基于树莓派GPIO口和光电传感器的障碍物检测

花了相当多的时间探讨了GPIO口的使用方法，接下来将重点探讨如何进行实际的应用。现有的一个简单的光电传感器为例，讲述如何实现外界障碍物的检测系统的设计。

所需的器件：

• 树莓派（B版本）

• TPLINK无线网卡（笔者用pc机做了一个远程终端）

• 1A或者2A输出的电源适配器及USB充电线

• 面包板

• 10k电阻、4.74K电阻、220欧电阻

• LED灯

• 光电传感器

• 公母头杜邦线、双母头杜邦线

整体设计思路：

使用传感器检测障碍物，以LED指示检测的结果。当传感器前检测到障碍物时，led点亮，同时在屏幕上面输出提示信息“Object be detected…”在树莓派上面运行编写好的程序，暂拟定使用python语句编写。

设计过程：

• GPIO口分配

上图所示为树莓派上使用的GPIO口分配，其中1、2、3、4分别为5V power、GND、led灯驱动口、传感器输入口。

• 传感器检测输入电路设计

树莓派外围接口的设计，在设计时，可以根据自己的需求进行修改。传感器提供三个端口，分别是Pow、GND、Out，使用树莓派的端口提供5V电源，信号输出为5V，当然不能直接连接到树莓派的哦，因为可能会烧毁树莓派芯片的。这里使用简单的一个分压电路，控制输入电压不超过3.3V。这里R1的大小大概为R2的一半，根据电路常识可知加在GPIO口与GND间的电压约为5V*2/3=3.3V，能够满足树莓派电压输入的要求。

• led灯驱动电路

Led灯的驱动非常简单，普通的led灯通过一个220欧的电阻连接到树莓派的GPIO口。当传感器检测到障碍物的存在时，输出为高电平点亮led灯。

控制程序设计

我们使用nano编辑器建立一个python语句的程序文件，所以保证你的树莓派安装python的编译环境。

完整的程序展示，（定义了输入输出口，和检测程序的响应动作）

使用实用的电路设计小软件fritzing.0.8.7b.pc（下载地址http://fritzing.org/download/），画了整体的接线图如下所示。

通过实验过程来显示我们的成果。

实物接线

 

这是传感器的接线图，总共有三个引脚，分别是pow、gnd和信号输出端

树莓派的GPIO引脚图接线，共有四只引脚接线，具体的引脚分配详细内容请看基于树莓派GPIO口和光电传感器的障碍物检测（一）

这是总体的接线图，包括树莓派、面包板和传感器三大部分。

程序执行

启动树莓派，用户名：pi，密码：raspberry（输入时不显示），由于我们不打算使用桌面环境，那么第一步肯定是要知道我们在在哪里，这是面对乌黑的命令行界面首先应该想到的事情，不用着急，一个简单pwd命令，既可以告诉你的位置。通过ls，可以查看所有该目录下的文件。

我们上次编写的程序button.py，放到了桌面环境下。可以看到我们目录下的Desktop文件夹，输入[ cd Desktop / ]即可进入（在输入文件目录名字时可以使用tap键自动补全的哦）

进入桌面后，通过ls命令查看到我们已经写的button.py文件，下一步就是通过[sudo python button.py]来执行啦