Схемы Raspberry Pi GPIO: использование аналогового датчика LDR без АЦП (аналого-цифрового преобразователя): 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

В наших предыдущих инструкциях мы показали вам, как вы можете связать контакты GPIO вашего Raspberry Pi со светодиодами и переключателями и как контакты GPIO могут быть высокими или низкими. Но что, если вы хотите использовать Raspberry Pi с аналоговым датчиком?

Если мы хотим использовать аналоговые датчики с Raspberry Pi, нам необходимо иметь возможность измерять сопротивление датчика. В отличие от Arduino, контакты GPIO Raspberry Pi не могут измерять сопротивление и могут определять, только если подаваемое на них напряжение выше определенного напряжения (примерно 2 вольта). Чтобы решить эту проблему, вы можете использовать аналого-цифровой преобразователь (АЦП) или вместо него использовать относительно дешевый конденсатор.

Эта инструкция покажет вам, как это можно сделать.

Шаг 1. Что вам понадобится

- RaspberryPi с уже установленным Raspbian. Вам также потребуется иметь доступ к Pi с помощью монитора, мыши и клавиатуры или через удаленный рабочий стол. Вы можете использовать любую модель Raspberry Pi. Если у вас есть одна из моделей Pi Zero, вы можете припаять несколько контактов заголовка к порту GPIO.

- Светозависимый резистор (также известный как LDR или фоторезистор)

- Керамический конденсатор емкостью 1 мкФ

- Макетная плата для прототипирования без пайки

- Некоторые перемычки между мужчинами и женщинами

Шаг 2: Создайте свою схему

Постройте указанную выше схему на своей макетной плате, убедившись, что ни один из выводов компонентов не соприкасается. Светозависимый резистор и керамический конденсатор не имеют полярности, что означает, что отрицательный и положительный ток могут быть подключены к любому выводу. Поэтому вам не нужно беспокоиться о том, каким образом эти компоненты были подключены в вашей цепи.

После того, как вы проверили свою схему, подключите перемычки к контактам GPIO Raspberry Pi, следуя приведенной выше схеме.

Шаг 3. Создайте скрипт Python для чтения светозависимого резистора

Теперь мы напишем короткий скрипт, который будет читать и отображать сопротивление LDR с помощью Python.

На Raspberry Pi откройте IDLE (Меню> Программирование> Python 2 (IDLE)). Откройте новый проект и выберите «Файл»> «Новый файл». Затем введите (или скопируйте и вставьте) следующий код:

импортировать RPi. GPIO как GPIOimport timempin = 17 tpin = 27 GPIO.setmode (GPIO. BCM) cap = 0.000001 adj = 2.130620985i = 0 t = 0 while True: GPIO.setup (mpin, GPIO. OUT) GPIO.setup (tpin, GPIO. OUT) GPIO.output (mpin, False) GPIO.output (tpin, False) time.sleep (0.2) GPIO.setup (mpin, GPIO. IN) time.sleep (0.2) GPIO.output (tpin, True)) starttime = time.time () endtime = time.time () while (GPIO.input (mpin) == GPIO. LOW): endtime = time.time () measureresistance = endtime-starttime res = (measureresistance / cap) * adj i = i + 1 t = t + res, если i == 10: t = t / i print (t) i = 0 t = 0

Сохраните свой проект как lightsensor.py (Файл> Сохранить как) в папке «Документы».

Теперь откройте Терминал (Меню> Стандартные> Терминал) и введите следующую команду:

python lightsensor.py

Raspberry Pi будет многократно отображать сопротивление фоторезистора. Если приложить палец к фоторезистору, сопротивление увеличится. Если осветить фоторезистор ярким светом, сопротивление уменьшится. Вы можете остановить эту программу, нажав CTRL + Z.

Шаг 4: как это работает

По мере того, как конденсатор постепенно заряжается, напряжение, которое проходит по цепи и к выводу GPIO, возрастает. Как только конденсатор заряжается до определенной точки, его напряжение поднимается выше 2 вольт, и Raspberry Pi определит, что вывод 13 GPIO ВЫСОКИЙ.

Если сопротивление датчика увеличивается, конденсатор будет заряжаться медленнее, и цепи потребуется больше времени, чтобы достичь 2 вольт.

Вышеупомянутый сценарий по существу определяет, сколько времени требуется контакту 13, чтобы перейти в высокий уровень, а затем использует это измерение для расчета сопротивления фоторезистора.