Joy-iT Joy-Pi User Manual [de]

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Joy-Pi

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 2

Joy-Pi

1. Übersicht

2. Details

3. Modulwechsel und Verwendung der GPIOs

4. Verwendung von Python und Linux

5. Lekonen

5.1 Lekon 1: Verwenden des Buzzers für Warntöne

5.2 Lekon 2: Buzzer mit Taster steuern

5.3 Lekon 3: Wie ein Relais funkoniert und wie man es steuert

5.4 Lekon 4: Senden Sie ein Vibraonssignal

5.5 Lekon 5: Geräusche mit dem Schallsensor erkennen

5.6 Lekon 6: Erkennen der Helligkeit mit dem Lichtsensor

5.7 Lekon 7: Erkennen der Temperatur und der Lufeuchgkeit

5.8 Lekon 8: Bewegungen erkennen

5.9 Lekon 9: Enernungen mit dem Ultraschallsensor messen

5.10 Lekon 10: Steuern des LCD-Displays

5.11 Lekon 11: Lesen und Schreiben von RFID-Karten

5.12 Lekon 12: Schrimotoren verwenden

5.13 Lekon 13: Steuerung von Servomotoren

5.14 Lekon 14: Steuern der 8x8 LED-Matrix

5.15 Lekon 15: Steuern des 7-Segment-Displays

5.16 Lekon 16: Berührungen erkennen

5.17 Lekon 17: Neigungen mit dem Neigungssensor erkennen

5.18 Lekon 18: Verwenden der Taster-Matrix

5.19 Lekon 19: Steuern und verwenden des IR-Sensors

5.20 Lekon 20: Eigene Schaltungen mit dem Breadboard

5.21 Lekon 21: Fotograeren mit der Raspberry Pi-Kamera

6. Informaons- und Rücknahmepichten

7. Rechtliches

8. Support

INHALTSVERZEICHNIS

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 3

Joy-Pi

Sehr geehrter Kunde,
vielen Dank, dass Sie sich für unser Produkt entschieden haben.
Im Folgenden zeigen wir Ihnen, was bei der Inbetriebnahme und der Verwendung zu beachten ist. Sollten
Sie während der Verwendung unerwartet auf Probleme stoßen, so können Sie uns selbstverständlich

gerne kontakeren.

Die folgenden Lekonen sind so konzipiert, dass Sie, unabhängig davon wie viel Vorwissen Sie bereits
haben, alle Lekonen ohne Probleme ausführen können. Für die verschiedenen Lekonen müssen Sie
Beispieldateien herunterladen und auf dem Joy-Pi ausführen. Wie Sie dies durchführen, können Sie
ebenfalls dieser Anleitung entnehmen.

Doch diese Tutorials sind nur der Anfang.
Wir freuen uns darauf zu sehen, was Sie mit unserem Joy-Pi machen werden.

1. ÜBERSICHT

2. DETAILS

Die Anmeldedaten sind:
Username: pi
Passwort: 12345

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Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 4

Joy-Pi

1 Raspberry Pi
2 GPIO LED Anzeige
3 Breadboard - zur Erstellung benutzerdenierter Schaltungen mit externen Modulen
4 16x2 LCD Modul (MCP23008)
5 Stromversorgung
6 8x8 LED Matrix (MAX7219)
7 7 Segment LED Anzeige (HT16K33)
8 Vibraonsmodul

9 Lichtsensor (BH1750)
10 Buzzer - zur Erzeugung von Alarmtönen
11 Schallsensor
12 Bewegungssensor (LH1778)
13 Ultraschallabstandssensor

14 / 15 Servo-Schnistellen

16 Schrimotor-Schnistelle
17 Neigungssensor (SW-200D)
18 Infrarotsensor
19 Berührungssensor
20 DHT11 Temperatur– und Lufeuchgkeitssensor
21 Relais
22 Taster-Matrix
23 unabhängige Taster
24 RFID Modul(MFRC522)
25 Schalter - zum Umschalten zwischen Sensoren und Modulen
26 Lüeranschluss
27 Stromversorgung Micro-USB

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 5

Joy-Pi

MODULWECHSEL

Auf der Joy-Pi-Plane benden sich zwei Schaltereinheiten à 8 Schalter. Die Schalter ermöglichen es,
zwischen verschiedenen Sensoren und Modulen zu wechseln. Da der Raspberry Pi nur eine begrenzte
Anzahl an GPIO-Pins hat, werden diese Schalter benögt um mehr Sensoren und Module verwenden zu
können als GPIO-Pins vorhanden sind.

Die Verwendung dieser Schalter ist ziemlich einfach und wird in einigen der folgenden Lekonen benögt.

In der Tabelle sehen Sie, welcher Schalter welchen Sensor bzw. welches Modul schaltet:

3. MODULWECHSEL UND VERWENDUNG DER GPIOS

Sensoren / Module Schalteinheit Schalter

Taster-Matrix Links 1 - 8

unabhängige Taster Links 5 - 8

Vibraonsmodul Rechts 1

Neigungssensor Rechts 2

Schrimotor Rechts 3, 4, 5, 6

Servomotor Rechts 7, 8

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 6

Joy-Pi

VERWENDUNG DER GPIOS

Im Folgenden werden wir Ihnen genauer erläutern, was GPIO-Pins sind, wie diese funkonieren und wie
diese gesteuert werden.

GPIO steht für: “General-purpose input / output“ (Universal Eingang / Ausgang).
GPIO-Pins haben keine festgelegte Funkon. Es kann konguriert werden, ob die GPIO-Pins als digitaler
Eingang oder als digitaler Ausgang dienen.

Beispiel Eingangs-Pin: Taster
Wenn der Taster gedrückt wird, gelangt das Signal zur weiteren Verarbeitung über den Eingang-Pin zum

Raspberry Pi.

Beispiel Ausgangs-Pin: Buzzer
Über den Ausgangs-Pin wird ein Signal in Richtung Buzzer gesendet, um diesen zu steuern.

Wenn Sie den geöneten Joy-Pi von vorne betrachten, benden sich die GPIO-Pins auf der rechten Seite
des Raspberry Pis.

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 7

Joy-Pi

Es gibt 2 mögliche Raspberry Pi GPIO Schemata: GPIO-BOARD und GPIO-BCM
Die GPIO-BOARD Opon gibt an, dass Sie sich auf die Pins anhand der Nummer des Pins beziehen. Das
heißt es werden die unten voranstehenden Pin-Nummern verwendet.

Die Opon GPIO.BCM bedeutet, dass Sie sich auf die Pins des "Broadcom SOC Channel" beziehen. Dies
sind die Zahlen nach "GPIO".

1 3.3V DC
3 GPIO 2 (SDA1, I2C)
5 GPIO 3 (SCL1, I2C)
7 GPIO 4

9 Ground
11 GPIO 17
13 GPIO 27
15 GPIO 22

17 3.3V

19 GPIO 10 (SPI, MOSI)
21 GPIO 9 (SPI, MISO)
23 GPIO 11 (SPI, CLK)
25 Ground
27 ID_SD (I2C, EEPROM)
29 GPIO 5
31 GPIO 6
33 GPIO 13

35 GPIO 19

37 GPIO 26
39 Ground

2 5V DC
4 5V DC
6 Ground

8 GPIO 14 (TXD0)
10 GPIO 15 (RXD0)
12 GPIO 18
14 Ground
16 GPIO 23

18 GPIO 24

20 Ground
22 GPIO 25
24 GPIO 8 (SPI)
26 GPIO 7 (SPI)
28 ID_SC
30 Ground
32 GPIO 12
34 Ground

36 GPIO 16

38 GPIO 20
40 GPIO 21

GPIO-Board

Nummer:

GPIO-Board

Nummer:

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 8

Joy-Pi

BELEGUNG NACH GPIO-BOARD-SCHEMA

GPIO-BOARD
Nummer:

Sensoren und Module

1 3.3V
2 5.0V
3 I2C, SDA1 (Licht Sensor, LCD Display, 7 Segment Display)
4 5.0V
5 I2C, SCL1 (Licht Sensor, LCD Display, 7 Segment Display)
6 Ground
7 DHT11 Sensor
8 TXD0

9 Ground
10 RXD0
11 Touch Sensor
12 Buzzer
13 Schallächenmatrix (ROW1), Vibraonsmotor
14 Ground
15 Schallächenmatrix (ROW2), Neigungssensor
16 Bewegungssensor
17 3.3V
18 Schallsensor
19 SPI
20 Ground

21 SPI

22 Servo2, Schallächenmatrix (COL1), Le Buon
23 SPI
24 RFID Modul
25 Ground
26 LED-MATRIX
27 ID_SD (I2C, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-only Memory))
28 ID_SC
29 Schrimotor (STEP1), Schallächenmatrix (ROW3)
30 Ground
31 Schrimotor (STEP2), Schallächenmatrix (ROW4)

32 Ultraschallsensor (Echo)

33 Schrimotor (STEP3), Schallächenmatrix (COL4), Down Buon
34 Ground
35 Schrimotor (STEP4), Schallächenmatrix (COL3), Right Buon
36 Ultraschallsensor (TRIG)
37 Servo1, Schallächenmatrix (COL2), Up Buon
38 Infrarot Sensor
39 Ground
40 Relais

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 9

Joy-Pi

In unseren Beispielen verwenden wir die Programmiersprache „Python“, um die GPIO-Pins zu steuern. In
Python gibt es eine Bibliothek namens "RPi.GPIO". Dies ist eine Bibliothek, die dabei hil, die Pins mit
Python zu steuern.

Das folgende Beispiel und die Kommentare im Code sollen Ihnen helfen das Programm zu verstehen.

Als Erstes müssen die benögten Bibliotheken mit Hilfe des „import“ Befehls imporert werden. Die
Variablen „TOUCH“ und „BUZZER“ verweisen auf die Pins des Touchsensors und des Buzzers. Im
Anschluss wird mit „GPIO.setmode(GPIO.BOARD)“ das verwendete GPIO Schema deniert. Als Nächstes
werden die zuvor festgelegten Variablen mit Hilfe des Befehls „GPIO.setup()“ als Ein– bzw. Ausgang
konguriert. Pin 11 (TOUCH) wird als Eingang und PIN 12 (BUZZER) wird als Ausgang festgelegt.

Die Funkon „main“ fragt ab ob es eine Berührung des Touchsensors gibt. Ist dies der Fall wird die

Funkon „do_smt“ ausgeführt.
Die Funkon „do_smt“ druckt den Text „Touch wurde erkannt“, setzt dann den Buzzer-Pin „HIGH“ und
eine Sekunde später wieder „LOW“ (der Buzzer summt eine Sekunde).

Um noch mehr über den Zweck und die Verwendung von GPIO zu erfahren, empfehlen wir Ihnen sich die
ozielle Dokumentaon der Raspberry Pi Foundaon zum Thema GPIO anzuschauen.

hps://www.raspberrypi.org/documentaon/usage/gpio/

import RPi.GPIO as GPIO
import time #importieren der Bibliotheken
import signal

TOUCH = 11 #Deklaration der Pinne
BUZZER = 12

def setup_gpio(): #Definition der Ein- und Ausgaenge

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(TOUCH, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
GPIO.setup(BUZZER, GPIO.OUT)

def do_smt(channel): #Funktion zur Ausgabe das Touch erkannt wurde

print("Touch wurde erkannt") #und Ausgabe ueber den Buzzer
GPIO.output(BUZZER, GPIO.HIGH) #Signal ausgabe
time.sleep (1) #1 Sekunde warten
GPIO.output(BUZZER, GPIO.LOW) #Signalausgabe stoppen

def main():

setup_gpio()
try: #Pruefung ob ein Touch erkannt wurde
GPIO.add_event_detect(TOUCH, GPIO.FALLING, callback=do_smt, bouncetime=200)
signal.pause()
except KeyboardInterrupt: #strg+c beendet das Programm
pass
finally:
GPIO.cleanup()

if __name__ == '__main__':

main()

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 10

Joy-Pi

SOFTWAREINSTALLATION FÜR DEN JOY-PI

Auf der mit gelieferten MicroSD Karte ist schon ein vorinstalliertes Betriebssystem aufgespielt.
Wenn Sie die Karte neu beschreiben möchten, können Sie dies wie folgt durchführen:

Als erstes sollten Sie die aktuellste Image-Datei für den Joy-Pi,
von unserer Website www.joy-pi.net herunterladen.

1. Laden Sie die Image-Datei (.zip Format) auf Ihren PC, nach dem Entpacken der Datei erhalten Sie
eine Datei mit der Endung .img.

2. Schließen Sie eine MicroSD Karte an Ihren PC an und formaeren Sie diese mit dem Programm SD
Formaer. Ein MicroSD Kartenlesegerät ist im Lieferumfang enthalten.

3. Starten Sie das Programm „Win32 Disk Imager“ und wählen Sie

1. die heruntergeladene Imagedatei aus

2. das zu beschreibende Laufwerk aus

danach klicken Sie auf die Schalläche „Schreiben“ um das Image auf die Karte zu schreiben.

4. Nun ist die Karte mit dem Betriebssystem beschrieben und Sie können diese in den
MicroSD-Kartenslot des Raspberry Pi Stecken.

5. Zum Schluss müssen Sie das Image noch auf die größe Ihrer SD-Karte anpassen.

Starten Sie dafür Ihren Raspberrry Pi, önen Sie das Terminal und geben „sudo raspi-cong“ ein.
Gehen Sie nun auf „Advanced Opons“ und dann auf „Expand Filesystem“.
Nach einem Neustart wurde die Image Größe auf Ihre SD-Karte angepasst.

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 11

Joy-Pi

Dieser Schri ist oponal, macht es jedoch einfacher, Skripts auszuführen, ohne sie einzeln erstellen zu
müssen. Auf der mitgelieferten micro-SD Karte benden sich die Skripte auf dem Desktop.

Die in dieser Anleitung verwendeten Skripte können direkt in einem Paket heruntergeladen werden.
Folgen Sie dazu einfach den folgenden Anweisungen:

1. Önen Sie das "Terminal". Dies benutzen wir, um die meisten unserer Python Skripte auszuführen und

Erweiterungen und Skripte herunterzuladen.

2. Nachdem wir das Terminal erfolgreich geönet haben, müssen wir nun das Skriptarchiv mit dem
folgenden Befehl auf den Desktop herunterladen:

3. Drücken Sie "Enter" auf Ihrer Tastatur. Nun muss das Archiv nur noch entpackt werden:

4. Drücken Sie "Enter" und warten Sie, bis der Vorgang abgeschlossen ist.

5. Mit dem Befehl "cd" wechseln wir in das richge Verzeichnis, damit wir die Skripte verwenden können,
die sich darin benden:

4. VERWENDUNG VON PYTHON UND LINUX

cd Desktop/
wget http://anleitung.joy-it.net/wp-content/uploads/2019/01/Joy-Pi.zip

unzip Joy-Pi.zip

cd Joy-Pi

Achtung! Jedes Mal, wenn Sie Ihren Joy-Pi ausschalten, müssen Sie die Schrie des
Verzeichniswechseln wiederholen.

Die Anmeldedaten sind:
Username: pi
Passwort: 12345

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 12

Joy-Pi

AUSFÜHREN VON PYTHON SKRIPTS

Nachdem die Skripte erfolgreich von unserer Webseite heruntergeladen wurden, möchten wir es jetzt
ausführen. Önen Sie erneut das Terminal und befolgen Sie die folgende Anweisung, um das Skript auszu­führen:

1. Geben Sie den Befehl "sudo python <script name>" ein, um ein Python-Skript auszuführen.

Zum Beispiel:

Der Befehl setzt sich aus 3 Teilen zusammen. Durch den Befehl „sudo“ wird der folgende Teil der Befehls­zeile mit root-Berechgungen (Admin-Berechgungen) ausgeführt. „python“ ist der Befehl der gleichna-
migen Programmiersprache, in der die Skripte geschrieben sind. Am Ende steht der Name des Skripts.
Hierbei ist zu beachten, dass man sich entweder in dem Ordner bendet, in dem das jeweilige Skript ge­speichert ist oder den Pfad (z. B. „~/Joy-Pi/buzzer.py“) angibt.

sudo python buzzer.py

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 13

Joy-Pi

5.1 LEKTION 1: VERWENDEN DES BUZZERS FÜR WARNTÖNE

In der vorherigen Erklärung haben wir gelernt, wie man den GPIO-Pin sowohl als Ausgabe als auch als
Eingabe verwendet. Um dies nun zu testen, gehen wir mit einem realen Beispiel voran und wenden unser
Wissen aus der vorherigen Lekon an. Das Modul, welches wir verwenden werden, ist der "Buzzer".

Wir werden den GPIO-Ausgang verwenden, um ein Signal an den Buzzer zu senden und die Schaltung zu
schließen, um ein lautes Summen zu erzeugen dann werden wir ein anderes Signal senden, um es
auszuschalten.

Der Buzzer bendet sich auf der rechten Seite des Joy-Pi-Boards und ist durch das laute Geräusch, dass es

bei Akvierung macht leicht zu erkennen. Wenn Sie Ihren Raspberry Pi zum ersten Mal verwenden, ist der
Buzzer möglicherweise mit einem Schutzauleber versehen. Stellen Sie sicher, dass dieser Auleber vor
Gebrauch des Buzzers enernt wurde.

Genau wie im vorherigen Beispiel haben wir ein spezielles Skript mit detaillierten Kommentaren
vorbereitet, die erklären werden, wie der gesamte Buzzer-Prozess funkoniert, und wie wir den Buzzer
mit den GPIOs steuern können.

Zuerst imporeren wir die RPi.GPIO-Bibliothek und die me-bibliothek. Dann kongurieren wir den
Buzzer. An Pin 12 richten wir den GPIO-Modus auf GPIO BOARD und den Pin als OUTPUT ein.

Wir geben ein Signal für 0,5 Sekunden aus und schalten dieses dann aus.

5. LEKTIONEN

Achtung! Für dieses Beispiel müssen Sie alle Schalter der linken und rechten Schalteinheit auf
OFF stellen.

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 14

Joy-Pi

Führen Sie die folgenden Befehle aus und versuchen Sie es selbst:

#!/usr/bin/python

import RPi.GPIO as GPIO #importieren der benoetigten Bibliotheken
import time

buzzer_pin = 12 #buzzer_pin wird definiert

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(buzzer_pin, GPIO.OUT)

GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.HIGH) #Gebe Geraeusch aus

time.sleep(0.5) #warte eine halbe Sekunde

GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.LOW) #Stoppe Geraeuschausgabe

GPIO.cleanup()

sudo python buzzer.py

cd /home/pi/Desktop/Joy-Pi/

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 15

Joy-Pi

5.2 LEKTION 2: BUZZER MIT TASTER STEUERN

Nach dem Sie nun wissen, wie man den Buzzer ein- und ausschaltet, ist es Zeit, die Dinge ein wenig
aufregender zu gestalten. In dieser Lekon ein Taster mit dem Buzzer kombiniert, sodass der Buzzer nur
durch Drücken des Tasters eingeschaltet wird.

Dieses Mal werden 2 GPIO-Setups verwendet. Einer wird der GPIO.INPUT sein, der den Taster als
Eingabemöglichkeit einstellt, ein anderer wird der GPIO.OUTPUT sein, der ein Signal an den Buzzer
sendet, um ein Geräusch auszugeben.

In diesem Beispiel wird der Obere der 4 Taster auf der unteren linken Seite verwendet. Theoresch kann

jedoch jeder der 4 Taster verwendet werden. Wenn Sie trotzdem einen anderen Taster verwenden
möchten, müssen Sie die Pinbelegung dementsprechend ändern.

Achtung! Für dieses Beispiel müssen Sie zwischen den Modulen wechseln. Stellen Sie die
Schalter Nummer 5, 6, 7 und 8 der linken Schalteinheit auf ON. Alle anderen Schalter sollten auf
OFF stehen.

GPIO37 Oberer Taster
GPIO33 Unterer Taster
GPIO22 Linker Taster
GPIO35 Rechter Taster

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 16

Joy-Pi

Für diesen Teil des Tutorials müssen 2 GPIO-Einstellungen verwendet werden. Eine Eingabe und eine
Ausgabe. Der GPIO-Eingang wird verwendet, um zu besmmen, wann ein Taster gedrückt wurde und die
GPIO-Ausgabe wird verwendet, um den Buzzer zu akvieren, sobald dieser Taster gedrückt wird.

Wenn Sie den Taster auf Ihrem Joy-Pi drücken, ertönt der Buzzer! Lassen Sie den Taster los und der
Buzzer verstummt. Das Programm läu solange bis STRG + C gedrückt wird.

Beispielcode:

Führen Sie die folgenden Befehle aus und versuchen Sie es selbst:

#!/usr/bin/python

import RPi.GPIO as GPIO

import time

#definiere Pins

button_pin = 37
buzzer_pin = 12

#setze Board Modus zu GPIO.BOARD

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

#lege button_pin als Eingang und buzzer_pin als Ausgang fest

GPIO.setup(button_pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
GPIO.setup(buzzer_pin, GPIO.OUT)

try:

while True:

#ueberpruefe ob Knopf gedrueckt wird

if(GPIO.input(button_pin) == 0):
#Buzzer ein
GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.HIGH)
else:
#Buzzer aus
GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.LOW)

except KeyboardInterrupt:

GPIO.cleanup()

sudo python button_buzzer.py

cd /home/pi/Desktop/Joy-Pi/

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 17

Joy-Pi

5.3 LEKTION 3: WIE EIN RELAIS FUNKTIONIERT UND WIE MAN ES STEUERT

Nachdem wir jetzt alles Nöge über den Buzzer wissen, ist es Zeit für die nächste Lekon. Nun lernen wir,
wie das Relais zu verwenden ist, welche Funkon das Relais hat und wie man es steuert.

Ein Relais ist vereinfacht ein Schalter, den (unteranderem) mit GPIO-Pins ein– und ausschalten kann.
Relais werden verwendet, um eine Schaltung durch ein separates Niederleistungssignal zu steuern, oder
wenn mehrere Schaltungen durch ein Signal gesteuert werden müssen. In unserem Beispiel zeigen wir,
wie ein GPIO-Signal gesendet wird, um das Relais zu schließen, um eine benutzerdenierte Schaltung zu

akvieren und wie man ein weiteres Signal sendet, um das Relais zu önen und die Schaltung zu

deakvieren.

Das Relais bendet sich im mileren, unteren Teil der Plane, direkt neben der Taster-Matrix. Es hat drei
Anschlüsse, von denen wir 2 in diesem Beispiel benutzen werden. „NC“ steht für „normally closed“, „NO“
steht für „normally open“ und „com“ steht für „common“. „common“ steht in dem Fall für die

gemeinsame Masse.

Wenn ein Stromkreis an „NC“ und „COM“ angschlossen wird, ist der Stromkreis geschlossen, wenn der
Steuerstromkreis spannungslos ist (GPIO.LOW). Wird der Steuerstromkreis unter Spannung gesetzt
(GPIO.HIGH), önet das Relais die Verbindung im Arbeitsstromkreis und der Stromuss wird
unterbrochen.
Bei der Nutzung von „NO“ und „COM“ verhält es sich genau umgekehrt. Ist der Steuerstromkreis
spannungslos (GPIO.LOW), ist das Relais geönet und der Arbeitsstromkreis unterbrochen. Wird der
Steuerstrom mit Spannung versorgt (GPIO.HIGH), schließt das Relais den Arbeitsstromkreis und der Strom
kann ießen.

Achtung! Es ist sehr wichg, nicht zu versuchen, Hochspannungsgeräte an das Relais anzu­schließen (z.B. Tischlampe, Kaeemaschine usw.). Dies könnte zu Stromschlägen und schweren
Verletzungen führen.

Achtung! Für dieses Beispiel müssen Sie alle Schalter der linken und rechten Schalteinheit auf
OFF stellen.

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 18

Joy-Pi

Jetzt, da wir wissen, was ein Relais ist und wie es funkoniert, werfen wir einen Blick auf den Code:

Führen Sie die folgenden Befehle aus und versuchen Sie es selbst:

#!/usr/bin/python

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# definiere relais pin

relay_pin = 40

# Board Modus GPIO.BOARD

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

# relay_pin als Ausgang

GPIO.setup(relay_pin, GPIO.OUT)

# Oeffne Relais

GPIO.output(relay_pin, GPIO.LOW)

# warte eine halbe Sekunde

time.sleep(0.5)

# schliesse Relais

GPIO.output(relay_pin, GPIO.HIGH)
GPIO.cleanup()

sudo python relay.py

cd /home/pi/Desktop/Joy-Pi/

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 19

Joy-Pi

5.4 LEKTION 4: SENDEN EINES VIBRATIONSSIGNALS

Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie Ihr Telefon vibriert, wenn Sie jemand anru oder wenn Sie eine
Nachricht erhalten? Wir haben genau das gleiche Modul in unserem Joy-Pi verbaut und nun werden Sie
lernen, wie man es verwendet.

Das Vibraonsmodul bendet sich auf der rechten Seite der LED-Matrix und unterhalb der Segment-LED.
Wenn es eingeschaltet ist, ist es schwierig zu erkennen, woher die Vibraon kommt, da es sich anfühlt, als
vibriere das ganze Joy-Pi Board.

Das Vibraonsmodul verwendet ein GPIO.OUTPUT-Signal, genau wie der Buzzer und andere Module
zuvor. Durch Senden eines Ausgangssignals vibriert das Vibraonsmodul, durch Stoppen des Signals mit
GPIO.LOW hört die Vibraon auf.

Mit verschiedenen me.sleep() Intervallen kann man die Dauer der Vibraon regeln.
Versuchen Sie es selbst und schauen Sie, wie Sie das Beispiel erweitern können.

Für dieses Beispiel müssen Sie zwischen den Modulen wechseln. Stellen Sie Schalter Nummer 1
der rechten Schalteinheit auf ON. Alle anderen Schalter sollten auf OFF stehen.

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 20

Joy-Pi

Beispielcode Vibraonsmodul:

Führen Sie die folgenden Befehle aus und versuchen Sie es selbst:

#!/usr/bin/python

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# definieren des Vibrationspins

vibration_pin = 13

# setze Boardmodus zu GPIO.BOARD

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

# lege Vibrationspin als Ausgang fest

GPIO.setup(vibration_pin, GPIO.OUT)

# schalte Vibration ein

GPIO.output(vibration_pin, GPIO.HIGH)

# warte eine Sekunde

time.sleep(1)

# schalte Vibration aus

GPIO.output(vibration_pin, GPIO.LOW)

GPIO.cleanup()

sudo python vibration.py

cd /home/pi/Desktop/Joy-Pi/

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 21

Joy-Pi

5.5 LEKTION 5: GERÄUSCHE MIT DEM SCHALLSENSOR ERKENNEN

In dieser Lekon lernen wir, wie man über den Schallsensor Eingaben tägt, laute Geräusche erkennt und
entsprechend reagiert. So können Sie Ihr eigenes Alarmsystem auauen, das laute Geräusche erkennt
oder eine LED durch Klatschen einschalten!

Der aus 2 Teilen aufgebaute Schallsensor besteht aus einem blauen Potenometer, das für die
Regulierung der Empndlichkeit zuständig ist, und dem Sensor selbst, der Geräusche erkennt. Der
Schallsensor ist gut am blauen Potenometer zu erkennen und der Sensor selbst bendet sich rechts
unter dem Buzzer.

Mit Hilfe des Potenometers können wir die Empndlichkeit des Sensors regulieren.
Damit unser Skript funkoniert, müssen wir zuerst lernen, wie man die Empndlichkeit steuert. Um die
Empndlichkeit zu regulieren, müssen Sie die kleine Schraube am Potenometer mit einem
Schraubendreher nach links oder rechts drehen. Wenn sie gegen den Uhrzeigersinn drehen, steigt die
Empndlichkeit mit dem Uhrzeigersinn verringert sich diese. Der beste Weg die Empndlichkeit zu testen

ist das Skript auszuführen. Klatschen Sie in die Hände und schauen Sie, ob das Gerät ein Signal empfängt.

Wenn kein Signal empfangen wird bedeutet dies, dass die Empndlichkeit des Sensors nicht hoch genug
eingestellt ist. Dies können Sie durch drehen des Potenometers einfach beheben.

#!/usr/bin/python

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# sound_pin wird definiert

sound_pin = 18

# GPIO mode wird auf GPIO.BOARD gesetzt

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

# sound_pin wird als Eingang festgelegt

GPIO.setup(sound_pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

try:

while True:
# ueberpruefe ob ein Geraeusch erkannt wird
if(GPIO.input(sound_pin)==GPIO.LOW):
print('Sound erkannt')
time.sleep(0.1)

except KeyboardInterrupt:

# Strg+c beendet das Programm
GPIO.cleanup()

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 22

Joy-Pi

Führen Sie die folgenden Befehle aus und versuchen Sie es selbst:

Wir denieren zuerst unseren Pin, GPIO18. Dann setzen wir eine while-Schleife, um dieses Skript

dauerha laufen zu lassen. Wir prüfen, ob wir vom Schallsensor eine Eingabe erhalten haben, die anzeigt,

dass laute Geräusche erkannt wurden und dann drucken wir "Sound Detected".

Wenn Strg + C gedrückt wird, wird das Programm beendet.

5.6 LEKTION 6: ERKENNEN DER HELLIGKEIT MIT DEM LICHTSENSOR

Der Lichtsensor ist einer unserer Lieblinge. Er ist in vielen Projekten und Situaonen äußerst nützlich, z. B.
bei Lampen, die automasch angehen, sobald es dunkel wird. Mit dem Lichtsensor kann man erkennen,
wie hell die Moduloberäche ist.

Der Lichtsensor ist schwer zu erkennen, da er aus sehr kleinen Teilen besteht. Der Sensor liegt links neben
dem Buzzer. Wenn Sie ihn mit Ihrem Finger verdecken, sollte die Ausgabe des Lichtsensors nahe null
gehen, da ihn kein Licht mehr erreichen kann.

sudo python sound.py

cd /home/pi/Desktop/Joy-Pi/

Achtung! Für dieses Beispiel müssen Sie alle Schalter der linken und rechten Schalteinheit auf
OFF stellen.

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 23

Joy-Pi

Nun ist es Zeit, den Sensor zu testen und zu sehen, wie er funkoniert. Jedoch ist der Lichtsensor ein
wenig anders, als andere Sensoren, da er mit I2C funkoniert und nicht mit den normalen GPIOs, wie
Sie es in den Lekonen zuvor gelernt haben.

In diesem Skript wird eine Funkon verwendet, um mit dem Lichtsensor zu "kommunizieren" und die ge­wünschte Ausgabe mit der Helligkeit zu erhalten.
Je höher die ausgegebene Zahl ist, desto heller ist die Umgebung.

Beispielcode:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: Matt Hawkins

# Author's Git: https://bitbucket.org/MattHawkinsUK/

# Author's website: https://www.raspberrypi-spy.co.uk

import RPi.GPIO as GPIO
import smbus
import time

if(GPIO.RPI_REVISION == 1):

bus = smbus.SMBus(0)

else:

bus = smbus.SMBus(1)

class LightSensor():

def __init__(self):

# Definiere Konstante vom Datenblatt

self.DEVICE = 0x5c # Standart I2C Geräteadresse

self.POWER_DOWN = 0x00 # Kein aktiver zustand
self.POWER_ON = 0x01 # Betriebsbereit
self.RESET = 0x07 # Reset des Data registers

# Starte Messungen ab 4 Lux.
self.CONTINUOUS_LOW_RES_MODE = 0x13
# Starte Messungen ab 1 Lux.
self.CONTINUOUS_HIGH_RES_MODE_1 = 0x10
# Starte Messungen ab 0.5 Lux.
self.CONTINUOUS_HIGH_RES_MODE_2 = 0x11
# Starte Messungen ab 1 Lux.

# Nach messung wird Gerät in einen inaktiven Zustand gesetzt.

self.ONE_TIME_HIGH_RES_MODE_1 = 0x20
# Starte Messungen ab 0.5 Lux.
# Nach messung wird Gerät in einen inaktiven Zustand gesetzt.
self.ONE_TIME_HIGH_RES_MODE_2 = 0x21
# Starte Messungen ab 4 Lux.
# Nach messung wird Gerät in einen inaktiven Zustand gesetzt.
self.ONE_TIME_LOW_RES_MODE = 0x23

Veröffentlicht: 18.04.2019 Copyright by Joy-IT 24

Joy-Pi

Beispielcode fortgeführt:

Führen Sie die folgenden Befehle aus und versuchen Sie es selbst:

sudo python light_sensor.py

cd /home/pi/Desktop/Joy-Pi/

def convertToNumber(self, data):

# Einfache Funktion um 2 Bytes Daten
# in eine Dezimalzahl umzuwandeln
return ((data[1] + (256 * data[0])) / 1.2)

def readLight(self):

data = bus.read_i2c_block_data(self.DEVICE,self.ONE_TIME_HIGH_RES_MODE_1)
return self.convertToNumber(data)

def main():

sensor = LightSensor()
try:
while True:
print "Light Level : " + str(sensor.readLight()) + " lx"
time.sleep(0.5)
except KeyboardInterrupt:
pass

if __name__ == "__main__":

main()

Achtung! Für dieses Beispiel müssen Sie alle Schalter der linken und rechten Schalteinheit auf
OFF stellen.