Fügen Sie einen Infrarotsensor zu Himbeer-Pi-GPIO hinzu

Wie wir alle wissen, ist Raspberry Pi eine wunderbare Entwicklungsplattform, die auf einem ARM-Mikroprozessor basiert. Mit seiner hohen Rechenleistung kann es Wunder in Händen von Elektronik-Hobbyisten oder Studenten vollbringen. All dies kann nur möglich sein, wenn wir wissen, wie wir es mit der realen Welt interagieren lassen können. Es gibt viele Sensoren, die bestimmte Parameter aus der Echtzeitwelt erfassen und in eine digitale Welt übertragen können. Wir haben viele Raspberry Pi-Projekte mit vielen Sensoren abgedeckt. Raspberry Pi ist auch ein Segen für IoT-Projekte, da es sich um einen Computer im Taschenformat mit integriertem WLAN handelt, der über die Funktionen eines Mikrocontrollers verfügt.

In diesem Tutorial lernen wir, wie wir einen IR-Sensor mit Raspberry pi verbinden können. Diese Sensoren werden am häufigsten in kleinen Robotern wie Linienfolgerrobotern, Kantenvermeidungsrobotern usw. verwendet. Einfach ausgedrückt, sie können das Vorhandensein von Objekten vor sich erkennen und auch zwischen weißer und schwarzer Farbe unterscheiden. Klingt cool, oder?

Lassen Sie uns also lernen, wie dieser Sensor mit Raspberry Pi verbunden wird. Wenn sich in diesem Projekt kein Objekt vor dem IR-Sensor befindet, bleibt die rote LED eingeschaltet. Sobald wir etwas vor den IR-Sensor stellen, erlischt die rote LED und die grüne LED. Diese Schaltung kann auch als Sicherheitsalarmschaltung dienen.

Erforderliches Material:

1. Raspberry Pi 3 (jedes Modell)
2. IR-Sensormodul
3. Grüne und rote LED leuchten
4. Steckbrett
5. Kabel anschließen

IR-Sensormodul:

IR-Sensoren (Infrarotsensor) sind Module, die das Vorhandensein von Objekten vor ihnen erkennen. Wenn das Objekt vorhanden ist, gibt es 3,3 V als Ausgang und wenn es nicht vorhanden ist, gibt es 0 Volt. Dies wird durch die Verwendung eines Paares von IR-Paaren (Sender und Empfänger) ermöglicht. Der Sender (IR-LED) sendet einen IR-Strahl aus, der reflektiert wird, wenn sich ein Objekt vor ihm befindet. Dieser IR-Strahl wird vom Empfänger (Fotodiode) zurück empfangen und der Ausgang wird nach Verstärkung unter Verwendung einer Operationsverstärkerverbindung LM358 hoch gemacht. Weitere Informationen zur Schaltung des IR-Sensormoduls finden Sie hier.

Der in diesem Projekt verwendete IR-Sensor ist oben dargestellt. Wie jeder IR-Sensor verfügt er über drei Pins (5 V, Gnd und Out). Das Modul wird über den 5-V-Pin von Raspberry Pi mit Strom versorgt und der Out-Pin ist mit GPIO14 von Raspberry Pi verbunden. Mit dem Potentiometer oben auf dem Modul kann der Bereich des IR-Sensors eingestellt werden.

Schaltplan und Erklärung:

Das Schaltbild für den Anschluss von Raspberry Pi an den IR-Sensor ist unten dargestellt. Wie Sie sehen können, ist der Schaltplan sehr einfach. Wir haben das IR-Modul direkt über den 5-V- und Erdungsstift von Raspberry Pi mit Strom versorgt. Der Ausgangspin des IR-Moduls ist mit dem GPIO14 verbunden. Wir haben auch zwei LEDs (grün und rot) verwendet, um den Status des Objekts anzuzeigen. Diese beiden LEDs sind mit GPIO3 bzw. GPIO2 verbunden.

Da die GPIO-Pins von Raspberry Pi 3,3 V betragen, ist ein Strombegrenzungswiderstand nicht erforderlich. Auf Wunsch kann jedoch ein Widerstand mit einem Wert von 470 Ohm zwischen dem Erdungsstift der LEDs und dem Raspberry Pi hinzugefügt werden. Die gesamte Schaltung wird von einem mobilen 5-V-Ladegerät über den Micro-USB-Anschluss des Raspberry Pi mit Strom versorgt.

Hinweis: Stellen Sie beim Anschließen eines Sensors sicher, dass die Masse des Sensors mit der Masse der MCU oder MPU (hier Raspberry Pi) verbunden ist. Nur dann können sie kommunizieren.

Programmieren Ihres Raspberry Pi:

Hier verwenden wir die Programmiersprache Python zum Programmieren von RPi. Es gibt viele Möglichkeiten, Ihren Raspberry Pi zu programmieren. In diesem Tutorial verwenden wir die Python 3-IDE, da sie am häufigsten verwendet wird. Das vollständige Python-Programm finden Sie am Ende dieses Tutorials. Weitere Informationen zum Programmieren und Ausführen von Code in Raspberry Pi finden Sie hier.

Wir werden über einige Befehle sprechen, die wir im PYHTON-Programm verwenden werden.

Wir werden die GPIO-Datei aus der Bibliothek importieren. Mit der folgenden Funktion können wir die GPIO-Pins von PI programmieren. Wir benennen auch "GPIO" in "IO" um. Wenn wir also im Programm auf GPIO-Pins verweisen möchten, verwenden wir das Wort "IO".

importiere RPi.GPIO als IO

Manchmal, wenn die GPIO-Pins, die wir verwenden möchten, andere Funktionen ausführen. In diesem Fall erhalten wir während der Ausführung des Programms Warnungen. Der folgende Befehl weist den PI an, die Warnungen zu ignorieren und mit dem Programm fortzufahren.

IO.setwarnings (False)

Wir können die GPIO-Pins von PI entweder anhand der Pin-Nummer an Bord oder anhand ihrer Funktionsnummer referenzieren. Wie 'PIN 29' auf der Karte ist 'GPIO5'. Also sagen wir hier entweder, dass wir den Pin hier durch '29' oder '5' darstellen werden.

IO.setmode (IO.BCM)

Wir setzen 3 Pins als Eingangs- / Ausgangspins. Die beiden Ausgangspins steuern die LED und der Eingangspin liest das Signal vom IR-Sensor.

IO.setup (2, IO.OUT) #GPIO 2 -> Rote LED als Ausgang IO.setup (3, IO.OUT) #GPIO 3 -> Grüne LED als Ausgang IO.setup (14, IO.IN) #GPIO 14 -> IR-Sensor als Eingang

Jetzt müssen wir die grüne LED ausschalten und die rote LED einschalten, wenn das Objekt weit entfernt ist. Dies kann durch Überprüfen des GPIO14-Pins erfolgen.

if (IO.input (14) == True): #object ist weit entfernt IO.output (2, True) #Red led ON IO.output (3, False) # Green led OFF

Ebenso müssen wir die grüne LED einschalten und die rote LED ausschalten, wenn sich das Objekt in der Nähe befindet.

if (IO.input (14) == False): #object befindet sich in der Nähe von IO.output (3, True) #Green led ON IO.output (2, False) # Red led OFF

Der folgende Befehl wird als Forever-Schleife verwendet. Mit diesem Befehl werden die Anweisungen in dieser Schleife kontinuierlich ausgeführt.

Während 1:

Arbeiten:

Nachdem Sie Ihren Python-Code erstellt haben, führen Sie ihn mit dem Befehl run aus. Wenn das Programm fehlerfrei ausgeführt wird, sollte der folgende Bildschirm angezeigt werden.

Sie sollten auch sehen, dass die rote LED hoch leuchtet, wenn sich kein Objekt vor dem Sensor befindet (siehe Abbildung unten).

Bringen Sie jetzt etwas in die Nähe der IR-LED, und Sie sollten feststellen, dass die rote LED erlischt und die grüne leuchtet. Die vollständige Arbeit finden Sie im unten angegebenen Video.

Ich hoffe, Sie haben das Projekt verstanden und konnten damit etwas Nützliches aufbauen. Wenn Sie Fragen haben, posten Sie diese im Kommentarbereich unten oder im Forum.