Mạch GPIO Raspberry Pi: Sử dụng cảm biến tương tự LDR mà không cần ADC (Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số): 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Trong Hướng dẫn trước đó của chúng tôi, chúng tôi đã chỉ cho bạn cách bạn có thể liên kết các chân GPIO của Raspberry Pi với đèn LED và công tắc cũng như cách các chân GPIO có thể Cao hoặc Thấp. Nhưng nếu bạn muốn sử dụng Raspberry Pi của mình với cảm biến tương tự thì sao?

Nếu chúng ta muốn sử dụng cảm biến tương tự với Raspberry Pi, chúng ta cần phải có khả năng đo điện trở của cảm biến. Không giống như Arduino, các chân GPIO của Raspberry Pi không thể đo điện trở và chỉ có thể cảm nhận nếu điện áp cung cấp cho chúng cao hơn một điện áp nhất định (khoảng 2 vôn). Để khắc phục vấn đề này, bạn có thể sử dụng Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC) hoặc thay vào đó bạn có thể sử dụng một tụ điện tương đối rẻ.

Có thể hướng dẫn này sẽ cho bạn thấy điều này có thể được thực hiện như thế nào.

Bước 1: Những gì bạn sẽ cần

- Một RaspberryPi với Raspbian đã được cài đặt. Bạn cũng cần có thể truy cập Pi bằng Màn hình, Chuột và Bàn phím hoặc thông qua Máy tính Từ xa. Bạn có thể sử dụng bất kỳ mẫu Raspberry Pi nào. Nếu bạn có một trong các kiểu Pi Zero, bạn có thể muốn hàn một số chân tiêu đề vào cổng GPIO.

- Điện trở phụ thuộc ánh sáng (Còn được gọi là LDR hoặc Điện trở quang)

- Tụ gốm 1 uF

- Một bảng mô hình tạo mẫu không hàn

- Một số dây nhảy từ Nam đến Nữ

Bước 2: Xây dựng mạch của bạn

Xây dựng mạch trên trên bảng mạch của bạn đảm bảo rằng không có dây dẫn thành phần nào chạm vào. Điện trở phụ thuộc ánh sáng và Tụ gốm không có cực tính có nghĩa là dòng điện âm và dương có thể được kết nối với một trong hai dây dẫn. Do đó, bạn không cần phải lo lắng về cách các thành phần này đã được kết nối trong mạch của bạn.

Khi bạn đã kiểm tra mạch của mình, hãy kết nối cáp jumper với các chân GPIO của Raspberry Pi bằng cách làm theo sơ đồ trên.

Bước 3: Tạo tập lệnh Python để đọc điện trở phụ thuộc ánh sáng

Bây giờ chúng ta sẽ viết một đoạn script ngắn sẽ đọc và hiển thị khả năng kháng LDR bằng Python.

Trên Raspberry Pi của bạn, mở IDLE (Menu> Lập trình> Python 2 (IDLE)). Mở một dự án mới, đi tới Tệp> Tệp Mới. Sau đó, nhập (hoặc sao chép và dán) mã sau:

nhập RPi. GPIO dưới dạng thời gian nhập GPIO = 17 tpin = 27 GPIO.setmode (GPIO. BCM) cap = 0,000001 adj = 2.130620985i = 0 t = 0 trong khi 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 if i == 10: t = t / i print (t) i = 0 t = 0

Lưu dự án của bạn dưới dạng lightsensor.py (Tệp> Lưu Dưới dạng) trong thư mục Tài liệu của bạn.

Bây giờ hãy mở Terminal (Menu> Accessories> Terminal) và nhập lệnh sau:

python lightsensor.py

Raspberry Pi sẽ hiển thị nhiều lần điện trở của điện trở quang. Nếu bạn đặt ngón tay lên điện trở quang, điện trở sẽ tăng lên. Nếu bạn chiếu một ánh sáng chói vào điện trở quang, điện trở sẽ giảm. Bạn có thể dừng chương trình này chạy bằng cách nhấn CTRL + Z.

Bước 4: Cách thức hoạt động

Khi tụ điện tích điện dần, điện áp đi qua mạch và đến chân GPIO tăng lên. Khi tụ điện được sạc đến một điểm nhất định, điện áp của nó sẽ tăng lên trên 2 vôn và Raspberry Pi sẽ cảm nhận rằng chân GPIO 13 đang ở mức CAO.

Nếu điện trở của cảm biến tăng lên, tụ điện sẽ tích điện chậm hơn và mạch sẽ mất nhiều thời gian hơn để đạt được 2 vôn.

Tập lệnh trên về cơ bản là thời gian mất bao lâu để chân 13 chuyển sang mức Cao và sau đó sử dụng phép đo này để tính toán điện trở của Điện trở quang.