Joy-Pi : le kit complet pour Raspberry

Partie 1 : Présentation

Aujourd’hui, nous allons explorer les possibilités qu’offre la valise Joy-Pi, conçue pour les cartes Raspberry Pi 2B, 3B et 3B+.

Cette valise, facilement transportable, permet de regrouper dans un seul et même environnement un ensemble complet de prototypage sur de nombreux capteurs, modules et interfaces (servomoteurs, moteurs pas à pas).

La prise en main est facile grâce à son écran et son clavier-souris pour naviguer à travers l’OS Raspbian.

C’est un kit complet prêt à être utiliser n’importe où et n’importe quand. Il suffit d’insérer la carte Raspberry Pi et de brancher l’alimentation pour pouvoir commencer à travailler.

RVB de base

La valise met à disposition :

Capteurs :

  • (9) Capteur de lumière
  • (11) Capteur sonore
  • (12) Détecteur de mouvement
  • (13) Capteur à ultrasons
  • (17) Capteur d’inclinaison
  • (19) Capteur tactile
  • (20) Capteur de température et d’humidité
  • (24) Module RFID

 

Connexions :

  • (3) Plaque de montage rapide
  • (14/15) Contrôle de servomoteurs
  • (16) Contrôle de moteurs pas-à-pas
  • (18) Connecteur pour récepteur infrarouge

Affichage :

  • (2) Indicateur à LED pour le port GPIO
  • (6) Matrice à LED 8 x 8
  • (4) Afficheur LCD 16 x 2 caractères
  • (7) Afficheur 4 digits à 7 segments
  • Écran de 7 pouces + Caméra 2Mpx

 

Modules divers :

  • (8) Vibreur
  • (10) Buzzer
  • (21) Relais
  • (22) Matrice à boutons-poussoirs
  • (23) Boutons-poussoirs directionnels
schem

(1) Raspberry Pi ; (5) Alimentation

Certains modules ne peuvent pas fonctionner simultanément car ceux-ci utilisent les mêmes broches du port GPIO (General Purpose Input Output).

D’autres modules devront être activés/désactivés grâce aux deux dip-switches selon l’utilisation.

Utilisation des dip-switches :

Capteurs et modules

Matrice de boutons-poussoirs
Boutons-poussoirs
Module vibreur
Capteur d’inclinaison
Moteur pas-à-pas
Servomoteur

Dip-switch

Gauche
Gauche
Droit
Droit
Droit
Droit

Inverseurs

1 à 8
5 à 8
1
2
3, 4, 5 et 6
7 et 8

Partie 2 :  Configuration

Insérez la carte micro-SD dans votre carte Raspberry.

Raccordement :


Ouvrez la valise, [1] raccordez votre Raspberry au cordon USB et au cordon HDMI, [2] vissez-la, [3] et reliez les ports GPIO avec la nappe.

Branchez l’alimentation (en haut à droite de la valise), et appuyez sur l’interrupteur. Votre écran s’allume et l’OS Raspbian démarre.

Pour utiliser le clavier, mettez le switch sur ON (sur le bord droit) et insérez le récepteur USB sur votre carte Raspberry.

Un dossier avec des exemples de programme simples sont disponibles sur le Bureau (dossier Joy-Pi).

gif_valise_rasp

Mettre l’OS en français :

Au démarrage, l’OS est configuré en allemand.

Pour le configurer en français :

  • Menu Démarrer >> Einstellungen >> Raspberry-Pi-Konfiguration
  • Onglet Lokalisierung
  • Bouton Sprachumgebung : FRvotre paysUTF 8
  • Bouton Zeitzone : votre localisationla ville de votre fuseau horaire
  • Bouton Tastatur : [ne pas toucher au 1er paramètre]FrenchFrench
  • Bouton Wifi-Land : votre pays
  • Appuyez sur OK puis sur Ja

Au redémarrage, l’OS sera en français.

Mise à jour du système :

Lancez un Terminal , exécutez les commandes suivantes, les unes à la suite des autres en appuyant sur la touche Entrée :

sudo su
apt-get upgrade
apt-get update
apt-get install build-essential python-dev python-smbus python-pip
apt-get install python-imaging
pip install RPi.GPIO

Faites un redémarrage de votre carte Raspberry (menu Démarrer >> Shutdown >> Reboot).

Partie 3 : Réalisations

Projet 1 : Holorge

Nous allons concevoir un programme permettant d’afficher l’heure sur l’afficheur 7 segments.

Créer un dossier “Horloge” dans vos Documents.

Téléchargez la librairie pour l’afficheur 7 segments [lien GitHub].

Placez-la dans le dossier “Horloge”. Clic-droit sur la librairie, Extraire ici.

Sur le dossier extrait, clic-droit, Ouvrir dans un Terminal .

Exécutez la commande sudo python setup.py install

Dans le dossier “Horloge”, clic-droit, Créer un fichier vide, nommez le fichier “horloge.py”.

Ouvrez le fichier, copiez-collez le programme suivant et sauvegardez :

Underline 1
#!/usr/bin/python

import time
import datetime

from Adafruit_LED_Backpack import SevenSegment

segment = SevenSegment.SevenSegment(address=0x70) 

segment.begin()
try:

  while(True):

    now = datetime.datetime.now()
    hour = now.hour
    minute = now.minute
    second = now.second

    segment.clear()
    segment.set_digit(0, int(hour / 10)) #dizaine
    segment.set_digit(1, hour % 10) #unité
    segment.set_digit(2, int(minute / 10)) #dizaine
    segment.set_digit(3, minute % 10) #unité
    segment.set_colon(second % 2) #1 Hertz
    segment.write_display()
    time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt:

  segment.clear()
  segment.write_display()

Dans vos Documents faites un clic-droit sur le dossier “Horloge”, Ouvrir dans un Terminal .

Tapez la commande suivante puis appuyez sur la touche Entrée :

sudo python horloge.py

 

L’afficheur 7 segment vous affiche l’heure.

_DSCN7924_

Projet 2 : Détecteur d’obstacle

Dans ce projet, nous allons faire varier l’intensité lumineuse d’une LED installée sur la platine de montage, en fonction de la distance entre le capteur à ultrasons et l’obstacle le plus proche. Plus l’obstacle est proche, plus l’intensité sera forte.

L’inverseur 7 du dip-switch de droite doit être mis sur ON.

Montez une LED en série avec une résistance de 220Ω sur la platine de montage (non inclus dans la valise).

Reliez le montage suivant le schéma ci-dessous avec des jumpers mâle-femelle (attention à ce que les jumpers ne passent pas au dessus du capteur à ultrasons) :

led_ultrason_schem
Underline (2.2)

Dans vos Documents, créez un dossier “Obstacle”.

Dans le dossier “Obstacle”, clic-droit, Créer un fichier vide, nommez le fichier “obstacle.py”.

Pas besoin de librairie pour ce programme.

Ouvrez le fichier, copiez-collez le programme suivant et sauvegardez :

#!/usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO
import time

while True :

  GPIO.setmode(GPIO.BOARD) 

  TRIG = 36 
  ECHO = 32
  led_pin = 37

  GPIO.setup(TRIG,GPIO.OUT)
  GPIO.setup(ECHO,GPIO.IN)
  GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT)

  f = GPIO.PWM(led_pin, 50) #50Hz

  GPIO.output(TRIG, True)
  time.sleep(0.00001)
  GPIO.output(TRIG, False)

  while GPIO.input(ECHO)==0: #début de la mesure, capteur ultrasons

    pulse_start = time.time()

  while GPIO.input(ECHO)==1: #fin de la mesure, capteur ultrasons

    pulse_end = time.time()

  pulse_duration = pulse_end – pulse_start

  distance = pulse_duration * 17150 #valeur constructeur

  if distance <= 99:

    rp = 99-distance

  else:

    rp =1

  f.start(rp)
  f.ChangeDutyCycle(rp) #On fait varier le rapport cyclique pour changer l’intensité lumineuse
  time.sleep(0.02) #50Hz

  GPIO.cleanup()

Dans vos Documents faites un clic-droit sur le dossier “Obstacle”, Ouvrir dans un Terminal .

Tapez la commande suivante puis appuyez sur la touche Entrée :

sudo python obstacle.py

 

Le Terminal vous affiche la distance en centimètre entre l’obstacle le plus proche et le capteur, et la LED clignote de plus en plus vite si l’obstacle se rapproche.

DSCN8051_

Projet 3 : Station météo

Ce dernier projet va permettre d’afficher sur l’écran LCD la température , l’humidité et l’intensité lumineuse ambiante grâce au DHT11 et au luxmètre.

Créer un dossier “Meteo” dans vos Documents.

Téléchargez les librairies (Clone or download >> Download ZIP) :

 

Placez les librairies dans le dossier “Meteo”.

Pour chaque librairie :

  • Clic-droit sur la librairie, Extraire ici.
  • Sur le dossier extrait, clic-droit, Ouvrir dans un Terminal .
  • Exécutez la commande sudo python setup.py install

Dans le dossier “Meteo”, clic-droit, Créer un fichier vide, nommez le fichier “meteo.py”.

Ouvrez le fichier, copiez-collez le programme suivant et sauvegardez :

Underline (3)
#!/usr/bin/python
import sys
import time
import smbus
import Adafruit_DHT
import RPi.GPIO as GPIO
import Adafruit_CharLCD as LCD

if(GPIO.RPI_REVISION == 1):

  bus = smbus.SMBus(0)

else:

  bus = smbus.SMBus(1)

lcd_columns = 16 

lcd_rows = 2
lcd = LCD.Adafruit_CharLCDBackpack(address=0x21)
lcd.set_backlight(0) 
sensor = Adafruit_DHT.DHT11
pin = 4
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
t=str(temperature)
h=str(humidity)

#Luxmetre
class LightSensor():

  def convertToNumber(self, data):

    return (int((data[1] + (256 * data[0])) / 1.2)) #valeur constructeur

  def readLight(self):

    data = bus.read_i2c_block_data(0x5C,0x10) #0x5C = adresse du capteur ; 0x10 = standard de mesure
    return self.convertToNumber(data)

#Temperature & Humidite
def dht():

  humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
  t=str(temperature)
  h=str(humidity)
  if humidity is not None and temperature is not None:

  lcd.message(‘T=’+t+’*C H=’+h+’%’)

#Main
def main():

  print “En etat de marche… \nCTRL+C ou Z pour arreter”
  while True:

    GPIO.cleanup()
    dht()

    #Lumiere
    sensor = LightSensor()
    l=str(sensor.readLight())
    lcd.message(‘\n’+l+’ lux’)

    time.sleep(2)
    lcd.clear()

#Run
if __name__ == ‘__main__’:
  main()

Dans vos Documents faites un clic-droit sur le dossier “Meteo”, Ouvrir dans un Terminal .

Tapez la commande suivante puis appuyez sur la touche Entrée :

sudo python meteo.py

 

L’afficheur LCD affiche sur la 1ère ligne la température (°C) et l’humidité (%), et sur la 2ème ligne la valeur en lux de la lumière ambiante.

DSCN7825_
Démonstration
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