注釈
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4.1.4 リバースアラーム¶
はじめに¶
このプロジェクトでは、LCD、ブザー、超音波センサーを使用して、リバースアシスト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、車をガレージにバック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、次のコンポーネントが必要です。
一式を購入するのが便利です、こちらがリンクです：
名前 |
このキットのアイテム |
リンク |
|---|---|---|
Raphael Kit |
337 |
以下のリンクから別々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 |
|---|---|
- |
|
回路図¶
超音波センサーは、障害物との距離をコードの形でLCDに表示します。同時に、超音波センサーは異なる距離値に応じてブザーから警告音を出力します。
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 |
実験手順¶
ステップ1: 回路を組み立てます。
ステップ2: ディレクトリを変更します。
cd ~/raphael-kit/python-pi5
ステップ3: 実行します。
sudo python3 3.1.3_ReversingAlarm_zero.py
このコードを実行すると、超音波センサーモジュールが障害物までの距離を検出し、その距離情報をLCD1602に表示し、同時にブザーから距離に応じて周波数が変化する警告音が鳴ります。
注釈
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1'エラーが発生した場合は、I2Cを有効にするために I2C設定 を参照してください。ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2'エラーが表示された場合は、sudo pip3 install smbus2を実行してください。エラー
OSError: [Errno 121] Remote I/O errorが表示された場合、モジュールの接続が誤っているか、モジュールが壊れていることを意味します。コードと配線は正常ですが、LCDにコンテンツが表示されない場合は、バックのポテンショメーターを回してコントラストを増加させることができます。
コード
注釈
以下のコードを 変更/リセット/コピー/実行/停止 することができます。ただし、変更する前に raphael-kit/python-pi5 のようなソースコードのパスに移動する必要があります。コードを変更した後、効果を確認するために直接実行できます。
#!/usr/bin/env python3
import LCD1602
import time
from gpiozero import DistanceSensor, Buzzer
# Initialize the ultrasonic sensor with GPIO pins
sensor = DistanceSensor(echo=24, trigger=23) # Echo pin is GPIO 24, Trigger pin is GPIO 23
# Initialize the buzzer connected to GPIO pin 17
buzzer = Buzzer(17)
def lcdsetup():
# Initialize the LCD with I2C address and enable backlight
LCD1602.init(0x27, 1) # 0x27 is the I2C address of the LCD
LCD1602.clear() # Clear the LCD display
# Display startup messages on LCD
LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting')
LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder')
time.sleep(2) # Wait for 2 seconds
def distance():
# Calculate and return the distance measured by the sensor
dis = sensor.distance * 100 # Convert distance to centimeters
print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis)) # Print distance with two decimal places
time.sleep(0.3) # Wait for 0.3 seconds before next measurement
return dis
def loop():
# Continuously measure distance and update LCD and buzzer
while True:
dis = distance() # Get the current distance
# Display distance and handle alerts based on distance
if dis > 400: # Check if distance is out of range
LCD1602.clear()
LCD1602.write(0, 0, 'Error')
LCD1602.write(3, 1, 'Out of range')
time.sleep(0.5)
else:
# Display current distance on LCD
LCD1602.clear()
LCD1602.write(0, 0, 'Distance is')
LCD1602.write(5, 1, str(round(dis, 2)) + ' cm')
# Adjust buzzer frequency based on distance
if dis >= 50:
time.sleep(0.5)
elif 20 < dis < 50:
# Medium distance: medium buzzer frequency
for _ in range(2):
buzzer.on()
time.sleep(0.05)
buzzer.off()
time.sleep(0.2)
elif dis <= 20:
# Close distance: high buzzer frequency
for _ in range(5):
buzzer.on()
time.sleep(0.05)
buzzer.off()
time.sleep(0.05)
try:
lcdsetup() # Setup the LCD display
loop() # Start the measurement loop
except KeyboardInterrupt:
# Turn off buzzer and clear LCD on user interrupt (e.g., Ctrl+C)
buzzer.off()
LCD1602.clear()
コードの説明
このスクリプトでは、さまざまなライブラリを機能に活用しています。
LCD1602ライブラリはLCDディスプレイを管理し、timeは時間に関連する機能を提供します。gpiozeroライブラリは、Raspberry PiのGPIOピン操作に必要であり、特にDistanceSensorとBuzzerの操作に使用されます。#!/usr/bin/env python3 import LCD1602 import time from gpiozero import DistanceSensor, Buzzer
超音波センサーは、エコーとトリガーピンがそれぞれGPIOピン24と23に接続されてセットアップされています。さらに、ブザーはGPIOピン17に接続されています。
# Initialize the ultrasonic sensor with GPIO pins sensor = DistanceSensor(echo=24, trigger=23) # Echo pin is GPIO 24, Trigger pin is GPIO 23 # Initialize the buzzer connected to GPIO pin 17 buzzer = Buzzer(17)
LCDディスプレイの初期化では、クリアしてから起動メッセージを表示する手順が含まれています。
def lcdsetup(): # Initialize the LCD with I2C address and enable backlight LCD1602.init(0x27, 1) # 0x27 is the I2C address of the LCD LCD1602.clear() # Clear the LCD display # Display startup messages on LCD LCD1602.write(0, 0, 'Ultrasonic Starting') LCD1602.write(1, 1, 'By SunFounder') time.sleep(2) # Wait for 2 seconds
distance関数は超音波センサーによって測定された距離を計算し、センチメートル単位で値を返します。def distance(): # Calculate and return the distance measured by the sensor dis = sensor.distance * 100 # Convert distance to centimeters print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis)) # Print distance with two decimal places time.sleep(0.3) # Wait for 0.3 seconds before next measurement return dis
メインループは距離を連続的に測定し、LCDとブザーの両方を更新します。測定された距離に基づいて異なる距離範囲を処理し、エラーメッセージを表示したり、測定された距離に基づいてブザーの周波数を変更したりします。
def loop(): # Continuously measure distance and update LCD and buzzer while True: dis = distance() # Get the current distance # Display distance and handle alerts based on distance if dis > 400: # Check if distance is out of range LCD1602.clear() LCD1602.write(0, 0, 'Error') LCD1602.write(3, 1, 'Out of range') time.sleep(0.5) else: # Display current distance on LCD LCD1602.clear() LCD1602.write(0, 0, 'Distance is') LCD1602.write(5, 1, str(round(dis, 2)) + ' cm') # Adjust buzzer frequency based on distance if dis >= 50: time.sleep(0.5) elif 20 < dis < 50: # Medium distance: medium buzzer frequency for _ in range(2): buzzer.on() time.sleep(0.05) buzzer.off() time.sleep(0.2) elif dis <= 20: # Close distance: high buzzer frequency for _ in range(5): buzzer.on() time.sleep(0.05) buzzer.off() time.sleep(0.05)
実行時、スクリプトはLCDをセットアップし、メインループに入ります。キーボードコマンド（Ctrl+C）で割り込みが発生すると、ブザーがオフになり、LCDがクリアされます。
try: lcdsetup() # Setup the LCD display loop() # Start the measurement loop except KeyboardInterrupt: # Turn off buzzer and clear LCD on user interrupt (e.g., Ctrl+C) buzzer.off() LCD1602.clear()