作者：jiujiang

#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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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



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：

#函数列表

#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



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'''



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

#函数：wait_for_edge(channel, status) 

#参数说明：

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

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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：

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/

#实验目的：通过声音传感器探测到声音，从而发现提示信息。

#接线效果如图

#实验代码

#!/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



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.LOW:   ##触发低电平 表示检测到声音

            print '有声音'

            time.sleep(2)        ##检测到预警提示持续时间

        else:

            print '一切正常'



        time.sleep(0.5)    ##检测频率



except KeyboardInterrupt:

    pass



GPIO.cleanup()

#实验效果
1、执行代码 Python jiujiang.py；
2、没有声音时，可见屏幕持续输出”一切正常“；
3、当检测到声音时，屏幕输出”有声音“并持续两秒；
4、如果声音检测灵敏度不够可以旋转灵敏度调节按钮进行调节。

#视频效果如下：

#实验目的：通过人体红外传感器感测到人体经过，从而发出预警信息。

#接线效果如图

#传感器说明

#实验代码

#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



'''

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树莓酱的操作实例

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'''



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) ##设置检测引脚我输入状态



try:

    while True:

        status = GPIO.input(detectPin)

        print status

        if status == 1:  ##高电平触发报警

            print '报警 发现有人'

        else:

            pass

        time.sleep(1)



except KeyboardInterrupt:

    pass



GPIO.cleanup()

#实验效果
1、执行代码 Python jiujiang.py；
2、可见默认输出 低电平状态；
3、当有人经过或将传感器指向自己，则发现输出”报警 发现有人“；
4、将传感器指向没有人的地方，可见一定延迟后输出低电平状态。

#视频效果如下：

#实验目的：通过雨滴探测传感器探测到雨滴并超过阈值后，触发继电器进而触发七彩LED灯闪烁预警提示。

#接线效果如图

#其他说明
1、继电器触发七彩LED接线以及操作参考文章：http://www.shumeijiang.com/2019/11/23/继电器实验/
2、雨滴探测模块接线以及操作参考文章：http://www.shumeijiang.com/2019/12/21/雨滴探测传感器/

#实验代码

#!/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

import smbus             ##引入控制总线



ledPin = 17              ##继电器控制口

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BCM编码下指定引脚为输出状态



address = 0x48       ##雨滴传感器地址

A0 = 0x40            ##使用的端口地址

bus = smbus.SMBus(1) ##开启总线

threshold = 150      ##雨量触发预警的阈值 可自定义



try:

    while True:

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

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

        print ("雨量值:%1.3f " %(value))  ##输出检测值



        ##检测是否触发预警

        if value >= threshold:      ##检测是否触发预警

            GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)   ##没有触发预警则让继电器处于闭合状态

            continue

        else:

            print "开灯"   ##触发预警 亮灯闪烁

            GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)  ##高电平开灯

            time.sleep(3)  ##预警持续时间



        time.sleep(1)   ##检测频率



except KeyboardInterrupt:

    pass



GPIO.cleanup()

#实验效果
1、执行代码 Python jiujiang.py；
2、可见屏幕输出255数值（根据探测板情况而定）；
3、将水滴滴入探测板，会发现屏幕输出不同的雨滴值，如果雨滴值小于阈值，会听见咔的一声，继电器闭合通电，七彩LED灯开始闪烁。
4、预警闪烁持续3秒钟，然后继续监测；如果发现雨滴值大于阈值，则继电器关闭，LED灯预警熄灭。

#视频效果如下：

#实验目的：通过传感器检测光的明亮程度，然后做出提示预警。

#接线效果如图

#实验代码

#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8



'''

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https:://www.suhmeijiang.com

'''



import RPi.GPIO as GPIO  ##引入GPIO模块

import time              ##引入time库

import smbus             ##引入控制总线



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



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 ("光亮度值:%1.3f " %(value)) ##范围为0~255

        time.sleep(1)    ##探测频率



except KeyboardInterrupt:

    pass

#实验效果
1、执行代码 Python jiujiang.py；
2、当有光亮照射时屏幕输出0~255之间数值（光照强度决定）；
3、当用不透光物体遮挡时，可见屏幕输出数值变化；
4、由此得出结论当光照越强时数值越小，光照越弱时越接近255。

#视频效果如下：