基于TYboard的智能楼道控制系统

原创已于 2024-11-29 11:56:27 修改 · 1.1k 阅读

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#单片机 #嵌入式硬件 #python

于 2024-11-28 15:31:37 首次发布

物联网MicroPython课程作业

一、要求

采用光敏传感器(红外传感器)、声敏传感器、LED 灯、步进电机、0LED 显示模块、蓝牙模块，完成智能楼道控制系统，基本功能要求:

有人靠近，楼道门自动打开（用步进电机模拟）。
用手机通过蓝牙控制门的开和关。
晚上有人的时候灯自动点亮，其他时间灯不亮。
OLED显示完成人名字。

强烈建议使用优质杜邦线！接线一定要牢固！

对于本程序容易出现的问题一下罗列：

OSError: [Errno 5]EIO，主要为OLED显示屏通信连线，即IIC接口接线不稳导致。
对于蓝牙模块不亮检查供电，模块VCC应当接板子上的VIN端口，即5V供电
OLED字库报错，可能为显示的字符没有在font.py文件中定义。
（其他暂时没有出现过，等待后续问题添加）

二、代码实现逻辑

对于本项目采用到的OLED显示屏，需要导入所用到的font.py与ssd1306_lib.py文件。

所用到的文件下载地址如下

font.py文件https://download.youkuaiyun.com/download/StorkRed/90048921 ssd1306_lib.py文件https://download.youkuaiyun.com/download/StorkRed/90048918

1、首先导入本项目所用到库文件

import pyb
import font
from pyb import Pin
from pyb import UART
from ssd1306_lib import SSD1306

2、端口引脚初始化

端口引脚接线表
声敏传感器-DO	Y3
光敏传感器-DO	Y1
蓝牙模块-TX	X4
蓝牙模块-RX	X3
步进电机驱动模块 IN1、IN2、IN3、IN4	X9、Y8、Y7、Y6
OLED模块-SDA	Y10
OLED模块-SCL	Y9

蓝牙模块连接如下：

（1）引脚代码

voice = Pin('Y3',Pin.IN)
light = Pin('Y1',Pin.IN)
led = pyb.LED(1)
MM2 = Pin('X3', Pin.IN)	
MM3 = Pin('X4', Pin.IN)	#采用板子上的LED
Pin_All=[Pin(p,Pin.OUT_PP) for p in ['X9','Y8','Y7','Y6']]
display=SSD1306(pinout={'sda':'Y10','scl':'Y9'},
                        height=64,
                        external_vcc=False)

（2）蓝牙模块初始化

tim = 100
blue = UART(2, 9600, timeout=100)

（3）OLED模块初始化

st="XXX"    #填入的名字
display.poweron()
display.init_display()
display.draw_chinese(str(st),1,3)
display.display()

对于汉字的取模过程可以看我的上一篇文章

看附录https://blog.youkuaiyun.com/StorkRed/article/details/144070166?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=144070166&sharerefer=PC&sharesource=StorkRed&sharefrom=from_link

（4）步进电机驱动初始化

speed=2                             #旋转速度 
STEPER_ROUND=512                    #一圈步数
ANGLE_PER_ROUND=STEPER_ROUND/360    #每步角度

本程序中采用的是双相整步驱动

“双相”指每一拍有两相同时导通，且在数字信号驱动下，两相线圈通电产生的磁场大小相等。四拍的导电顺序为A B → B C → C D → D A → A B → . . . ，与单相整步驱动相比，双相整步驱动拥有更大的转动力矩（是单相整步驱动力矩的 $\sqrt{2}$ 倍）。

对于步进电机的其他相关知识可以看这篇博文步进电机详解https://blog.youkuaiyun.com/weixin_62179882/article/details/128568965?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=128568965&sharerefer=PC&sharesource=StorkRed&sharefrom=from_link

步进电机正、反转与停止代码，实现如下

def SteperWriteData(data):		#步进电机驱动
    count=0
    for i in data:
        Pin_All[count].value(i)
        count+=1

def SteperFrontTurn():			#正转
    global speed
    SteperWriteData([1,1,0,0])
    pyb.delay(speed)
    SteperWriteData([0,1,1,0])
    pyb.delay(speed)
    SteperWriteData([0,0,1,1])
    pyb.delay(speed)
    SteperWriteData([1,0,0,1])
    pyb.delay(speed)
    
def SteperBackTurn():			#反转
    global speed
    SteperWriteData([1,1,0,0])
    pyb.delay(speed)
    SteperWriteData([1,0,0,1])
    pyb.delay(speed)
    SteperWriteData([0,0,1,1])
    pyb.delay(speed)
    SteperWriteData([0,1,1,0])
    pyb.delay(speed)
    
def SteperStop():				#停转
    SteperWriteData([0,0,0,0])

实现的步进电机转动角度控制如下

def SteperRun(angle):			#步进电机旋转角度
    global ANGLE_PER_ROUND
    val = ANGLE_PER_ROUND * abs(angle)
    if angle > 0:
        for i in range(0, val):
            SteperFrontTurn()
    else:
        for i in range(0, val):
            SteperBackTurn()
    SteperStop()

3、while循环中实现的业务逻辑

（1）有人靠近，楼道门自动打开（用步进电机模拟）。

if voice.value()==0:
   SteperRun(150)

（2）晚上有人的时候灯自动点亮，其他时间灯不亮。

if voice.value()==0 and light.value()==1:
    led.on()
else:
    led.off()

（3）用手机通过蓝牙控制门的开和关。

发送1步进电机正转模拟开门，发送2反转模拟关门

if blue.any() > 0:
    data = blue.read().decode()
   if data.find('1') > -1:
       SteperRun(150)
   elif data.find('2') > -1:
       SteperRun(-150)
   pyb.delay(tim)