2020年3月 – 树莓酱

3月 29, 2020

烟雾探测传感器实验

#实验目的：实验通过烟雾探测传感器+数模转换模块，通过检测空气情况，然后输出烟雾探测值。

#接线效果如图

#实验代码


#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



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from JiuJiang

树莓酱的操作实例

https:://www.suhmeijiang.com

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import time              ##引入time库

import smbus             ##引入控制总线



address = 0x48   ##传感器地址

A0 = 0x40        ##使用的端口地址

bus = smbus.SMBus(1)   ##开启总线



try:

    while True:

        bus.write_byte(address, A0)    ##设置获取传感器哪个端口数据

        value = bus.read_byte(address)   ##读取指定端口的数据

        print ("检测值:%1.3f " %(value)) ##范围为0~255

        ##print ("检测值:%1.3f " %(value*3.3/255))  ##转换为电压输出 如果是5V需要将3.3替换为5

        time.sleep(1)    ##探测频率



except KeyboardInterrupt:

    pass

#实验效果：
1、执行程序 Python jiujiang.py；
2、可见屏幕依次打印出数值，并相对稳定输出（数字越大 烟雾越大）；
3、当用酒精（安全起见）靠近传感器时，可见数值逐渐增大；
4、当将酒精移开后，数值逐渐降低；
5、由于实验温度，实验规模受限因此无法实际模拟真实烟雾场景，仅做参考；
6、由于获取的是模拟信号，因此需要自己设定一个报警值，作为触发预警的阈值。

#视频效果如下：

3月 29, 2020

人体红外传感器检测触发七彩LED灯闪烁实验

作者 jiujiang 在动手就动手标签人体红外传感器

#实验目的：通过人体红外传感器检测是否有人经过，从而触发继电器通电，然后触发七彩LED灯（或其他预警）闪烁预警。

#接线效果如图：

1、继电器接线具体可参考：http://www.shumeijiang.com/2019/11/23/继电器实验/
2、人体红外传感器接线具体可参考：http://www.shumeijiang.com/2019/12/28/人体红外传感器探测实验/

#实验关键代码：


#!usr/bin/env python

#coding:utf-8



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from JiuJiang

树莓酱的操作实例

https:://www.suhmeijiang.com

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import RPi.GPIO as GPIO  ##引入GPIO模块

import time              ##引入time库



ledPin = 20  ##继电器控制

detectPin = 23  ##人体红外传感器检测



GPIO.setmode(GPIO.BCM)  ##此处采用的BCM编码 因为T型扩展板也是BCM编码 方便统一

GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)  ##设置继电器为输出模式

GPIO.setup(detectPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN) ##设置人体红外传感器为输入模式 并初始化拉低电平



GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)  ##初始化继电器为低电平



##定义七彩LED灯预警闪烁方法

def startWarning():

    GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)  ##高电平闪烁

    time.sleep(8)  ##闪烁8秒

    GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)  ##低电平熄灭





GPIO.add_event_detect(detectPin, GPIO.RISING)   ##添加一个边沿检测事件 检测电压升高

GPIO.add_event_callback(detectPin, startWarning)  ##同时添加一个回调动作



try:

    while True:

        if GPIO.event_detected(detectPin):  ##检测是否触发事件 电压升高触发

            print "触发预警"

        else:

            pass



        time.sleep(1)  ##检测频率为1秒/次  可自定义

except KeyboardInterrupt:

    pass



GPIO.cleanup()

#实验效果：
1、执行代码 Python jiujiang.py；
2、由于初始化为低电压，所以当人体红外传感器没有检测到人体时，不会触发预警；
3、当将手触放在人体红外传感器前，传感器会触发高电平，进而触发边沿事件，再而触发回调方法，触发LED闪烁。
4、由于回调方法有几秒延迟，因此可见LED等持续闪烁，直到时间到达，程序设置为低电平，LED灯熄灭；然后进入下一个检测周期。

#视频效果如下：

3月 28, 2020

GPIO之初始化高电平或低电平

作者 jiujiang 在派-就酱标签 GPIO高电平和低电平

#实验背景：当我们做传感器实验时，经常会有个疑虑，当传感器被触发或者被获取之前，那么程序的电压状态是高电平还是低电平呢；这块其实程序处于一个float状态，也就是悬浮可变状态，它会很容易受到其他因素的干扰，从而导致出现获取到意外的数值。因此就需要在程序开始之时，初始化对应的针脚的电压状态。

【GPIO.IN】

可见通过：
1、GPIO.setup(channel, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) #拉高电压
2、GPIO.setup(channel, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)#拉低电压

执行代码可见，当pull_up_down=GPIO.PUD_UP时，输出高电平1；当GPIO.setup(channel, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)时，输出低电平0。


#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



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from JiuJiang

树莓酱的操作实例

http:://www.suhmeijiang.com

'''



import RPi.GPIO as GPIO  ##引入GPIO模块

import time              ##引入time库



detectPin = 18



GPIO.setmode(GPIO.BCM)   ##此处采用的BCM编码 因为T型扩展板也是BCM编码 方便统一



#GPIO.setup(detectPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)  ##拉高电压

GPIO.setup(detectPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN) ##拉点电压



print GPIO.input(detectPin)



GPIO.cleanup()

【GPIO.OUT】

可见通过：
1、GPIO.output(detectPin, GPIO.LOW) ##初始化低电平
2、GPIO.output(detectPin, GPIO.HIGH) ##初始化高电平

执行代码可见，当GPIO.LOW时输出低电平0；当GPIO.HIGH时输出高电平1；


#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



'''

from JiuJiang

树莓酱的操作实例

http:://www.suhmeijiang.com

'''



import RPi.GPIO as GPIO  ##引入GPIO模块

import time              ##引入time库



detectPin = 18



GPIO.setmode(GPIO.BCM)   ##此处采用的BCM编码 因为T型扩展板也是BCM编码 方便统一

GPIO.setup(detectPin, GPIO.OUT) ##设置为输出模式



GPIO.output(detectPin, GPIO.LOW)  ##设置默认输出低电平

#GPIO.output(detectPin, GPIO.HIGH)  ##设置默认输出高电平



print GPIO.input(detectPin)



GPIO.cleanup()

3月 22, 2020

循迹传感器实验

作者 jiujiang 在试试传感器标签循迹传感器

#实验目的：通过利用传感器发射红外线，遇到黑色线后被吸收而无法被反射被发现的原理，从而发现传感器循迹的原理和奥秘。

#传感器原理

可见传感器背面有蓝色LED灯和黑色LED灯；
蓝色LED灯负责发射红外线，黑色LED灯则负责接收发射后的红外线；
当红外线被发射并照射到白色表面时，红外线被吸收和反射，此时黑色LED灯接收到反射的红外线，从而输出低电平；
当遇到黑色表面时，由于红外线被吸收，黑色LED等无法接收到反射的红外线，从而输出高电平。

#接线效果如图：

#实验代码

#注：发现黑色线为高电压，没发现为低电平；


#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



'''

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树莓酱的操作实例

https:://www.suhmeijiang.com

'''



import RPi.GPIO as GPIO  ##引入GPIO模块

import time              ##引入time库



detectPin = 18



GPIO.setmode(GPIO.BCM)   ##此处采用的BCM编码 因为T型扩展板也是BCM编码 方便统一

GPIO.setup(detectPin, GPIO.IN) ##设置18口为输入口



try:

    while True:

        status = GPIO.input(detectPin)

        if status == GPIO.HIGH:   ##高电平触发 发现黑色线

            print '发现黑色线，继续前进'

            time.sleep(1)        ##检测到预警提示持续时间

        else:

            print '路径丢失，重新规划路线'



        time.sleep(0.5)    ##检测频率



except KeyboardInterrupt:

    pass



GPIO.cleanup()

#视频效果如下：

3月 15, 2020

GPIO之event_detected()系列函数

作者 jiujiang 在派-就酱标签 GPIO之event_detected

#函数列表

函数	参数含义	函数含义
add_event_detect( channel, status, bouncetime=300)	传感器引脚，要检测的状态	注册一个事件用于检测status是否发现
event_detected( channel)	要检测的引脚	检测引脚是否检测到status状态
add_event_callback( channel, callback)	传感器引脚，回调函数	发现指定status然后回调执行自定义方法
remove_event_detect( channel)	要检测的引脚	停止边缘检测

#注：status可选值 GPIO.RISING（电压升高）, GPIO.FALLING（电压变低）, GPIO.BOTH（电压升高或降低）；bouncetime为抖动时间用于软件防抖，单位毫秒。
其中防抖时间可以理解为设置的单位时间内检测一次事件，从而实现单位时间内是否有一次事件触发的效果。

#实验参考:http://www.shumeijiang.com/2020/03/15/gpio之边沿检测/

#实验代码：

#实验效果

执行程序可见屏幕输出“开始检测”；
因为设置挂起时间为4秒，如果在4秒内手指放在传感器触摸板上，可见回调自定义函数并输出“获取到响应1”；
然后伴随挂起4秒结束，屏幕会输出“接下来的动作”；
然后输出“检测到事件”


#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



'''

from JiuJiang

树莓酱的操作实例

http:://www.shumeijiang.com

'''



import RPi.GPIO as GPIO  ##引入GPIO模块

import time              ##引入time库



touchPin = 18



GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(touchPin, GPIO.IN)





def getRespose(self):

    print "获取到响应1"





GPIO.add_event_detect(touchPin, GPIO.RISING)  ##注册一个检测电压由低变高事件

GPIO.add_event_callback(touchPin, getRespose)  ##检测到事件触发回调getRespose 函数



print '开始检测'



while True:

    if GPIO.event_detected(touchPin):

        print "检测到事件"



    time.sleep(4)  ##进行挂起4秒

    print "接下来的动作"

#官方函数定义见如下截图：

#具体应用见文章：
1、https://www.shumeijiang.com/2021/09/02/四路红外避障传感器实验/
2、https://www.shumeijiang.com/2021/07/25/步进电机定位问题解决尝试

3月 15, 2020

GPIO之wait_for_edge()函数

作者 jiujiang 在派-就酱标签 GPIO之wait_for_edge

#函数：wait_for_edge(channel, status)

#参数说明：

参数	说明	可选项
channel	传感器引脚
status	要检测的状态	GPIO.RISING, GPIO.FALLING, GPIO.BOTH

其中GPIO.RISING表示电压由低变高；GPIO.FALLING表示电压由高变低；GPIO.BOTH表示两者都检测。

#实验案例参考:http://www.shumeijiang.com/2020/03/15/gpio之边沿检测/

#实验代码：

执行代码可见效果：
1、代码执行可见屏幕输出“准备开始接收”，然后主线程进入阻塞状态，由于没有其他线程所以进程进入阻塞状态；
2、当用手指放置在传感器触摸板上，并持续放置时，可见屏幕输出“发现低电压变化高电压”，即检测到触摸动作；
3、当手指从传感器触摸板离开时，可见屏幕输出“发现高电压变化低电压”，即传感器感知到触摸结束。

#结论

函数是阻塞形式；
函数不需while循环检测，检测到即可触发进程继续进行；
函数可检测电压由低变高，可检测电压由高变低，也可检测发现变压变化即触发。


!/usr/bin/env python

coding:utf-8

'''

from JiuJiang

树莓酱的操作实例

http:://www.shumeijiang.com

'''



import RPi.GPIO as GPIO  ##引入GPIO模块

import time              ##引入time库

touchPin = 18



GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(touchPin, GPIO.IN)

print '准备开始接收'



GPIO.wait_for_edge(touchPin, GPIO.RISING)

print '发现低电压变化高电压'



GPIO.wait_for_edge(touchPin, GPIO.FALLING)

print '发现高电压变化低电压'

#官方函数定义见如下截图：

3月 15, 2020

GPIO之边缘检测

作者 jiujiang 在派-就酱标签 GPIO之边缘检测

实验目的：应用一种新的电压检测方式，更精准更灵活的检测到传感器电压变化，从而获得传感器被触发或者被释放的状态。

边缘检测也是一种传感器状态检测的方式，不同的是通过内置的函数进行；比如wait_for_edge()或者event_detected()，它们和平常我们用的while循环有相同之处，都是用来检测传感器状态，不同的地方在与前者更精准，不会由于while内的time.sleep时无法获得CPU而导致状态获取失败，具体可见如下实验。

#接线效果如图

#传统while获取方式（以触摸开关传感器为例）：

#传统while检测会存在丢失现象，如果time.sleep(2)的时候主线程阻塞从而导致进程挂起，此时正好触发传感器，由于没有其他线程所以导致进程检测不到，出现结果丢失现象。

#wait_for_edge()函数，会在检测到指定的升高或者降低或者两者的状态时阻塞进程，直到检测到状态。

具体可见文章：http://www.shumeijiang.com/2020/03/15/gpio之wait_for_edge函数/

#event_detected()函数，不会阻塞进程，在while循环中检测到状态变化，不会影响主线程继续执行，而是通过其他线程同步检测到的状态，同时还能触发回调多个函数，同步触发其他任务。

具体可见文章：http://www.shumeijiang.com/2020/03/15/gpio之event_detected系列函数/

存档3月 2020

【GPIO.IN】

【GPIO.OUT】