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Lektion 29: Verkehrsampelmodul

In dieser Lektion lernst du, ein Verkehrsampelsystem mit dem Raspberry Pi Pico W zu erstellen. Du programmierst den Pico W, um drei LEDs - rot, gelb und grün - zu steuern, und simulierst damit eine echte Verkehrsampel. Dieses Projekt bietet eine praktische Einführung in die Verwendung von Pulsweitenmodulation (PWM) zur Steuerung der Helligkeit von LEDs und grundlegende Steuerstrukturen in MicroPython. Es ist ideal für Anfänger, die die digitale Signalverarbeitung erkunden und Selbstvertrauen beim Codieren auf der Plattform des Raspberry Pi Pico W gewinnen möchten.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch separat über die folgenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi Pico W	KAUFEN
Ampelmodul	KAUFEN
Steckbrett	KAUFEN

Verdrahtung

../_images/Lesson_29_Traffic_Light_Module_pico_bb.png

Code

from machine import Pin, PWM
import time

# Initialize pins for LEDs
red = PWM(Pin(26), freq=1000)  #  red LED
yellow = PWM(Pin(27), freq=1000)  #  yellow LED
green = PWM(Pin(28), freq=1000)  # green LED


# Function to set the brightness of an LED (0-100%)
def set_brightness(led, brightness):
    if brightness < 0 or brightness > 100:
        raise ValueError("Brightness should be between 0 and 100")
    led.duty_u16(int(brightness / 100 * 65535))


try:
    # Example sequence
    while True:

        # Green light for 5 seconds
        set_brightness(green, 100)
        time.sleep(5)
        set_brightness(green, 0)

        # Blink Yellow light
        set_brightness(yellow, 100)
        time.sleep(0.5)
        set_brightness(yellow, 0)
        time.sleep(0.5)
        set_brightness(yellow, 100)
        time.sleep(0.5)
        set_brightness(yellow, 0)
        time.sleep(0.5)
        set_brightness(yellow, 100)
        time.sleep(0.5)
        set_brightness(yellow, 0)
        time.sleep(0.5)

        # Red light for 5 seconds
        set_brightness(red, 100)
        time.sleep(5)
        set_brightness(red, 0)

except KeyboardInterrupt:
    # Turn off RGB LED on interrupt
    set_brightness(red, 0)
    set_brightness(yellow, 0)
    set_brightness(green, 0)

Codeanalyse

Bibliotheken importieren

Die Bibliothek machine wird zur Steuerung von Hardwarekomponenten verwendet, und time dient zur Erzeugung von Verzögerungen.
```
from machine import Pin, PWM
import time
```

Initialisierung der LED-Pins

Hier initialisieren wir die Pins, die mit den LEDs verbunden sind. PWM wird verwendet, um die Helligkeit der LEDs zu steuern.

red = PWM(Pin(26), freq=1000)  #  red LED
yellow = PWM(Pin(27), freq=1000)  #  yellow LED
green = PWM(Pin(28), freq=1000)  # green LED

Definition der Funktion zur Einstellung der Helligkeit

Bemerkung

Da die Pins des Raspberry Pi Pico nur eine maximale Spannung von 3,3V ausgeben können, erscheint die grüne LED gedimmt.

Diese Funktion setzt die Helligkeit der LEDs. Sie nimmt zwei Parameter an: die LED und den gewünschten Helligkeitswert (0-100%). Die Methode duty_u16 wird verwendet, um den PWM-Tastgrad festzulegen.
```
def set_brightness(led, brightness):
    if brightness < 0 or brightness > 100:
        raise ValueError("Brightness should be between 0 and 100")
    led.duty_u16(int(brightness / 100 * 65535))
```

Hauptschleife und Verkehrsampelabfolge

Die Schleife while True lässt den Code kontinuierlich laufen. Sie steuert die Abfolge der Verkehrsampel: grün, gelb (blinkend) und rot.

try:
    while True:
        # Green light for 5 seconds
        set_brightness(green, 100)
        time.sleep(5)
        set_brightness(green, 0)
        ...

Behandlung des Tastaturabbruchs

Der Block except KeyboardInterrupt wird verwendet, um eine manuelle Unterbrechung (wie Ctrl+C) zu behandeln. Er schaltet alle LEDs aus, wenn das Skript unterbrochen wird.
```
except KeyboardInterrupt:
    set_brightness(red, 0)
    set_brightness(yellow, 0)
    set_brightness(green, 0)
```