UZ senzor HC-SR04, senzor barv TCS 230, virtualni prikaz

 /*

  Uproaba UZ senzorja HC-SR04 za ugotavljanje prisotnosti predmeta.

  Zaznavanje barv s senzorjem TCS 230, Arduino Uno.

  Krmiljenje svetila v odvisnosti od prisotnosti in barve predmeta.

  Avtor: Milan Ivič

  Julij 2015

 */

 //UZ senzor HC-SR04:

 int TrigPin = 12;

 int EchoPin = 13;

 float pingTime;                      //Čas potovanja od senzorja HC-SR04 do ovire in nazaj.

 float Razdalja_do_ovire;         //Razdalja od senzorja do ovire v cm.

 float Hitrost_zvoka=346.05;    //Hitrost zvoka v m/s pri temp. zraka 25 °C.

 //RGB LED dioda:

 int RdecaPin = 11;

 int ZelenaPin = 10;

 int ModraPin = 6;

 //Barvni senzor TCS 230:

 int S2 = 7;

 int S3 = 8;

 int Izhod = 4;

 //Spremenljivke za posamezne barve:

 int RdecaBarva;

 int ZelenaBarva;

 int ModraBarva;

 int SirinaPulza = 0;          //Spremenljivka za branje dolžine impulza v µs, inicializacija.

 void setup()

 {

   Serial.begin(115200);      //Komunikacija s serijskim portom, 115200 bit/s.

   //Določitev vhodov in izhodov:

   pinMode(TrigPin, OUTPUT);

   pinMode(EchoPin, INPUT);   

   pinMode(RdecaPin, OUTPUT);

   pinMode(ZelenaPin, OUTPUT);

   pinMode(ModraPin, OUTPUT);

   pinMode(S2, OUTPUT);

   pinMode(S3, OUTPUT);

   pinMode(Izhod, INPUT);

 }

 void loop()

 {

  digitalWrite(TrigPin, LOW);

  delayMicroseconds(10);

  digitalWrite(TrigPin, HIGH);    //Za proženje moramo dovesti pozitivni impulz dolžine vsaj 10 µs ali več.

  delayMicroseconds(60);         //Zakasnitev, da ne pride do motenj.

  digitalWrite(TrigPin, LOW);

  pingTime = pulseIn(EchoPin, HIGH);                    //Branje dolžine impulza v µs.

  pingTime=pingTime/1000000;                              //Pretvorba iz µs v sekunde.

  Razdalja_do_ovire= Hitrost_zvoka * pingTime;      //V metrih (m/s * s = m).

  Razdalja_do_ovire=Razdalja_do_ovire/2;         //Impulz potuje od senzorja do predmeta in nazaj. Razdalja do predmeta je polovica celotne razdalje.

  Razdalja_do_ovire= Razdalja_do_ovire*100;    //Pretvorba iz metrov v cm.

  int Razdalja = Razdalja_do_ovire;                   //Podatek o razdalji naj bo celo število (tip int).

  //Začnemo z branjem komponente rdeče barve:

  //S2 in S3 postvimo na LOW.

  digitalWrite(S2, LOW);

  digitalWrite(S3, LOW);

  SirinaPulza = pulseIn(Izhod, LOW);     //Branje dolžine impulza (polperiode, ko je logično stanje 0) v µs. (Duty cycle je 50 %).

  RdecaBarva = SirinaPulza/44;             //Kalibriranje za rdeco barvo.

  RdecaBarva = (255 - RdecaBarva);

  //Začnemo z branjem komponente zelene barve:

  //S2 in S3 postvimo na HIGH.

  digitalWrite(S2, HIGH);

  digitalWrite(S3, HIGH);

  SirinaPulza = pulseIn(Izhod, LOW);

  ZelenaBarva = SirinaPulza/65;            //Kalibriranje za zeleno barvo.

  ZelenaBarva = (255 - ZelenaBarva);

  //Začnemo z branjem komponente modre barve:

  //S2 postavimo na LOW, S3 postvimo na HIGH.

  digitalWrite(S2, LOW);

  digitalWrite(S3, HIGH);

  SirinaPulza = pulseIn(Izhod, LOW);

  ModraBarva = SirinaPulza/58;             //Kalibriranje za modro barvo.

  ModraBarva = (255 - ModraBarva);  

  if(RdecaBarva > ModraBarva && RdecaBarva > ZelenaBarva)

   {

     RdecaBarva = 255;

     ZelenaBarva = 0;

     ModraBarva = 0;

     digitalWrite(RdecaPin, HIGH);    //Vklop rdeče RGB LED diode.

     digitalWrite(ZelenaPin, LOW);

     digitalWrite(ModraPin, LOW);

   }

   if(ZelenaBarva > ModraBarva && ZelenaBarva > RdecaBarva)

   {

     RdecaBarva = 0;

     ZelenaBarva = 255;

     ModraBarva = 0;

     digitalWrite(RdecaPin, LOW);

     digitalWrite(ZelenaPin, HIGH);    //Vklop zelene RGB LED diode.

     digitalWrite(ModraPin, LOW);

   }

   if(ModraBarva > RdecaBarva && ModraBarva > ZelenaBarva)

   {

     RdecaBarva = 0;

     ZelenaBarva = 0;

     ModraBarva = 255;

     digitalWrite(RdecaPin, LOW);

     digitalWrite(ZelenaPin, LOW);

     digitalWrite(ModraPin, HIGH);    //Vklop modre RGB LED diode.

   }

   if(Razdalja > 15)

   {

     digitalWrite(RdecaPin, LOW);    //Izklop vseh RGB LED diod. Svetilo je izklopljeno.

     digitalWrite(ZelenaPin, LOW);

     digitalWrite(ModraPin, LOW);   

   }

  //Izpis vrednosti posameznih spremenljivk, ločenih z vejico, na serijski port, v našem primeru COM9.

  Serial.print(RdecaBarva);

  Serial.print(" , ");

  Serial.print(ZelenaBarva);

  Serial.print(" , ");

  Serial.print(ModraBarva);

  Serial.print(" , ");

  Serial.print(Razdalja);

  Serial.println("");

  delay(400);

 }

import serial                #Uvozimo knjižnico za serijsko komunikacijo, da bosta lahko komunicirala Python in Arduino preko COM9.

from visual import *      #Uvoz vseh vPython knjižnic.

MojPogled = display(title='Senzor barve TCS 230 zaznava barvo predmeta, UZ senzor HC-SR04 pa prisotnost predmeta.')

MojPogled.width=800            #V pixlih.

MojPogled.height=600           #V pixlih.

MojPogled.autoscale = False              #Povemo vPython-u da ne razširja okna.

MojPogled.range = (80,80,80)             #Delovna površina okna.

BarvniPredmet = box(color=color.white, lenght=20, width=30, height=40, pos=(-36,0,0))    #Kreiranje objekta za predmet.

Senzor = box(color=color.gray(0.5), lenght=14, width=16, height=18, pos=(-52,0,0))          #Kreiranje objekta za senzor barv.

Senzor1 = box(color=color.yellow, lenght=4, width=4, height=4, pos=(-51,0,0))

LED1 = cylinder(color=color.white, pos = (-52,-6,5), radius = 1.5, length = 3)           #Objekt predstavlja LED diodo na senzorju barv.

LED2 = cylinder(color=color.white, pos = (-52,6,5), radius = 1.5, length = 3)

LED3 = cylinder(color=color.white, pos = (-52,-6,-5), radius = 1.5, length = 3)

LED4 = cylinder(color=color.white, pos = (-52,6,-5), radius = 1.5, length = 3)

Svetilo = sphere(pos=(30,2,1), radius=16)                                                            #Objekt Svetilo predstavlja krogla.

Zapis=label(pos=(-5,38,0), height=12, depth=-0.3)

Zapis1=label(pos=(30,26,0), height=12, depth=-0.3)

Zapis2=label(pos=(-60,20,0), height=12, depth=-0.3)

PodatkiSenzorja = serial.Serial('COM9', 115200)    #Kreiranje objekta PodatkiSenzorja za branje podatkov od Arduina (COM9).

while (1==1):                                                      #Neskončna zanka.

    rate(20)

    while(PodatkiSenzorja.inWaiting()==0):                 #Ni podatka na COM9.

        pass                                                              #Ne  ničesar, dokler ni nobenih podatkov na portu COM9.

    PodatkiEneVrstice=PodatkiSenzorja.readline()      #Prebere celotno vrstico znakov, ki jih pošilja Arduino na COM9.

    LoceniPodatki=PodatkiEneVrstice.split(',')             #Loči posamezne podatke znakovnega niza, ki so v vrstici ločeni z vejico.

    Rdeca=float(LoceniPodatki[0])                              #Prvi podatek iz znakovnega niza pretvorimo v realno število.

    Zelena=float(LoceniPodatki[1])                              #Drugi podatek iz znakovnega niza pretvorimo v realno število.

    Modra=float(LoceniPodatki[2])

    Razdalja=float(LoceniPodatki[3])

    Zapis1.text='Svetilo'

    Zapis2.text='Senzor barv TCS 230'

    print PodatkiEneVrstice                                     #Preverimo ali je Python prejel vse podatke od Arduina.

    if(Rdeca>250 and Razdalja<15):                         #Ali je predmet rdeče barve in ga je senzor HC-SR04 zaznal v razdalji do 15 cm?

        Zapis.text='Senzor je zaznal predmet rdece barve'     #Izpiše se naj, da je senzor zaznal predmet rdeče barve.  

        BarvniPredmet.color=(Rdeca/250.,Zelena/250.,Modra/250.)    #Določimo parametre 1,0,0 => rdeča barva.

        Svetilo.color=(Rdeca/250.,Zelena/250.,Modra/250.)                #(250/250=1, 0/250=0)

    if(Zelena>250 and Razdalja<15):

        Zapis.text='Senzor je zaznal predmet zelene barve'

        BarvniPredmet.color=(Rdeca/250.,Zelena/250.,Modra/250.)     #Določimo parametre 0,1,0 => zelena barva.

        Svetilo.color=(Rdeca/250.,Zelena/250.,Modra/250.)        

    if(Modra>250 and Razdalja<15):

        Zapis.text='Senzor je zaznal predmet mode barve'

        BarvniPredmet.color=(Rdeca/250.,Zelena/250.,Modra/250.)     #Določimo parametre 0,0,1 => modra barva.

        Svetilo.color=(0,0,1)                                                             #Lahko določimo barvo tudi tako.

    elif(Razdalja>=15):                                                                   #Ali je prisoten predmet v območju od 2 cm do 15 cm od senzorja?

        Zapis.text='Senzor ni zaznal predmeta v svoji bljizini'

        BarvniPredmet = box(color=color.white, lenght=20, width=30, height=40, pos=(-36,0,0))    #Barvni predmet naj bo bele barve.

        Svetilo = sphere(pos=(30,2,1), radius=16)                                                                      #Svetilo (krogla) naj bo bele barve.