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    ps2摇杆传感器组合PCF8591数模转换模块，从而获取方向信息，然后通过PCA9685驱动板，驱动两个方向的舵机进行转动。

组合效果如图：

如图所示，需要用到的模块有：

特别说明：

1、由于ps2摇杆和PCA9685都需要用到SCL和SDA引脚，所以需要提前焊接PCA9685舵机驱动板尾部串联引脚。(可参考文章：https://www.shumeijiang.com/2021/08/29/多个pca9685舵机驱动板一起执行实验（含地址修改）.html)。

2、实验前需要手工打开树莓派I2c协议支持（可参考文章：https://www.shumeijiang.com/2019/12/08/基于命令行打开i2c协议支持.html）。

接线说明：

视频效果：

关键代码：

#coding:utf-8



'''

from JiuJiang

树莓酱的操作实例

https:://www.shumeijiang.com

'''



import time

from board import SCL, SDA

import busio

from PCF8591 import getDirection #引入读取ps2摇杆数据



from adafruit_pca9685 import PCA9685 #引入舵机控制

from adafruit_motor import servo



#引入i2c

i2c = busio.I2C(SCL, SDA)



#控制第一块板子

pca = PCA9685(i2c, address=0x40)  #地址可以修改  默认0x40

pca.frequency = 50



#初始化两个舵机驱动

servo_x = servo.Servo(pca.channels[0])

servo_y = servo.Servo(pca.channels[1])



#设置脉冲宽度 500到2500是正常的 这个可以自己调整 不设置默认只到135度

servo_x.set_pulse_width_range(min_pulse=500, max_pulse=2500)

servo_y.set_pulse_width_range(min_pulse=500, max_pulse=2500)



#获取摇杆数据

try:

    while True:

        xN = getDirection('x')

        yN = getDirection('y')

        print(xN)

        print(yN)



        #control x

        if xN == '向前':

            servo_x.angle = 60

        elif xN == '向后':

            servo_x.angle = 140

        else:

            servo_x.angle = 100



        #control y

        if yN == '向左':

            servo_y.angle = 40

        elif yN == '向右':

            servo_y.angle = 140

        else:

            servo_y.angle = 90



        time.sleep(0.2)



except KeyboardInterrupt:

    print('stop')



pca.deinit()

其他参考：
1、PCF8591数模转换实验参考文章：https://www.shumeijiang.com/2022/10/30/pcf8591-da数模转换实验.html

     最近家里新添加了一位吃奶小战士，所以事情比较多；经常会被打断去忙别的事情；导致电脑长时间没有动静从而出现微信等工具掉线情况；所以自制了一个小工具，在忙别的事情的时候能保证电脑不会掉链子。

     下面将通过树莓派Zero、PCA9685舵机驱动、MG996舵机组合实现鼠标的定期或随机移动，组合如下图：

实现原理：

    树莓派连接PCA9685舵机驱动板，驱动板连接MG996舵机；舵机转轴连接一个驱动臂；将鼠标用胶带跟驱动臂连接起来；接下来写程序，让舵机每隔一段时间执行转动-复位动作，然后驱动臂顺带带动鼠标移动一下；从而实现，电脑检测鼠标在使用的情况，从而防止电脑程序不掉线的目的。

视频效果如下：

实现代码如下：

#coding:utf-8



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import time

from board import SCL, SDA

import busio

from adafruit_pca9685 import PCA9685

from adafruit_motor import servo



#引入i2c

i2c = busio.I2C(SCL, SDA)



#控制第一块板子

pca = PCA9685(i2c, address=0x40)  #地址可以修改  默认0x40

pca.frequency = 50



default_angle = {0:113, 1:0, 2:80}



#开始执行

while True:

    i = 2

    servo_o = servo.Servo(pca.channels[i]) #i是舵机在pca9685上的编号



    #设置脉冲宽度 500到2500是正常的 这个可以自己调整 不设置默认只到135度

    servo_o.set_pulse_width_range(min_pulse=500, max_pulse=2500)



    #初始化度数

    servo_o.angle = default_angle[i]

    time.sleep(1)



    #再执行移动

    servo_o.angle = 65

    time.sleep(1)



    #再恢复

    servo_o.angle = default_angle[i]   

    time.sleep(60) #一分钟执行一次  可随机数



pca.deinit()

舵机驱动部分参考文章：https://www.shumeijiang.com/2021/08/29/舵机的新驱动方式.html。

    之前曾尝试如何获取陀螺仪的数据，文章地址：https://www.shumeijiang.com/2021/11/09/陀螺仪模块实验-获取欧拉角.html；今天则尝试给陀螺仪加上两个轮子组装成一个二轮小车；然后利用陀螺仪数据使之保持平衡。组装小车中使用到树莓派Zero，直流电机驱动板L298N，以及可显降压升高模块。

接线示例：

实现原理：
1、获取陀螺仪Roll数据（根据陀螺仪安装方向而定）；
2、定义一个平衡区间，然后对比陀螺仪的值是否在区间内；
3、当数值小于左侧边界时，小车向左移动来保持平衡；
4、当数值大于右侧边界时，小车向右移动来保持平衡；
5、当在区间内时，小车停止驱动。

代码示例：

#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



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from mpu6050 import mpu6050

#import threading

import time

import MPU6050filter

import RPi.GPIO as GPIO ##引入GPIO模块



motorA1 = 17   ##定义电机A的IN1引脚

motorA2 = 18   ##定义电机A的IN2引脚

enA = 21 #引脚21接ENA，调速电机A



GPIO.setmode(GPIO.BCM)  ##此处采用BCM编码

GPIO.setup(motorA1, GPIO.OUT)  ##设置引脚为输出模式

GPIO.setup(motorA2, GPIO.OUT)

GPIO.setup(enA, GPIO.OUT)



#初始化PWM

pwm = GPIO.PWM(enA, 40)

pwm.start(60)  ##初始化占空比



#陀螺仪数据获取

def get_mpu6050():

    sensor = mpu6050(address=0x68)

    sensor.set_gyro_range(mpu6050.ACCEL_RANGE_16G)

    sensor.set_accel_range(mpu6050.GYRO_RANGE_2000DEG)

    time.sleep(0.02)



    accel_data = sensor.get_accel_data()

    gyro_data = sensor.get_gyro_data()

    rotation = MPU6050filter.IMUupdate(accel_data['x'], accel_data['y'], accel_data['z'], gyro_data['x'], gyro_data['y'], gyro_data['z'])



    return rotation



#设置正反方向

def get_direction(direction):

        if direction == 1:

            GPIO.output(motorA1, GPIO.LOW)

            GPIO.output(motorA2, GPIO.HIGH)

        else:

            GPIO.output(motorA1, GPIO.HIGH) ##设置A1 引脚为高电平

            GPIO.output(motorA2, GPIO.LOW)  ##设置A2 引脚为低电平 如此可控制电机A正转，反之电机A反转



#根据幅度决定速度

def get_duty_cycle(val, n=1):

    val = abs(val)

    if val>10:

        val = 10

    return n*(val*6+40)



def main():

    middle = -3

    left_board = -9

    right_board = 6

    while True:

        time.sleep(0.05)

        rotation = get_mpu6050()

        roll = rotation[1]

        val = roll-middle

        print("roll is", roll)



        duty = get_duty_cycle(val, 0.6)

        if val > right_board:

            get_direction(2)

            pwm.ChangeDutyCycle(duty)

        elif val < left_board:

            get_direction(1)

            pwm.ChangeDutyCycle(duty)

        else:

            #安全区域

            pwm.ChangeDutyCycle(0)



if __name__ == '__main__':

    main()

平衡效果：

实验效果：

1、执行命令 Python jiujiang.py;
2、当小车中心失衡时，出现向左向右行走以保持平衡；
3、不过也有很多问题，当偏恒幅度过大时，小车容易出现无法保持平衡的情况；
4、由于没有经过滤波，所以小车很容易出现抖动。

视频效果：

另一个视角：

    前几天实验了OpenCV的安装，今天尝试组合轻触开关传感器加上摄像头模拟照相机进行拍照实验；其中参考文章：
（1）轻触开关传感器实验：https://www.shumeijiang.com/2019/11/10/轻触开关传感器实验.html；
（2）OpenCV安装：https://www.shumeijiang.com/2021/12/12/树莓派安装opencv-python.html；
（3）由于在vnc里执行，参考vnc安装：https://www.shumeijiang.com/2021/05/06/树莓派安装vnc.html。

组装效果：

    由上图可见，我们将树莓派放进盒子里面，然后轻触开关粘在盒子顶部，摄像头粘贴在盒子表面；当需要拍照时，只需要按压一次轻触开关即可。盒子里面如下图：

实验代码：

#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



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import cv2

import numpy as np

import RPi.GPIO as GPIO

import time

import random



#轻触开关

touchPin = 17

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(touchPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)



#注册事件

GPIO.add_event_detect(touchPin, GPIO.FALLING)



#开始

cap = cv2.VideoCapture(0)

try:

    while True:

        # get a frame

        ret, frame = cap.read()

        cv2.imshow("capture", frame)



        #拍照

        if GPIO.event_detected(touchPin):

            i = random.randint(0,100)

            name = 'sample'+str(i)+'.jpg'

            cv2.imwrite(name, frame)

            print('已拍照')

            continue



        time.sleep(0.5)

except KeyboardInterrupt:

    print('拍照结束')



cap.release()

cv2.destroyAllWindows()

    我们打开VNC然后进入树莓派桌面，打开自带的Linux终端，然后找到我们的代码，执行命令：

python jiujiang.py

    然后点击轻触开关传感器，就像拍照时按下快门，可见终端提示“已拍照”，然后同目录文件夹下可见生成一张图片；如此，多次点击可见多次拍照，生成多个照片。

 视频效果如下：

    前面曾实验过四驱小车，以及如何获取ps4手柄数据，今天想想如何尝试两者结合起来，用ps4手柄操作四驱小车实现四向行走；以前文章参考：
1、ps4手柄蓝牙连接树莓派：https://www.shumeijiang.com/2021/08/04/树莓派和手柄-蓝牙连接；
2、ps4手柄数据获取：https://www.shumeijiang.com/2021/08/04/树莓派和手柄-数据获取；
3、四驱小车驱动封装：https://www.shumeijiang.com/2021/09/23/四驱小车循迹实验-直流电机驱动封装；

组装效果：

    其中将手柄数据获取部分做了简化，然后检测手柄的右侧摇杆数据；当Axis等于2时，表示左右动作，当Axis等于5时，表示前后动作；具体如下表格：

代码示例：

#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



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#import RPi.GPIO as GPIO ##引入GPIO模块

import time    ##引入time库

import pygame



#引入驱动类

from baseAct import baseAct

#实例化驱动类并赋值四个电机所占引脚值

act = baseAct(17, 16, 13, 12, 19, 18, 21, 20)

done = False



#手柄获取初始化

pygame.init()

pygame.joystick.init()



try:

    while not done:

        #检测手柄状态 手柄关闭则检测关闭

        for event in pygame.event.get():

            if event.type == pygame.QUIT:  #是否关闭

                done = True



        #获取摇杆数量

        joystick_count = pygame.joystick.get_count()

        for i in range(joystick_count):

            joystick = pygame.joystick.Joystick(i) #挨个创建摇杆对象

            joystick.init() #摇杆初始化

            axes = joystick.get_numaxes() #获取摇杆轴数



            #挨个获取轴的数据

            for n in range(axes):

                axis = joystick.get_axis(n) #获取指定轴的位置 数字表示

                if axis == 0.0:

                    continue



                #数据收集

                if n == 2:  #左右

                    if axis > 0:

                        act.turn_right(0.5, 50, 50, True)

                    else:

                        act.turn_left(0.5, 50, 50, True)

                elif n == 5: #前后

                    if axis > 0:

                        act.act_backward(0.5, 50, 50)

                    else:

                        act.act_forward(0.5, 50, 50, True)



                time.sleep(0.2)



except KeyboardInterrupt:

    print('停止检测')

执行效果：

    不过实验还是存在一些问题，比如力矩体现，连贯性体现等还是不够完美；后续会实验小车安装摄像头然后实现手机远程视频功能。

    家里曾经买过一种灯，放在门口门厅的位置；尤其是晚上当感应到人的时候会自动亮灯，从而方便找到物品或者电灯开关的位置；好像也叫红外感应灯；由于手里有继电器，红外感应传感器以及七彩LED灯（此处用于替代灯泡的作用），所以尝试模仿制作一个红外感应灯。

先看自己的效果：

    从上面的动图可以看到，当手放在红外传感器的前面就会自动触发七彩LED灯点亮；此处可以理解为将灯泡点亮。

具体接线可以参考文章：
继电器部分：https://www.shumeijiang.com/2019/11/23/继电器实验；
红外传感器部分：https://www.shumeijiang.com/2019/12/28/人体红外传感器探测实验。

代码示例：

#!usr/bin/env python

#coding:utf-8



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'''



import RPi.GPIO as GPIO  ##引入GPIO模块

import time              ##引入time库



ledPin = 18  ##继电器控制

detectPin = 17  ##人体红外传感器检测



GPIO.setmode(GPIO.BCM)  ##此处采用的BCM编码

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:

    print('预警结束')



GPIO.cleanup()

由上面代码可看到：
1、定义LED灯为输出模式；
2、定义人体红外传感器为输入模式，并初试化拉低电压；
3、添加边沿加测事件，由于人体红外传感器高电平触发，因此定义一个电压升高事件，RISING事件；
4、添加一个回调函数，函数定义七彩LED亮灯动作；
5、遍历检测人体红外是否触发电压升高事件，如果触发则回调七彩LED亮灯函数；
6、定义检测频率，每秒检测一次，这个可自定义。

    生活中经常能看到声控灯，只要有声音，灯变会亮起来；然后没有声音灯又会灭掉；这篇实验将通过一个声音探测传感器加上一个双色LED灯，来尝试模拟声控灯效果；感觉还是蛮好玩；对了，实验用的树莓派zero，可以更好的封装起来。

先看效果：

从上动图可见，当手指弹出声音时，LED灯亮起，然后等待0.5s后熄灭；具体接线图下图：

其中声音探测传感器使用可参考文章：https://www.shumeijiang.com/2019/12/28/声音探测传感器实验；
双色LED灯使用可参考文章：https://www.shumeijiang.com/2019/10/27/双色led变化实验。

具体实现代码如下：

#!/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



#声音探测

detectPin = 27



GPIO.setmode(GPIO.BCM)   ##此处采用的BCM编码

GPIO.setup(detectPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) ##初始化高电平



#注册声音探测事件

GPIO.add_event_detect(detectPin, GPIO.FALLING, bouncetime=600)



ledOne = 17

ledTwo = 18

GPIO.setup(ledOne, GPIO.OUT)

GPIO.setup(ledTwo, GPIO.OUT)



try:

    while True:

        #检测是否发现声音

        status = GPIO.event_detected(detectPin)



        if status:

            print('亮灯')

            GPIO.output(ledOne, True)

            time.sleep(0.5) #亮灯持续时间

            GPIO.output(ledOne, False)

        else:

            pass



        time.sleep(0.5) #检测间隔



except KeyboardInterrupt:

    print('停止检测')



GPIO.cleanup()

保存代码为jiujiang.py，然后执行python jiujiang.py，如果发现探测不灵或者过度灵敏，可以旋转声音探测传感器灵敏度调节按钮。

    平时都是通过电脑ssh连接树莓派，这次尝试通过手机登录树莓派然后进行命令行输入以及文件查看；当然前提是树莓派设置好静态IP。

   这次用的是Terminal & SSH和PiHelper两个手机app，都是从Apple手机的App Store下载；下面分别测试如何使用两个APP。

1、Terminal & SSH

打开app后，首先配置登录信息，点击右上角的+号，然后弹层输入配置信息，如下图：

    其中Name为自定义名称，用于区分登录信息，Host是登录树莓派的静态IP地址，Port是默认端口22，Username是登录名称，这边是pi，密码如果没有修改过是raspberry，Use SFTP（Secure File Transfer Protocol）默认打开，表示是否可以传输文件；Path是登录后默认进入的路径地址。

    文件下载部分，点击文件可以看到文件下载，然后查看最底部导航栏的Documents按钮，可以看到已下载文件。

2、PiHelper

点击进入APP，然后点击+新建连接；弹出新页面输入如下图配置，同上面：

    配置好后，测试连接，成功后保存配置；保存后跳转首页，然后点击配置好的连接项，效果如下图：其中GPIO为GPIO口注解，TERM为命令行页面，SFTP为文件列表；

点击TERM后，进入命令行界面，如下图：

点击SFTP，进入文件列表页面：