#170Anfänger
Raspberry Pi Pico Einparkhilfe (HC-SR04 + 3 LEDs + Summer)
Die Einparkhilfe aus dem Auto für deinen Schreibtisch! Der **Raspberry Pi Pico** misst mit einem **HC-SR04-Ultraschallsensor** etwa 16-mal pro Sekunde den Abstand zum Hindernis. Je näher es kommt, desto mehr **LEDs in Grün, Gelb und Rot** leuchten und desto schneller piept der **Summer**; unter 10 cm wird daraus ein Dauerton und die rote LED blinkt. Ultraschallmessung, Töne per PWM und nicht blockierendes Timing in einem Projekt.
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Die Einparkhilfe aus dem Auto, als Version für den Schreibtisch. Der HC-SR04 sendet einen Ton, der für deine Ohren zu hoch ist, und misst über das Echo, wie weit ein Hindernis entfernt ist; kommt etwas näher als einen Meter, leuchtet die grüne LED und der Summer piept langsam. Je näher es kommt, desto mehr leuchten auch Gelb und Rot und desto schneller und höher wird das Piepen; unter 10 Zentimetern hört der Ton nicht mehr auf und das rote Licht blinkt.
Video
Schaltplan
Quellcode
MicroPython
1# ─────────────────────────────────────────
2# BlueGrays · bluegrays.com
3# Raspberry Pi Pico Einparkhilfe (HC-SR04 + 3 LEDs + Summer)
4# ─────────────────────────────────────────
5# Parksensor fürs Auto. Der HC-SR04 misst den Abstand zu einem Hindernis;
6# kommt es näher, leuchten nacheinander die grüne, gelbe und rote LED auf
7# und die Pieptöne werden schneller. Ganz nah wird der Ton dauerhaft und
8# die rote LED blinkt.
9#
10# Pins:
11# GP27 -> HC-SR04 TRIG
12# GP26 -> HC-SR04 ECHO (1k + 2k Teiler bei echter Hardware)
13# VBUS -> HC-SR04 VCC (5V), GND.6 -> HC-SR04 GND
14# GP4 -> 220 Ohm -> rote LED (Kathode an GND)
15# GP8 -> 220 Ohm -> gelbe LED (Kathode an GND)
16# GP12 -> 220 Ohm -> grüne LED (Kathode an GND)
17# GP17 -> Buzzer (+), anderes Beinchen an GND
18
19from machine import Pin, PWM, time_pulse_us
20import time
21
22# ============ EINSTELLUNGEN ============
23GREEN_CM = 100 # Grün an, Piepen beginnt
24YELLOW_CM = 50 # Gelb kommt dazu
25RED_CM = 25 # Rot kommt dazu
26STOP_CM = 10 # Dauerton + blinkendes Rot
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28BEEP_MS = 60 # Länge eines Pieps
29SLOW_GAP_MS = 700 # Pause zwischen Pieptönen bei GREEN_CM
30FAST_GAP_MS = 50 # Pause zwischen Pieptönen nahe STOP_CM
31VOLUME = 32768 # PWM-Tastverhältnis, 32768 = 50%
32FLASH_MS = 120 # Blinkperiode des roten Lichts in der STOP-Zone
33
34MEASURE_MS = 60 # Messintervall, mindestens 60 ms
35PRINT_MS = 250 # Serial-Ausgabeintervall
36ECHO_TIMEOUT_US = 12000 # jenseits von ~2 m = kein Hindernis
37SOUND_CM_PER_US = 0.0343 # Schallgeschwindigkeit (20 C)
38LOOP_MS = 5 # Schritt der Hauptschleife
39
40# Zonen von nah nach fern: (Name, Obergrenze cm, (grün, gelb, rot), Ton Hz)
41ZONES = (
42 ("DUR / STOP", STOP_CM, (1, 1, 1), 1900),
43 ("KIRMIZI / RED", RED_CM, (1, 1, 1), 1900),
44 ("SARI / YELLOW", YELLOW_CM, (1, 1, 0), 1500),
45 ("YESIL / GREEN", GREEN_CM, (1, 0, 0), 1200),
46)
47CLEAR = len(ZONES) # Zone ohne Hindernis
48STOP = 0 # Index der STOP-Zone
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50# ============ HARDWARE ============
51trig = Pin(27, Pin.OUT, value=0)
52echo = Pin(26, Pin.IN)
53led_green = Pin(12, Pin.OUT, value=0)
54led_yellow = Pin(8, Pin.OUT, value=0)
55led_red = Pin(4, Pin.OUT, value=0)
56buzzer = PWM(Pin(17))
57buzzer.duty_u16(0)
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60# ============ MESSUNG ============
61def measure_cm():
62 # Einen 10-us-TRIG-Impuls senden, messen, wie lange ECHO auf HIGH bleibt
63 trig.value(0)
64 time.sleep_us(2)
65 trig.value(1)
66 time.sleep_us(10)
67 trig.value(0)
68 pulse = time_pulse_us(echo, 1, ECHO_TIMEOUT_US)
69 if pulse < 0:
70 return None # Kein Echo oder zu weit
71 # Der Schall läuft hin und zurück: halbieren
72 return pulse * SOUND_CM_PER_US / 2
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75def median3(values):
76 # Median der letzten 3 Messwerte: Ein schlechter Messwert lässt die LEDs nicht flackern
77 a, b, c = values
78 return max(min(a, b), min(max(a, b), c))
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80
81def zone_of(dist):
82 if dist is None:
83 return CLEAR
84 for i, zone in enumerate(ZONES):
85 if dist <= zone[1]:
86 return i
87 return CLEAR
88
89
90def beep_gap_ms(dist):
91 # Zwischen STOP_CM und GREEN_CM wächst die Piep-Pause linear von FAST bis SLOW
92 ratio = (dist - STOP_CM) / (GREEN_CM - STOP_CM)
93 ratio = min(1.0, max(0.0, ratio))
94 return int(FAST_GAP_MS + ratio * (SLOW_GAP_MS - FAST_GAP_MS))
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97# ============ SOUND ============
98tone_on = False
99tone_hz = 0
100
101
102def tone(hz):
103 # PWM in Ruhe lassen, wenn der Ton schon an ist
104 global tone_on, tone_hz
105 if tone_on and tone_hz == hz:
106 return
107 buzzer.freq(hz)
108 buzzer.duty_u16(VOLUME)
109 tone_on = True
110 tone_hz = hz
111
112
113def silence():
114 global tone_on
115 if tone_on:
116 buzzer.duty_u16(0)
117 tone_on = False
118
119
120def set_leds(green, yellow, red):
121 led_green.value(green)
122 led_yellow.value(yellow)
123 led_red.value(red)
124
125
126def self_test():
127 # Kurzer Einschalttest von LEDs und Buzzer: Grün -> Gelb -> Rot
128 for leds, hz in (((1, 0, 0), 1200), ((1, 1, 0), 1500), ((1, 1, 1), 1900)):
129 set_leds(*leds)
130 tone(hz)
131 time.sleep_ms(90)
132 silence()
133 time.sleep_ms(160)
134 set_leds(0, 0, 0)
135
136
137# ============ HAUPTSCHLEIFE ============
138print("== BlueGrays · bluegrays.com ==")
139print("Pico Park Sensoru / Parking Sensor")
140print("Yesil <= %d cm, sari <= %d cm, kirmizi <= %d cm, surekli ses <= %d cm"
141 % (GREEN_CM, YELLOW_CM, RED_CM, STOP_CM))
142print("Green <= %d cm, yellow <= %d cm, red <= %d cm, continuous tone <= %d cm"
143 % (GREEN_CM, YELLOW_CM, RED_CM, STOP_CM))
144self_test()
145
146FAR = 999.0 # Platzhalter für kein Hindernis
147history = [FAR, FAR, FAR] # Letzte 3 Messwerte
148distance = None # Gefilterter Abstand (cm)
149zone = CLEAR
150last_zone = -1
151now = time.ticks_ms()
152next_measure = now
153next_print = now
154last_beep = time.ticks_add(now, -10000) # Der erste Piep ertönt sofort
155beep_end = now
156
157while True:
158 now = time.ticks_ms()
159
160 # 1) Messung: alle MEASURE_MS, mit Medianfilter
161 if time.ticks_diff(now, next_measure) >= 0:
162 next_measure = time.ticks_add(now, MEASURE_MS)
163 reading = measure_cm()
164 history = history[1:] + [reading if reading is not None else FAR]
165 filtered = median3(history)
166 distance = None if filtered >= FAR else filtered
167 zone = zone_of(distance)
168 if zone != last_zone:
169 name = "ENGEL YOK / CLEAR" if zone == CLEAR else ZONES[zone][0]
170 print("Bolge / Zone ->", name)
171 last_zone = zone
172
173 # 2) LEDs: Balkenanzeige, Rot blinkt in der STOP-Zone
174 if zone == CLEAR:
175 set_leds(0, 0, 0)
176 elif zone == STOP:
177 flash_on = (now // FLASH_MS) % 2 == 0
178 set_leds(1, 1, 1 if flash_on else 0)
179 else:
180 set_leds(*ZONES[zone][2])
181
182 # 3) Sound: nicht blockierender Beep-Timer
183 if zone == CLEAR:
184 silence()
185 elif zone == STOP:
186 tone(ZONES[STOP][3]) # Sehr nah: Dauerton
187 else:
188 if tone_on and time.ticks_diff(now, beep_end) >= 0:
189 silence()
190 # Die Pause wird in jedem Durchlauf neu berechnet: Der nächste Piep wird schneller, sobald
191 # du näher kommst
192 period = BEEP_MS + beep_gap_ms(distance)
193 if not tone_on and time.ticks_diff(now, last_beep) >= period:
194 tone(ZONES[zone][3])
195 last_beep = now
196 beep_end = time.ticks_add(now, BEEP_MS)
197
198 # 4) Serial Monitor: Abstand in cm
199 if time.ticks_diff(now, next_print) >= 0:
200 next_print = time.ticks_add(now, PRINT_MS)
201 if distance is None:
202 print("Mesafe / Distance: --- (engel yok / no obstacle)")
203 else:
204 print("Mesafe / Distance: %5.1f cm" % distance)
205
206 time.sleep_ms(LOOP_MS)
207FAQ
Warum braucht ECHO in der echten Schaltung einen Spannungsteiler?▾
Der HC-SR04 läuft mit 5V und gibt an ECHO 5V aus, die Pins des Pico vertragen aber höchstens 3,3V. Verbinde ECHO über 1 kΩ mit GP26 und GP26 über 2 kΩ mit GND, dann liegen am Pin etwa 3,3V an. In Wokwi ist kein Teiler nötig.
Wie ändere ich die Warnabstände?▾
Ändere die Konstanten `GREEN_CM`, `YELLOW_CM`, `RED_CM` und `STOP_CM` am Anfang des Codes. Behalte dabei die Reihenfolge `STOP_CM < RED_CM < YELLOW_CM < GREEN_CM` bei; zum Beispiel mit `STOP_CM = 30`, `RED_CM = 50`, `YELLOW_CM = 100` und `GREEN_CM = 150`. LEDs und Pieptöne richten sich automatisch nach den neuen Schwellen.
Warum wird das Piepen stufenlos schneller und nicht zonenweise?▾
`beep_gap_ms()` berechnet die Pause linear aus der Entfernung: 700 ms bei 100 cm, 50 ms bei 10 cm. Sie wird bei jedem Durchlauf der Hauptschleife neu berechnet, daher kommt der nächste Piepton sofort früher, sobald sich das Hindernis nähert. Die Zonen ändern nur LEDs und Tonhöhe.
Muss ich eine Bibliothek installieren?▾
Nein. Die Funktion `time_pulse_us()` für die Messung gehört zum eingebauten Modul `machine`. Spiele MicroPython auf den Pico und speichere den Code mit Thonny als `main.py` darauf; der Sensor startet dann bei jedem Einschalten mit LED-Test und drei Pieptönen.