SENSOREN/AKTOREN

Raspberry Pi - SW520D Neigungssensor

Das SW520D-Neigungssensormodul kann Neigungen oder Orientierungsänderungen in seiner Umgebung erkennen. Es kann verwendet werden, um Projekte zu erstellen, die auf Neigungen reagieren, wie einen Alarm, der aktiviert wird, wenn ein Objekt gestört wird, oder einen Servomotor, der auf Orientierungsänderungen reagiert.

Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie Raspberry Pi und einen SW520D-Neigungssensor verwenden, um Neigung zu erkennen. Wir werden folgende Punkte untersuchen:

Wie Sie den SW520D-Neigungssensor mit dem Raspberry Pi verbinden
Wie Sie den Raspberry Pi programmieren, um Neigung mit dem SW520D-Neigungssensor zu erkennen.

Danach haben Sie die Flexibilität, den Code zu ändern und anzupassen, um eine LED oder ein Licht (über ein Relais) bei Neigungserkennung auszulösen. Alternativ können Sie es auch so konfigurieren, dass die Rotation eines Servomotors gesteuert wird.

Erforderliche Hardware

1	×	Raspberry Pi 5
1	×	SW520D Tilt Sensor Module
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmenblock-Shield für Raspberry Pi
1	×	(Empfohlen) Raspberry Pi Prototyping-Grundplatte & Breadboard-Kit
1	×	(Empfohlen) HDMI-Touchscreen-Monitor für Raspberry Pi

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

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Über den SW520D-Neigungssensor

Das SW520D-Neigungssensormodul kann Neigungen oder Orientierungsänderungen in seiner Umgebung erkennen. Innerhalb des Moduls befindet sich eine kleine Metallkugel, die je nach Neigungswinkel zwischen zwei elektrischen Kontakten rollt. Das Modul gibt ein einfaches digitales Signal (EIN/AUS) aus.

Pinbelegung

Der SW520D-Neigungssensor hat drei Pins:

VCC-Pin: muss mit VCC verbunden werden (3,3V bis 5V)
GND-Pin: muss mit GND verbunden werden (0V)
DO-Pin: ist ein Ausgangspin: HIGH, wenn der Sensor aufrecht ist, und LOW, wenn der Sensor geneigt ist. Dieser Pin muss mit einem Eingangspin des Raspberry Pi verbunden werden.

image source: diyables.io

Das SW520D-Neigungssensormodul hat zwei LED-Indikatoren:

Eine LED zeigt den Stromversorgungsstatus an.
Eine weitere LED zeigt den Neigungszustand an und leuchtet auf, wenn der Sensor aufrecht ist, und erlischt, wenn er geneigt ist.

Funktionsweise

So verhält sich der Ausgangspin des Sensors:

Wenn der Sensor aufrecht ist, schließt die Metallkugel den Kontakt, und der Ausgangspin wird auf HIGH gesetzt.
Wenn der Sensor geneigt ist, öffnet die Metallkugel den Kontakt, und der Ausgangspin wird auf LOW gesetzt.

Schaltdiagramm

Raspberry Pi SW520D Tilt Sensor Wiring Diagram

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Um Ihren Verdrahtungsaufbau zu vereinfachen und zu organisieren, empfehlen wir die Verwendung eines Schraubklemmenblock-Shields für Raspberry Pi. Dieses Shield gewährleistet sicherere und besser verwaltbare Verbindungen, wie unten gezeigt:

Programmierung für SW520D-Neigungssensor

Initialisiert den Raspberry-Pi-Pin im digitalen Eingabemodus mit der Funktion GPIO.setup().

GPIO.setup(SENSOR_PIN, GPIO.IN)

Liest den Status des Raspberry-Pi-Pins mit der Funktion GPIO.input().

tilt_state = GPIO.input(SENSOR_PIN)

Raspberry Pi Code - Neigungserkennung

Schnelle Schritte

Stellen Sie sicher, dass Sie Raspbian oder ein anderes Raspberry-Pi-kompatibles Betriebssystem auf Ihrem Pi installiert haben.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit dem gleichen lokalen Netzwerk wie Ihr PC verbunden ist.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit dem Internet verbunden ist, wenn Sie einige Bibliotheken installieren müssen.
Wenn dies das erste Mal ist, dass Sie Raspberry Pi verwenden, lesen Sie wie Sie den Raspberry Pi einrichten
Verbinden Sie Ihren PC mit dem Raspberry Pi über SSH mit dem integrierten SSH-Client unter Linux und macOS oder PuTTY unter Windows. Siehe wie Sie Ihren PC mit Raspberry Pi über SSH verbinden.
Stellen Sie sicher, dass Sie die RPi.GPIO-Bibliothek installiert haben. Wenn nicht, installieren Sie sie mit dem folgenden Befehl:

sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Erstellen Sie eine Python-Skriptdatei tilt_sensor.py und fügen Sie den folgenden Code hinzu:

# Dieser Raspberry Pi Code wurde von newbiely.de entwickelt # Dieser Raspberry Pi Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. # Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: # https://newbiely.de/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-sw520d-tilt-sensor import RPi.GPIO as GPIO from time import sleep # Set the Raspberry Pi GPIO pin number where the SW520D tilt sensor is connected SENSOR_PIN = 7 # Set the GPIO mode and configure the tilt sensor pin as INPUT GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(SENSOR_PIN, GPIO.IN) # Initialize the previous state variable with the current state prev_tilt_state = GPIO.input(SENSOR_PIN) try: while True: # Read the current state of the tilt sensor tilt_state = GPIO.input(SENSOR_PIN) # Check for a state change (HIGH to LOW or LOW to HIGH) if tilt_state != prev_tilt_state: if tilt_state == GPIO.LOW: print("Tilt detected!") else: print("Tilt disappeared!") # Update the previous state variable prev_tilt_state = tilt_state # Add a small delay to prevent continuous readings sleep(0.1) except KeyboardInterrupt: # Clean up GPIO settings when Ctrl+C is pressed GPIO.cleanup() print("\nExiting the program.")

Speichern Sie die Datei und führen Sie das Python-Skript durch Eingeben des folgenden Befehls im Terminal aus:

python3 tilt_sensor.py

Kippen Sie den SW520D-Sensor hin und her.
Sehen Sie sich das Ergebnis im Terminal an.

PuTTY - Raspberry Pi

Tilt detected! Tilt disappeared! Tilt detected! Tilt disappeared!

Das Skript wird in einer Endlosschleife kontinuierlich ausgeführt, bis Sie Ctrl + C im Terminal drücken.

Jetzt haben wir die Flexibilität, den Code zu ändern und eine LED oder ein Licht zu aktivieren, wenn eine Neigung erkannt wird. Zusätzlich können wir es sogar so programmieren, dass sich ein Servomotor dreht. Detaillierte Anweisungen und weitere Informationen finden Sie in den Tutorials am Ende dieses Leitfadens.

Fehlerbehebung

Wenn Sie Probleme mit der Funktionalität des SW520D-Neigungssensors haben, versuchen Sie die folgenden Schritte zur Fehlerbehebung:

Überprüfen Sie die Ausrichtung: Der SW520D ist empfindlich gegenüber seinem Montagewinkel. Stellen Sie sicher, dass er in der korrekten aufrechten Position installiert ist, um eine zuverlässige Erkennung zu gewährleisten.
Vibrationen reduzieren: Der Neigungssensor kann auch auf mechanische Vibrationen reagieren. Die Montage auf einer stabilen Oberfläche kann falsche Auslösungen minimieren.
Überprüfen Sie die Verkabelung: Stellen Sie sicher, dass die VCC-, GND- und DO-Pins korrekt verbunden sind.
Überprüfen Sie die Stromversorgung: Stellen Sie sicher, dass die Stromversorgung stabil ist und frei von elektromagnetischen Störungen für konsistente Messwerte.

Durch Befolgen dieser Schritte sollten Sie alle möglichen Probleme mit dem SW520D-Neigungssensor beheben können.

Video Tutorial

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