- Potrebný materiál:
- Modul IR snímača:
- Schéma zapojenia a vysvetlenie:
- Programovanie vášho Raspberry Pi:
- Pracovné:
Ako všetci vieme, Raspberry Pi je úžasná vývojová platforma založená na mikroprocesore ARM. Vďaka vysokej výpočtovej sile dokáže v rukách nadšencov alebo študentov elektroniky zázraky. To všetko je možné len vtedy, ak vieme, ako dosiahnuť interakciu so skutočným svetom. Existuje veľa senzorov, ktoré dokážu detekovať určité parametre zo sveta reálneho času a preniesť ich do digitálneho sveta. Mnohé projekty Raspberry Pi sme pokryli mnohými senzormi. Raspberry Pi je prínosom aj pre projekty IoT, pretože sa jedná o vreckový počítač so zabudovanou Wi-Fi a schopnosťou mikrokontroléra.
V tomto tutoriále sa dozvieme, ako môžeme prepojiť IR senzor s Raspberry pi. Tieto snímače sa najčastejšie používajú v malých robotoch, ako sú robot na sledovanie riadkov, roboty vyhýbajúce sa hranám atď. Jednoducho povedané, dokáže detekovať prítomnosť objektov pred ním a tiež rozlišovať medzi bielou a čiernou farbou. Znie to dobre, že?
Naučme sa teda, ako prepojiť tento snímač s Raspberry Pi. Pokiaľ v tomto projekte nie je pred IR senzorom žiadny predmet, potom zostane červená LED rozsvietená a hneď ako niečo umiestnime pred IR senzor, červená LED zhasne a zelená LED sa rozsvieti. Tento obvod môže slúžiť aj ako bezpečnostný poplachový obvod.
Potrebný materiál:
- Raspberry Pi 3 (akýkoľvek model)
- Modul IR snímača
- Zelená a červená LED dióda
- Nepál
- Pripojovacie vodiče
Modul IR snímača:
IR senzory (infračervený senzor) sú moduly, ktoré detekujú prítomnosť objektov pred nimi. Ak je objekt prítomný, dá na výstup 3,3 V a ak nie je, dá 0 voltov. To je možné pomocou dvojice infračervených párov (vysielač a prijímač), vysielač (IR LED) bude vysielať infračervený lúč, ktorý sa odrazí, ak je pred ním objekt. Tento infračervený lúč bude prijímaný späť prijímačom (fotodióda) a po zosilnení pomocou spojenia op-amp LM358 bude výstup vysoký. Tu sa môžete dozvedieť viac o obvode modulu IR snímača.
IR senzor použitý v tomto projekte je zobrazený vyššie. Rovnako ako všetky IR senzory má tri piny 5V, Gnd a Out. Modul je napájaný z 5V kolíka z Raspberry Pi a výstupný kolík je pripojený k GPIO14 z Raspberry Pi. Potenciometer na vrchnej strane modulu je možné použiť na nastavenie dosahu infračerveného senzora.
Schéma zapojenia a vysvetlenie:
Schéma zapojenia pre pripojenie Raspberry Pi k IR senzoru je uvedená nižšie. Ako vidíte, schéma zapojenia je veľmi jednoduchá. IR modul sme napájali priamo z 5V a uzemňovacieho kolíka Raspberry Pi. Výstupný kolík infračerveného modulu je pripojený k GPIO14. Na indikáciu stavu objektu sme tiež použili dve LED (zelené a červené). Tieto dve LED diódy sú pripojené k GPIO3 a GPIO2.
Pretože piny GPIO Raspberry Pi sú 3,3 V, rezistor obmedzujúci prúd nie je povinný. Ak je to však potrebné, medzi uzemňovací kolík LED a Raspberry Pi je možné pridať odpor s hodnotou 470 ohmov. Celý obvod je napájaný 5V mobilnou nabíjačkou cez micro USB port Raspberry pi.
Poznámka: Pri pripájaní ľubovoľného snímača sa uistite, že je uzemnenie snímača pripojené k zemi MCU alebo MPU (tu Raspberry Pi). Až potom budú môcť komunikovať.
Programovanie vášho Raspberry Pi:
Tu používame programovací jazyk Python na programovanie RPi. Existuje mnoho spôsobov, ako programovať svoje Raspberry Pi. V tomto tutoriále používame prostredie Python 3 IDE, pretože je to najpoužívanejšie. Kompletný program Python je uvedený na konci tohto návodu. Viac informácií o programovaní a spúšťaní kódu v Raspberry Pi sa dozviete tu.
Povieme si o niekoľkých príkazoch, ktoré použijeme v programe PYHTON,
Chystáme sa importovať súbor GPIO z knižnice, funkcia nižšie nám umožňuje programovať GPIO piny PI. Premenujeme „GPIO“ na „IO“, takže v programe budeme kedykoľvek, keď budeme chcieť odkazovať na piny GPIO, použiť slovo „IO“.
importovať RPi.GPIO ako IO
Niekedy, keď piny GPIO, ktoré sa snažíme používať, môžu robiť nejaké ďalšie funkcie. V takom prípade dostaneme varovania počas vykonávania programu. Príkaz dole povie PI, aby ignoroval varovania a pokračoval v programe.
IO.setwarnings (False)
Môžeme označiť GPIO piny PI, buď číslom kolíka na doske, alebo počtom ich funkcií. Rovnako ako „PIN 29“ na doske je „GPIO5“. Takže tu hovoríme, že tu budeme špendlík reprezentovať číslom „29“ alebo „5“.
IO.setmode (IO.BCM)
Nastavujeme 3 piny ako vstupné / výstupné piny. Dva výstupné kolíky budú ovládať LED a vstupný kolík bude čítať signál z IR snímača.
IO.setup (2, IO.OUT) #GPIO 2 -> Červená LED ako výstup IO.setup (3, IO.OUT) #GPIO 3 -> Zelená LED ako výstup IO.setup (14, IO.IN) #GPIO 14 -> IR senzor ako vstup
Teraz musíme vypnúť zelenú LED a rozsvietiť červenú LED, keď je objekt ďaleko. To je možné vykonať kontrolou kolíka GPIO14.
if (IO.input (14) == True): #object is far away IO.output (2, True) #Red led ON IO.output (3, False) # Green LED OFF
Podobne musíme rozsvietiť zelenú LED a vypnúť červenú LED, keď je objekt blízko.
if (IO.input (14) == False): #objekt je blízko IO.output (3, True) # zelená LED ZAPNUTÁ IO.output (2, False) # červená LED vypnutá
Nasledujúci príkaz sa používa ako večná slučka, s týmto príkazom sa budú príkazy vo vnútri tejto slučky vykonávať nepretržite.
Zatiaľ čo 1:
Pracovné:
Po vytvorení kódu python ho vykonajte pomocou príkazu run. Ak je program spustený bez akýchkoľvek chýb, mali by ste dostať nasledujúcu obrazovku.
Mali by ste tiež vidieť, že červená LED dióda stúpa vysoko, ak pred snímačom nie je žiadny predmet, ako je to znázornené nižšie.
Teraz prineste niečo blízko k IR žiarovke a mali by ste si všimnúť zhasnutie červenej LED a rozsvietenie zelenej. Kompletné fungovanie nájdete na videu uvedenom nižšie.
Dúfam, že ste pochopili projekt a dokázali ste pomocou neho vytvoriť niečo užitočné. Ak sú nejaké otázky, uverejnite ich v sekcii komentárov nižšie alebo na fóre.