树莓派综合项目3：AI视觉机械臂小车（一）蜂鸣器
一、介绍
在树莓派项目2中，我学到了很多东西，主要是通过实践掌握了树莓派小车的无线电控制和自动化避障控制，虽然不是特别的高深和难懂，但是增强了我学习的动力和信心，万丈高楼平地起，2018年6月买的小车现在才学习吸收完，原因还是先学完基础实验内容后，才能学懂项目2，推及以后更难的内容，若没有项目2做铺垫，估计也学不来，更不用说自己创作了。
目前我仍处于学习的初级阶段，正向学习的中级阶段迈进。项目2学习完后，下一步做什么呢？我有两个想法：
一是学物联网的自动化控制。我对农业很感兴趣，也喜欢养花种菜，想做智能温室的树莓派物联网，但是我家里没有院子，房间也小，做个mini的都困难；
二是AI视觉和机械臂。在各类树莓派创客书籍中发现，视觉识别是一个主要内容，是信息输入的重要方式，而机械臂是机器人输出、工作的重要方式，比如农业采摘机器人。
于是我选择了继续做机器人，在网上慢慢选了一个月的时间，终于找到一款适合我现在的套件。
做视觉处理对硬件的计算力有要求，为了让运行更流畅，我选择了树莓派4B 8G版本，整个套件花了我1777大洋，虽然有点心疼，但是投资学习是不会亏的。
如果不是4B8G的主板，价格会少很多的，同学们可以自己选择。或者看我的文章就可以了，欢迎大家关注我，点赞哦！我会把这套学习资料吃透后分享给大家，如果能再开发，做一个草莓采摘机器人就更棒了！
与项目2的小车做对比要大许多，操作升级、再开发的空间很大。
二、组件
三、实验原理
看过我项目2的同学，相信对小车控制这部分已经很熟悉了，但项目2中的python代码都是我自己写的，在这个套件中我们来学习下专业人士的代码是怎么写的。
这个课程的第一个实验就是蜂鸣器实验，作为开局实验是比较基础的，就是不知道后面的复杂实验里是否会用到蜂鸣器。
我的基础实验里做过有源蜂鸣器和无源蜂鸣器，它的基础原理大家可以点击参考：
本实验中使用的是无源蜂鸣器，和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能周期性地振动发声。只要输出不同频率的PWM波，即可发出不同的音符，不同的音符组合起来就是一个曲子了。
树莓派功能转接板
在树莓派功能转接板上看到，蜂鸣器是直接焊接在板子上的，连接的板载模式第11针，不用像基础实验中一样去接线，但初学者最好看一下基础实验9，学习下基本接线方法。
四、实验步骤
第1步： 蜂鸣器焊接在板子上，不用连接电路。这里说下树莓派4B8G是64位的操作系统，与4G、2G版本不能混用。
第2步： 编写程序。原始代码为python2版本，为适应发展，我还是转换成了python3版本，并有中文注释，更详细讲解请参考树莓派基础实验9：蜂鸣器实验。
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import RPi.GPIO as GPIO
import time
Buzzer = 11
CL = [0, 131, 147, 165, 175, 196, 211, 248] # 低音C调音符对应的频率
CM = [0, 262, 294, 330, 350, 393, 441, 495] # 中音C调音符对应的频率
CH = [0, 525, 589, 661, 700, 786, 882, 990] # 高音C调音符对应的频率
song_1 = [ CM[3], CM[5], CM[6], CM[3], CM[2], CM[3], CM[5], CM[6], # 歌曲1的音符
CH[1], CM[6], CM[5], CM[1], CM[3], CM[2], CM[2], CM[3],
CM[5], CM[2], CM[3], CM[3], CL[6], CL[6], CL[6], CM[1],
CM[2], CM[3], CM[2], CL[7], CL[6], CM[1], CL[5] ]
beat_1 = [ 1, 1, 3, 1, 1, 3, 1, 1, # 歌曲1的节拍, 1 指 1/8 拍
1, 1, 1, 1, 1, 1, 3, 1,
1, 3, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
1, 1, 3 ]
song_2 = [ CM[1], CM[1], CM[1], CL[5], CM[3], CM[3], CM[3], CM[1], # 歌曲2的音符
CM[1], CM[3], CM[5], CM[5], CM[4], CM[3], CM[2], CM[2],
CM[3], CM[4], CM[4], CM[3], CM[2], CM[3], CM[1], CM[1],
CM[3], CM[2], CL[5], CL[7], CM[2], CM[1] ]
beat_2 = [ 1, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 2, # 歌曲2的节拍, 1 指 1/8 拍
1, 1, 2, 2, 1, 1, 3, 1,
1, 2, 2, 1, 1, 2, 2, 1,
1, 2, 2, 1, 1, 3 ]
def setup():
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # 根据物理位置对gpio进行编号
GPIO.setup(Buzzer, GPIO.OUT) # 设置引脚模式为输出
global Buzz # 指定一个全局变量来替换GPIO.PWM
Buzz = GPIO.PWM(Buzzer, 440) # 440 是初始频率
Buzz.start(50) # 启动蜂鸣器PWM50%的占空比
def loop():
while True:
print('\n Playing song 1...')
for i in range(1, len(song_1)): # 播放歌曲1
Buzz.ChangeFrequency(song_1[i]) # 沿着歌曲的音符改变频率
time.sleep(beat_1[i] * 0.5) # 一个节拍为0.5s的时长
time.sleep(1) #
print('\n\n Playing song 2...')
for i in range(1, len(song_2)):
Buzz.ChangeFrequency(song_2[i])
time.sleep(beat_2[i] * 0.5)
def destory():
Buzz.stop() # 停止PWM
GPIO.output(Buzzer, 1) # 将蜂鸣器引脚设置为输出高电平
GPIO.cleanup() # 释放资源
if __name__ == '__main__': # 程序从这里开始
setup()
try:
loop()
except KeyboardInterrupt: # 当输入'Ctrl+C'时, 函数destroy()会被执行
destory()腾讯云开发者
