- วัสดุที่ต้องการ:
- โมดูลเซ็นเซอร์ IR:
- แผนภาพวงจรและคำอธิบาย:
- การเขียนโปรแกรม Raspberry Pi ของคุณ:
- การทำงาน:
อย่างที่เราทราบกันดีว่าRaspberry Piเป็นแพลตฟอร์มการพัฒนาที่ยอดเยี่ยมโดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ ARM ด้วยพลังการคำนวณที่สูงจึงสามารถสร้างสิ่งมหัศจรรย์ในมือของผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือนักเรียน ทั้งหมดนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเรารู้วิธีทำให้มันมีปฏิสัมพันธ์กับโลกแห่งความจริง มีเซ็นเซอร์จำนวนมากที่สามารถตรวจจับพารามิเตอร์บางอย่างจากโลกแห่งเวลาจริงและถ่ายโอนไปยังโลกดิจิทัลได้ เราได้ครอบคลุมโครงการ Raspberry Pi จำนวนมากพร้อมเซ็นเซอร์มากมาย Raspberry Pi ยังเป็นประโยชน์สำหรับโครงการ IoT เนื่องจากเป็นคอมพิวเตอร์ขนาดพกพาที่มี Wi-Fi ในตัวซึ่งมีความสามารถของไมโครคอนโทรลเลอร์
ในบทช่วยสอนนี้เราจะเรียนรู้วิธีเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ IR กับ Raspberry pi เซ็นเซอร์เหล่านี้มักใช้ในหุ่นยนต์ขนาดเล็กเช่นหุ่นยนต์ผู้ติดตามเส้นขอบหลีกเลี่ยงหุ่นยนต์เป็นต้นเพียงแค่ใส่ก็สามารถตรวจจับการปรากฏตัวของวัตถุก่อนหน้านั้นและยังแยกความแตกต่างระหว่างสีขาวและสีดำ ฟังดูดีใช่มั้ย?
ดังนั้นมาเรียนรู้วิธีเชื่อมต่อเซ็นเซอร์นี้กับ Raspberry Pi ในโครงการนี้เมื่อไม่มีวัตถุอยู่ด้านหน้าเซ็นเซอร์ IR ไฟ LED สีแดงจะยังคงเปิดอยู่และทันทีที่เราวางอะไรไว้หน้าเซ็นเซอร์ IR ไฟ LED สีแดงจะดับลงและไฟ LED สีเขียวจะเปิดขึ้น วงจรนี้ยังสามารถใช้เป็นวงจรเตือนภัย
วัสดุที่ต้องการ:
- Raspberry Pi 3 (ทุกรุ่น)
- โมดูลเซ็นเซอร์ IR
- ไฟ LED สีเขียวและสีแดง
- เขียงหั่นขนม
- การเชื่อมต่อสายไฟ
โมดูลเซ็นเซอร์ IR:
เซ็นเซอร์ IR (เซ็นเซอร์อินฟราเรด)เป็นโมดูลที่ตรวจจับการมีอยู่ของวัตถุก่อนพวกเขา หากมีวัตถุอยู่จะให้ 3.3V เป็นเอาต์พุตและหากไม่มีอยู่จะให้ 0 โวลต์ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้โดยใช้คู่IR คู่หนึ่ง (ตัวส่งและตัวรับ) เครื่องส่งสัญญาณ (LED IR)จะปล่อยรังสี IR ซึ่งจะสะท้อนออกมาหากมีวัตถุอยู่ข้างหน้า ray IR นี้จะได้รับกลับมาจากรับสัญญาณ (Photodiode)และการส่งออกจะทำสูงหลังจากที่ขยายโดยใช้การเชื่อมโยงสหกรณ์แอมป์LM358คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ IR Sensor Module Circuit ได้ที่นี่
IR Sensor ที่ใช้ในโครงการนี้แสดงไว้ด้านบน เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ IR ทั้งหมดมีสามพินคือ 5V, Gnd และ Out ตามลำดับ โมดูลใช้พลังงานจากขา 5V จาก Raspberry Pi และขาออกเชื่อมต่อกับ GPIO14 ของ Raspberry Pi คุณสามารถใช้โพเทนชิออมิเตอร์ที่ด้านบนของโมดูลเพื่อปรับช่วงของเซ็นเซอร์ IR
แผนภาพวงจรและคำอธิบาย:
แผนภาพวงจรสำหรับเชื่อมต่อ Raspberry Pi กับเซ็นเซอร์ IR แสดงอยู่ด้านล่าง ดังที่คุณเห็นแผนภาพวงจรนั้นง่ายมาก เราได้ขับเคลื่อนโมดูล IR โดยตรงจาก 5V และ Ground Pin ของ Raspberry Pi ขาเอาต์พุตของโมดูล IR เชื่อมต่อกับ GPIO14 เรายังใช้ LED สองดวง (สีเขียวและสีแดง) เพื่อระบุสถานะของวัตถุ LED สองดวงนี้เชื่อมต่อกับ GPIO3 และ GPIO2 ตามลำดับ
เนื่องจากพิน GPIO ของ Raspberry Pi คือ 3.3V จึงไม่จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทาน จำกัด กระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตามหากต้องการตัวต้านทานที่มีค่า 470 โอห์มสามารถเพิ่มระหว่างขากราวด์ของ LED และ Raspberry Pi ได้ วงจรทั้งหมดใช้พลังงานจากเครื่องชาร์จมือถือ 5V ผ่านพอร์ต micro USB ของ Raspberry pi
หมายเหตุ:เมื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ใด ๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายดินของเซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับกราวด์ของ MCU หรือ MPU (ที่นี่คือ Raspberry Pi) จากนั้นพวกเขาจะสามารถสื่อสารได้
การเขียนโปรแกรม Raspberry Pi ของคุณ:
ที่นี่เรากำลังใช้ภาษา Python Programming สำหรับการเขียนโปรแกรม RPi มีหลายวิธีในการตั้งโปรแกรม Raspberry Pi ของคุณ ในบทช่วยสอนนี้เรากำลังใช้Python 3 IDEเนื่องจากเป็นรหัสที่ใช้มากที่สุด โปรแกรมหลามสมบูรณ์จะได้รับในตอนท้ายของการกวดวิชานี้ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโปรแกรมและรันโค้ดใน Raspberry Pi ที่นี่
เราจะพูดถึงคำสั่งบางอย่างที่เราจะใช้ในโปรแกรม PYHTON
เรากำลังจะนำเข้าไฟล์ GPIO จากไลบรารีฟังก์ชันด้านล่างช่วยให้เราสามารถตั้งโปรแกรมพิน GPIO ของ PI ได้ นอกจากนี้เรายังเปลี่ยนชื่อ "GPIO" เป็น "IO" ดังนั้นในโปรแกรมเมื่อใดก็ตามที่เราต้องการอ้างถึงพิน GPIO เราจะใช้คำว่า 'IO'
นำเข้า RPi.GPIO เป็น IO
บางครั้งเมื่อพิน GPIO ที่เราพยายามใช้อยู่อาจจะทำหน้าที่อื่น ๆ ในกรณีนั้นเราจะได้รับคำเตือนขณะดำเนินการโปรแกรม คำสั่งด้านล่างบอกให้ PI เพิกเฉยต่อคำเตือนและดำเนินการกับโปรแกรม
IO.setwarnings (เท็จ)
เราสามารถอ้างอิงพิน GPIO ของ PI ไม่ว่าจะด้วยหมายเลขพินบนบอร์ดหรือตามหมายเลขฟังก์ชัน เช่นเดียวกับ 'PIN 29' บนกระดานคือ 'GPIO5' เราบอกตรงนี้ว่าเราจะแทนหมุดตรงนี้ด้วย '29' หรือ '5'
IO.setmode (IO.BCM)
เรากำลังตั้ง 3 พินเป็นพินอินพุต / เอาท์พุต ขาออกสองขาจะควบคุม LED และขาอินพุตจะอ่านสัญญาณจากเซ็นเซอร์ IR
IO.setup (2, IO.OUT) #GPIO 2 -> LED สีแดงเป็นเอาต์พุต IO.setup (3, IO.OUT) #GPIO 3 -> LED สีเขียวเป็นเอาต์พุต IO.setup (14, IO.IN) #GPIO 14 -> เซ็นเซอร์ IR เป็นอินพุต
ตอนนี้เราต้องปิดไฟ LED สีเขียวและเปิดไฟ LED สีแดงเมื่อวัตถุอยู่ไกล สามารถทำได้โดยตรวจสอบพิน GPIO14
if (IO.input (14) == True): #object อยู่ไกล IO.output (2, True) #Red นำบน IO.output (3, False) # สีเขียวนำออก
ในทำนองเดียวกันเราต้องเปิดไฟ LED สีเขียวและปิด LED สีแดงเมื่อวัตถุอยู่ใกล้
if (IO.input (14) == False): #object อยู่ใกล้ IO.output (3, True) #Green led ON IO.output (2, False) # ไฟ LED สีแดงดับ
คำสั่งด้านล่างนี้ใช้เป็นลูปตลอดไปโดยคำสั่งนี้คำสั่งภายในลูปนี้จะดำเนินการอย่างต่อเนื่อง
ในขณะที่ 1:
การทำงาน:
เมื่อคุณสร้างรหัส python ของคุณแล้วให้รันโดยใช้คำสั่ง run หากโปรแกรมทำงานโดยไม่มีข้อผิดพลาดคุณควรได้รับหน้าจอต่อไปนี้
นอกจากนี้คุณควรเห็น LED สีแดงสูงขึ้นเมื่อไม่มีวัตถุอยู่ด้านหน้าเซ็นเซอร์ดังที่แสดงด้านล่าง
ตอนนี้นำบางสิ่งมาใกล้กับไฟ LED IR และคุณจะสังเกตเห็นไฟ LED สีแดงดับลงและสีเขียวเปิด การทำงานที่สมบูรณ์สามารถพบได้ในวิดีโอได้รับด้านล่าง
หวังว่าคุณจะเข้าใจโครงการและสามารถสร้างสิ่งที่เป็นประโยชน์กับมันได้ หากมีข้อสงสัยใด ๆ ให้โพสต์ไว้ในส่วนความคิดเห็นด้านล่างหรือในฟอรัม