entfernungsanzeige-tm1637
Bauteil: HC-SR04 Ultraschall-Abstandssensor · Kategorie: input
Zeigt den gemessenen Abstand in cm auf der TM1637 4-Digit-Anzeige. Verbindet zwei Bauteile aus diesem Repo.
Material
| Anzahl | Bauteil |
|---|---|
| 1 | micro:bit V2.2 |
| 1 | HC-SR04 Ultraschall-Abstandssensor |
| 1 | TM1637 4-Digit-Anzeige |
| 1 | Steckbrett |
| ~8 | Jumperkabel |
Masse fuers CAD: hc-sr04 · tm1637-4digit
Verkabelung
micro:bit HC-SR04 TM1637-Modul
+---------+ +---------+ +------------+
| P8 |--------| Trig | | |
| P12 |--------| Echo | | |
| P1 |------------------------------| CLK |
| P2 |------------------------------| DIO |
| 3V |--------| Vcc |----+------| VCC |
| GND |--------| Gnd |----+------| GND |
+---------+ +---------+ +------------+
P8 und P12 sind schmale Pins (kein grosses Loetpad) - fuer diese
Kombination ein Steckbrett benutzen statt Krokoklemmen. 3V und GND
versorgen beide Module gemeinsam.
Foto der Verkabelung
Nach dem Test ein Foto in wiring/ ablegen und hier einbinden:
Bibliothek: tm1637.py
Zweite Datei im Projekt - dieselbe wie beim TM1637-Bauteil: mcauser/microbit-tm1637, MIT-Lizenz.
"""
MicroPython for micro:bit TM1637 quad 7-segment LED display driver
https://github.com/mcauser/microbit-tm1637
MIT License
Copyright (c) 2017 Mike Causer
Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
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THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
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AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
SOFTWARE.
"""
from microbit import sleep
_SEG = bytearray(b'\x3F\x06\x5B\x4F\x66\x6D\x7D\x07\x7F\x6F\x77\x7C\x39\x5E\x79\x71\x3D\x76\x06\x1E\x76\x38\x55\x54\x3F\x73\x67\x50\x6D\x78\x3E\x1C\x2A\x76\x6E\x5B\x00\x40\x63')
class TM1637(object):
def __init__(self, clk, dio, brightness=7):
self._c = clk
self._d = dio
self._b = max(0, min(brightness, 7))
self._data_cmd()
self._dsp_ctrl()
def _start(self):
self._d.write_digital(0)
self._c.write_digital(0)
def _stop(self):
self._d.write_digital(0)
self._c.write_digital(1)
self._d.write_digital(1)
def _data_cmd(self):
self._start()
self._write_byte(0x40)
self._stop()
def _dsp_ctrl(self):
self._start()
self._write_byte(0x88 | self._b)
self._stop()
def _write_byte(self, b):
for i in range(8):
self._d.write_digital((b >> i) & 1)
self._c.write_digital(1)
self._c.write_digital(0)
self._c.write_digital(0)
self._c.write_digital(1)
self._c.write_digital(0)
def brightness(self, val=None):
if val is None:
return self._b
self._b = max(0, min(val, 7))
self._data_cmd()
self._dsp_ctrl()
def write(self, segments, pos=0):
if not 0 <= pos <= 3:
raise ValueError("Position out of range")
self._data_cmd()
self._start()
self._write_byte(0xC0 | pos)
for seg in segments:
self._write_byte(seg)
self._stop()
self._dsp_ctrl()
def encode_string(self, string):
segments = bytearray(len(string))
for i in range(len(string)):
segments[i] = self.encode_char(string[i])
return segments
def encode_char(self, char):
o = ord(char)
if o == 32:
return _SEG[36] # space
if o == 42:
return _SEG[38] # star/degrees
if o == 45:
return _SEG[37] # dash
if o >= 65 and o <= 90:
return _SEG[o-55] # uppercase A-Z
if o >= 97 and o <= 122:
return _SEG[o-87] # lowercase a-z
if o >= 48 and o <= 57:
return _SEG[o-48] # 0-9
raise ValueError("Character out of range: {:d} '{:s}'".format(o, chr(o)))
def hex(self, val):
string = '{:04x}'.format(val & 0xffff)
self.write(self.encode_string(string))
def number(self, num):
num = max(-999, min(num, 9999))
string = '{0: >4d}'.format(num)
self.write(self.encode_string(string))
def numbers(self, num1, num2, colon=True):
num1 = max(-9, min(num1, 99))
num2 = max(-9, min(num2, 99))
segments = self.encode_string('{0:0>2d}{1:0>2d}'.format(num1, num2))
if colon:
segments[1] |= 0x80 # colon on
self.write(segments)
def temperature(self, num):
if num < -9:
self.write([0x38, 0x3F]) # LO
elif num > 99:
self.write([0x76, 0x06]) # HI
else:
string = '{0: >2d}'.format(num)
self.write(self.encode_string(string))
self.write([_SEG[38], _SEG[12]], 2) # degrees C
def show(self, string, colon=False):
segments = self.encode_string(string)
if len(segments) > 1 and colon:
segments[1] |= 128
self.write(segments[:4])
def scroll(self, string, delay=250):
segments = string if isinstance(string, list) else self.encode_string(string)
data = [0] * 8
data[4:0] = list(segments)
for i in range(len(segments) + 5):
self.write(data[0+i:4+i])
sleep(delay)
Wie der Code funktioniert
abstand_cm()wie im Sensor-Bauteil (Trigger +machine.time_pulse_us()).tm.number(int(cm))zeigt den Abstand als ganze Zahl - kein eigener TM1637-Treiber noetig.- Kein Echo ->
tm.show(" ")(vier Leerzeichen) leert die Anzeige.
Programm
Ganzer Code, Quelle main.py (hier automatisch eingefuegt):
# Sample: entfernungsanzeige-tm1637
# (HC-SR04 Ultraschall-Abstandssensor + TM1637 4-Digit-Anzeige)
# Board: BBC micro:bit V2.2
# Sprache: MicroPython
#
# Ziel: Den gemessenen Abstand in cm auf der 4-stelligen Anzeige darstellen.
# Verbindet zwei Bauteile aus diesem Repo. Die Anzeige laeuft ueber die
# Bibliothek tm1637.py (2. Datei im Projekt) - siehe README.
#
# --------------------------------------------------------------------------
# Verkabelung
# --------------------------------------------------------------------------
# HC-SR04 Trig -> P8
# HC-SR04 Echo -> P12
# HC-SR04 Vcc -> 3V (Betrieb an 3V, siehe hc-sr04-Bauteil-README)
# HC-SR04 Gnd -> GND
#
# TM1637 CLK -> P1
# TM1637 DIO -> P2
# TM1637 VCC -> 3V
# TM1637 GND -> GND
#
# P8/P12 sind schmale Pins - fuer diese Kombination ein Steckbrett benutzen.
# --------------------------------------------------------------------------
import machine
from microbit import *
from tm1637 import TM1637
# ----- HC-SR04 -----
TRIG = pin8
ECHO = pin12
def abstand_cm():
TRIG.write_digital(0)
sleep(2)
TRIG.write_digital(1)
sleep(1)
TRIG.write_digital(0)
dauer_us = machine.time_pulse_us(ECHO, 1, 30000)
if dauer_us < 0:
return None
return dauer_us / 58.0
# ----- TM1637 -----
tm = TM1637(clk=pin1, dio=pin2, brightness=3)
# ----- Hauptschleife -----
while True:
cm = abstand_cm()
if cm is None:
tm.show(" ") # nichts erkannt -> Anzeige leer
print("kein Echo")
else:
tm.number(int(cm))
print("Abstand:", int(cm), "cm")
sleep(150) # >= 60 ms Pause zwischen Messungen
Auf den micro:bit uebertragen
tm1637.pyals zweite Datei anlegen und den Bibliotheks-Code hineinkopieren.- Inhalt von
main.pyin die Hauptdatei kopieren. - https://python.microbit.org/v/3 -> Connect -> Send to micro:bit.
Details: ../../../../docs/setup.md.
Erwartetes Verhalten
- Die Anzeige zeigt den Abstand in cm, aktualisiert alle ~150 ms
- Kein Hindernis erkannt -> Anzeige bleibt leer
Moegliche Erweiterungen
- Millimeter statt cm anzeigen (
dauer_us / 5.8) - Doppelpunkt als “Messung laeuft”-Blinker nutzen
- Minimalen/maximalen gemessenen Wert dazu anzeigen (zweite Anzeige oder Knopf zum Umschalten)