您是否曾經(jīng)想過個(gè)人歡迎回家？有了Raspberry Pi和一些簡(jiǎn)單的組件，您就可以！在這個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目中，我們將使用簧片開關(guān)在門打開時(shí)觸發(fā)主題曲。盡管您可以使用相同的電路在該項(xiàng)目中使用幾乎任何其他微控制器，但在這里我們將使用Raspberry Pi作為控制器。這是一個(gè)演示。

您將需要

您可能已經(jīng)擁有制作所需的所有零件，除了簧片開關(guān)（大約$ 2-3），或者您可以得到一包5個(gè)，剛好超過8美元。

一個(gè)Raspberry Pi（任何型號(hào)都可以使用）。

1 x 220歐姆電阻。

1 x 1K歐姆電阻。

3 x 10K歐姆電阻。

1 x磁簧開關(guān)。

1 x LED。

2個(gè)按鈕開關(guān)。

面包板。

連接線。

電腦揚(yáng)聲器或類似產(chǎn)品。

進(jìn)入房間后，我們將使用Raspberry Pi播放歌曲，并在面包板上設(shè)計(jì)帶有按鈕的電路以延遲激活它，并停止程序。

該項(xiàng)目雖然主要是為了娛樂，但它涵蓋了DIY家庭自動(dòng)化以及DIY家庭安全中許多應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。

入門

讓我們從制作電路開始。確保您的Pi沒電，并按如下所示設(shè)置電路：

LED連接到我們pi的引腳7。兩個(gè)按鈕開關(guān)分別連接到引腳11和13，簧片開關(guān)連接到引腳15。我們的電源流向引腳1（3v3）和引腳6（Gnd）。

請(qǐng)確保檢查所有內(nèi)容均在正確的位置。

在測(cè)試該項(xiàng)目時(shí)，它可能有助于將簧片開關(guān)置于您的面前，以便您輕松切換它打開或關(guān)閉。在這種情況下，舌簧開關(guān)已經(jīng)安裝在門上方。項(xiàng)目啟動(dòng)并運(yùn)行后，您可以使用磁帶將開關(guān)暫時(shí)連接到門上，或者如果您更有信心，可以將其更永久地連接以用于將來的項(xiàng)目中！

將Pi的3.5mm插孔輸出連接到揚(yáng)聲器系統(tǒng)。一旦所有內(nèi)容放在一起，它應(yīng)該看起來像這樣：

請(qǐng)注意，此處使用的面包板具有電源軌，與Fritzing圖相反

現(xiàn)在打開您的Pi的電源，并使用SSH訪問它，以便我們可以訪問終端。如果您不確定如何執(zhí)行此操作，本指南可以為您提供幫助。如果您將Raspberry Pi與顯示器，鼠標(biāo)和鍵盤一起使用，請(qǐng)?zhí)^此步驟并打開終端。

在開始之前，值得檢查您是否最新。在終端中輸入sudo apt-get update。

現(xiàn)在我們可以繼續(xù)讓Pi與電路進(jìn)行通訊了。

測(cè)試設(shè)置

開始，讓我們使用一個(gè)簡(jiǎn)單的程序檢查電路。如果您確信到目前為止一切都正確，您可以跳過此步驟，盡管我建議您這樣做，因?yàn)檫@樣可以避免以后出現(xiàn)頭痛。

如果您以前從未使用過Python編程并且感到有點(diǎn)畏縮，有很多很棒的網(wǎng)站可以幫助您入門。

在終端中，創(chuàng)建一個(gè)新腳本：

nano test.py

打開后，將此代碼添加到文件中，然后按Ctrl-C退出，并遵循保存對(duì)話框：

#This code was written for an article on www.MakeUseOf.com by Ian Buckley.

import RPi.GPIO as GPIO

import time

GPIO.setwarnings（False）

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

GPIO.setup（7，GPIO.OUT）

GPIO.setup（11，GPIO.IN）

GPIO.setup（13，GPIO.IN）

GPIO.setup（15，GPIO.IN）

while True：

GPIO.output（7，GPIO.HIGH）

if （GPIO.input（11）==1）：

print（“Button on GPIO 11”）

time.sleep（1）

if （GPIO.input（13）==1）：

print（“Button on GPIO 13”）

time.sleep（1）

if （GPIO.input（15）==1）：

print（“Button on GPIO 15”）

time.sleep（1）

GPIO.cleanup（）

此代碼讀取按鈕的值并打印到當(dāng)它們改變時(shí)的屏幕。兩個(gè)按鈕具有下拉電阻，因此按下時(shí)它們報(bào)告為高電平。只要其隨附的磁鐵閉合，磁簧開關(guān)就會(huì)報(bào)告為HIGH。

運(yùn)行程序：

python test.py

當(dāng)您按下兩個(gè)按鈕并將磁鐵從簧片開關(guān)上拉開時(shí)，您應(yīng)該會(huì)看到LED亮起，并向屏幕報(bào)告。如果您在按按鈕時(shí)沒有收到反饋，請(qǐng)?jiān)俅螜z查電路，并確保一切均已連接。完成測(cè)試后，請(qǐng)按 CTRL-C 停止程序。

現(xiàn)在我們可以編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序設(shè)置，觸發(fā)和重置我們的門傳感器。我們將遍歷各部分的代碼，并簡(jiǎn)要說明每個(gè)部分的功能，但是如果您想向下滾動(dòng)完整的代碼以查看完整的內(nèi)容，則可以使用。

我們需要從導(dǎo)入一些模塊開始：

import Rpi.GPIO as GPIO

import pygame.mixer

import time

我們將使用 Pygame 模塊播放音樂。它是Raspbian Jessie的標(biāo)準(zhǔn)配置，并且是編寫Python游戲和許多其他出色項(xiàng)目所需的一切的強(qiáng)大庫(kù)。

我們將使用名為 active 的變量決定我們的系統(tǒng)是否處于活動(dòng)狀態(tài)。讓我們定義幾個(gè)為我們執(zhí)行此操作的函數(shù)：

def activeSetup（）：

global active

active=0

print（“Currently Not Active”）

def activeState（）：

global active

if active==1：

active=0

GPIO.output（7，GPIO.LOW）

print（“Currently Not Active”）

elif active==0：

print （“Activating in 10 seconds”）

for x in range（0，10）：

GPIO.output（7，GPIO.HIGH）

time.sleep（0.5）

GPIO.output（7，GPIO.LOW）

time.sleep（0.5）

active=1

GPIO.output（7，GPIO.HIGH）

print（“Currently Active”）

else： return

此處的第一個(gè)函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)名為 active 的變量，并將其設(shè)置為0。給活動(dòng)狀態(tài)一個(gè)數(shù)值意味著，如果您打算以后擴(kuò)展程序以具有不同的活動(dòng)狀態(tài)，則可以對(duì)它們進(jìn)行相應(yīng)編號(hào)。盡管它可能不是世界上最好的Python編程，但對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目來說已經(jīng)足夠了。

調(diào)用時(shí)的第二個(gè)函數(shù)檢查系統(tǒng)是否處于活動(dòng)狀態(tài)（或 active == 1 ）。如果是，它將設(shè)置系統(tǒng)為非活動(dòng)狀態(tài)（ active == 0 ），關(guān)閉LED并打印到控制臺(tái)。如果不是，那么它會(huì)為您提供10秒鐘的倒數(shù)時(shí)間，使其離開LED閃爍的房間，然后繼續(xù)顯示系統(tǒng)處于活動(dòng)狀態(tài)。

現(xiàn)在，我們可以定義一個(gè)函數(shù)來觀察我們的磁簧開關(guān)：

def watchDoor（）：

global playing

playing = False

while True：

if active==1 and GPIO.input（15）==1 and playing == False：

playing=True

pygame.mixer.music.play（）

if GPIO.input（13）==1：

print（“Stop button pressed： Exiting”）

pygame.mixer.music.stop（）

break

if GPIO.input（11）==1：

activeState（）

time.sleep（0.5）

我們?cè)谶@里創(chuàng)建了另一個(gè)名為 playing 的變量-只是為了阻止程序嘗試在出現(xiàn)以下情況時(shí)反復(fù)開始播放

在while循環(huán)中，第一個(gè)if語句開始播放音樂（我們還沒有音樂，但不用擔(dān)心，它來了）。僅當(dāng)系統(tǒng)處于活動(dòng)狀態(tài)，簧片開關(guān)打開且尚未播放時(shí)，音樂才能開始播放。

第二個(gè)if語句用于退出按鈕。如果按下此按鈕，音樂將停止并且程序?qū)⑼顺觥?/p>

第三個(gè)if語句用于切換系統(tǒng)是否處于活動(dòng)狀態(tài)。此處的 time.sleep 功能是防止在按下按鈕時(shí)讀取多個(gè)按鈕。

現(xiàn)在是時(shí)候設(shè)置Pi的引腳了。

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

GPIO.setup（7， GPIO.OUT，initial=GPIO.LOW）

GPIO.setup（11，GPIO.IN）

GPIO.setup（13，GPIO.IN）

GPIO.setup（15，GPIO.IN）

如果您在使用Pi之前已經(jīng)做過任何實(shí)驗(yàn)，那么您應(yīng)該已經(jīng)熟悉了。引腳7設(shè)置中的 initial = GPIO.LOW 參數(shù)將在初始化后立即將其設(shè)置為低電平。

現(xiàn)在，我們可以調(diào)用函數(shù)，將系統(tǒng)設(shè)置為不

activeSetup（）

音樂大師！

這時(shí)，我們應(yīng)該開始考慮要播放的音樂。您可以選擇所需的任何音樂文件，但是我們現(xiàn)在將選擇適合所有人的內(nèi)容。如果您觀看YouTube，您可能已經(jīng)很熟悉Kevin MacLeod的音樂。讓我們下載他的一首美妙的樂曲，稱為“獨(dú)眼大師”。這些內(nèi)容以及他網(wǎng)站上的許多音樂均已獲得知識(shí)共享（Creative Commons）的許可，并且有很多充分的理由將這些許可的內(nèi)容用于您的項(xiàng)目。

回到我們的代碼中，我們需要啟動(dòng)Pygame混音器并加載我們的音樂。

pygame.mixer.init（44100，-16，2，1024）

pygame.mixer.music.set_volume（1.0）

name = “One-eyed Maestro.mp3”

pygame.mixer.music.load（name）

print（“Loaded track - ”+ str（name））

此塊的第一行啟動(dòng) Pygame 混音器。括號(hào)中的最后一個(gè)參數(shù)是緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)控制播放聲音的延遲。如果以后播放音樂時(shí)出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的播放，請(qǐng)嘗試將此數(shù)字增加到4096。在Pi 3上可以正常使用的設(shè)置。

如果將音樂文件下載到其他目錄，您的 door.py 程序，定義名稱變量時(shí)需要在方括號(hào)內(nèi)提供完整路徑。

現(xiàn)在剩下要做的就是建立一個(gè)循環(huán)

while True：

if（GPIO.input（13）==1）：

print（“Stop button pressed： Exiting”）

pygame.mixer.music.stop（）

break

if（GPIO.input（11）==1）：

activeState（）

time.sleep（0.5）

if（active==1）：

watchDoor（）

break

GPIO.cleanup（）

此while循環(huán)等待來自任一按鈕的輸入，然后退出或?qū)顟B(tài)更改為活動(dòng)狀態(tài)相應(yīng)地。如果活動(dòng)狀態(tài)變?yōu)?，則將調(diào)用我們之前定義的 watchDoor 函數(shù)，并且在下次打開門時(shí)將播放我們的樂曲。我們還調(diào)用 GPIO.cleanup（）來重置退出時(shí)的引腳，這通常是對(duì)Raspberry Pi上所有編程的一個(gè)好習(xí)慣。

這就是我們要做的一切啟動(dòng)并運(yùn)行該項(xiàng)目，下面是完整的代碼：

import RPi.GPIO as GPIO

import pygame.mixer

import time

def activeSetup（）：

global active

active=0

print（“Currently Not Active”）

def activeState（）：

global active

if active==1：

active=0

GPIO.output（7，GPIO.LOW）

print（“Currently Not Active”）

elif active==0：

print （“Activating in 10 seconds”）

for x in range（0，10）：

GPIO.output（7，GPIO.HIGH）

time.sleep（0.5）

GPIO.output（7，GPIO.LOW）

time.sleep（0.5）

active=1

GPIO.output（7，GPIO.HIGH）

print（“Currently Active”）

else： return

def watchDoor（）：

global playing

playing = False

while True：

if active==1 and GPIO.input（15）==1 and playing == False：

playing=True

pygame.mixer.music.play（）

if GPIO.input（13）==1：

print（“Stop button pressed： Exiting”）

pygame.mixer.music.stop（）

break

if GPIO.input（11）==1：

activeState（）

time.sleep（0.5）

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

GPIO.setup（7， GPIO.OUT，initial=GPIO.LOW）

GPIO.setup（11，GPIO.IN）

GPIO.setup（13，GPIO.IN）

GPIO.setup（15，GPIO.IN）

activeSetup（）

pygame.mixer.init（44100，-16，2，1024）

pygame.mixer.music.set_volume（1.0）

name = “One-eyed Maestro.mp3”

pygame.mixer.music.load（name）

print（“Loaded track - ”+ str（name））

while True：

if（GPIO.input（13）==1）：

print（“Stop button pressed： Exiting”）

pygame.mixer.music.stop（）

break

if（GPIO.input（11）==1）：

activeState（）

time.sleep（0.5）

if（active==1）：

watchDoor（）

break

GPIO.cleanup（）

如果您在此處向下滾動(dòng)以立即獲取完整的代碼，請(qǐng)記住您仍然需要將音樂下載到您的Pi上以使其正常工作！

現(xiàn)在，您應(yīng)該可以正常運(yùn)行歡迎的主題音樂了！將簧片開關(guān)安裝到門上，然后嘗試一下。令人尷尬的跳舞是可選的，但建議這樣做。

該項(xiàng)目涵蓋了各種形式的家庭監(jiān)控，安全性和自動(dòng)化的基礎(chǔ)知識(shí)，希望它也很有趣！

現(xiàn)在您已經(jīng)走了這么遠(yuǎn)，為什么停在那里？您可以添加更多軌道，并讓程序從列表中隨機(jī)選擇一個(gè)。您可以添加一個(gè)中繼，并在輸入時(shí)觸發(fā)其他對(duì)象。如果您有家庭音樂系統(tǒng)，為什么不為每個(gè)房間都準(zhǔn)備主題曲呢？

責(zé)任編輯：wv