OUT)
GPIO.setup(ECHO, GPIO.IN)
GPIO.setup(BUZZER, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
lcdsetup()

def distance():
GPIO.output(TRIG, 0)
time.sleep(0.000002)

GPIO.output(TRIG, 1)
time.sleep(0.00001)
GPIO.output(TRIG, 0)

while GPIO.input(ECHO) == 0:
    a = 0
time1 = time.time()
while GPIO.input(ECHO) == 1:
    a = 1
time2 = time.time()

during = time2 - time1
return during * 340 / 2 * 100

def destroy():
GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
GPIO.cleanup()
LCD1602.clear()

def loop():
while True:
    dis = distance()
    print (dis, 'cm')
    print ('')
    GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
    if (dis > 400):
        LCD1602.clear()
        LCD1602.write(0, 0, 'Error')
        LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
        time.sleep(0.5)
    else:
        LCD1602.clear()
        LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
        LCD1602.write(5, 1, str(round(dis,2)) +' cm')
        if(dis>=50):
            time.sleep(0.5)
        elif(dis<50 and dis>20):
            for i in range(0,2,1):
                GPIO.output(BUZZER, GPIO.HIGH)
                time.sleep(0.05)
                GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
                time.sleep(0.2)
        elif(dis<=20):
            for i in range(0,5,1):
                GPIO.output(BUZZER, GPIO.HIGH)
                time.sleep(0.05)
                GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
                time.sleep(0.05)


if __name__ == "__main__":
    setup()
    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

コード説明

def lcdsetup():
    LCD1602.init(0x27, 1)   # init(slave address, background light)

def setup():
    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
    GPIO.setup(TRIG, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(ECHO, GPIO.IN)
    GPIO.setup(BUZZER, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    lcdsetup()

このプログラムでは、前回使用したコンポーネントを総合的に利用しています。 ここでは、ブザー、LCD、超音波を使用しています。これらを前回と同じ方法で初期化することができます。

dis = distance()
print (dis, 'cm')
print ('')
GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
if (dis > 400):
    LCD1602.clear()
    LCD1602.write(0, 0, 'Error')
    LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
    time.sleep(0.5)
else:
    LCD1602.clear()
    LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
    LCD1602.write(5, 1, str(round(dis,2)) +' cm')

ここで超音波センサの値を取得し、計算を通じて距離を求めます。距離の値が検出される値の範囲よりも大きい場合、LCDにエラーメッセージが表示されます。距離が動作範囲内である場合、対応する結果が出力されます。

LCD1602.write(5, 1, str(round(dis,2)) +' cm')

LCDの出力は文字型のみをサポートしているため、数値を文字に変換するために str() を使用する必要があります。これを小数点第2位まで丸めます。

if(dis>=50):
    time.sleep(0.5)
elif(dis<50 and dis>20):
    for i in range(0,2,1):
        GPIO.output(BUZZER, GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.05)
        GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.2)
elif(dis<=20):
    for i in range(0,5,1):
        GPIO.output(BUZZER, GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.05)
        GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.05)

この判断条件は、ブザーの音を制御するために使用されます。 距離の違いに応じて、3つのケースに分けることができ、それぞれで異なる音の周波数が出力されます。遅延の合計値は500なので、これにより超音波センサが動作するための500msの間隔を提供することができます。

現象の画像

../_images/image243.jpeg