简介
如今IOT技术发展的如火如荼，IOT技术带动了相关产业的蓬勃发展，智能家具就是其中之一。在智能家具领域通常会用到一个重要的部件用于报警，那就是倾斜开关。倾斜开关常见的有水银倾斜开关和滚珠倾斜开关。在本课中我使用滚珠倾斜开关SW520D检测外界震动，当有震动时候红色LED闪烁。
实验所需部件
本课需要用到如下部件：
Raspberry pi3 x1
面包板 x1
T型板 x1
40-Pin Cable x1
电阻200Ω x1
红色LED x1
SW520D x1
跳线 x若干
工作原理
SW520D是一种常用的滚珠式倾斜开关，SW520D由两个导电电极和金属滚珠组成，两个电极和滚珠被一起封装在金色外壳内，如图所示
SW520D倾斜开关被焊接到一个微型PCB板上，组成一个倾斜开关模块。这个模块电路基本上集中在电压比较器芯片LM393周围，这个模块包含倾斜传感器（SW520D）、放大器、标准3针引脚、电源指示灯，指示模块正确供电以及状态指示灯，指示倾斜开关有倾斜。
当倾斜开关直立使金属滚珠与导电电极接触时候，就会使电路导通，DO输出低电平（0V），状态指示灯亮起；当倾斜开关倾斜到一定程度后，金属滚珠不与导电电极接触，电路断开，DO输出高电平（5V），状态指示灯熄灭，其大致原理如图
SW520D模块原理图
实验接线图
个部件按照如下图所示连接
电路图
实物连接图
软件
在raspberry pi上有两种主流的编程方式，一种是用C语言编程，这种方式跟Arduino非常相似；另一种是使用python编程，我们会提供两种编程语言代码，根据个人习惯使用相应的语言。
1 如何你是C语言用户，请按如何操作
1) 在/home/pi下新建一个文件sw520d.c(文件名随意)
cd ~
sudo nano sw520d.c
其中sudo表示已超级用户权限运行；nano是一款文本编辑器，关于nano的具体使用可以在命令行窗口输入man nano查看官方文档或者访问https://www.nano-editor.org/dist/v2.2/nano.html了解更多信息
2) 编码
首先需要添加程序所需用到的头文件，wiringPi是Pi用C语言对GPIO口编程所依赖的库文件；stdio是C语言中的标准输入输出库文件，像printf、scanf等函数都需要这个库 的支持。
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
接下来需要定义LED灯和SW520D倾斜模块使用那个GPIO端口
#define LedPin 21
#define Sw520dPin 22
定义LED使用GPIO .21，SW520D倾斜模块使用GPIO .22.可能你会感到疑惑，为什么上面的电路图里面LED灯接到5号端口上，SW520D接到了6号端口上，为什么这里变成了21和22了？是因为raspberry pi的端口一般有BCM、wPi两种编码方式，BCM是博通公司对Pi端口的编码方式；wPi是wiringPi里面对Pi GPIO编码方式。上面的电路图中使用的是BCM编码，在这里因为是使用基于C语言的wiringPi库编程所以采用了wPi编码方式。在命令行运行gpio readall可以查看GPIO两种编码方式。
// When initialize wiring failed, print messageto screen
if(wiringPiSetup() == -1){
printf("setup wiringPi failed !");
return 1;
}
pinMode(LedPin, OUTPUT);
pinMode(Sw520dPin,INPUT);
将LedPin引脚设定为输出模式；将Sw520dPin引脚设定为输入模式
printf("\n");
printf("\n");
printf("========================================\n");
printf("| LED alarm |\n");
printf("| ------------------------------ |\n");
printf("| If SW520D tilt |\n");
printf("| |\n");
printf("| LED will Blink |\n");
printf("| |\n");
printf("| OSOYOO|\n");
printf("========================================");
printf("\n");
printf("\n");
while(1){
if(!(digitalRead(Sw520dPin))){
// LED off
digitalWrite(LedPin, HIGH);
printf("\n");
printf("-------------------|\n");
printf("| Not tilt... |\n");
printf("-------------------|\n");
delay(1000);
}
else{
// LED blink
digitalWrite(LedPin, LOW);
delay(500);
digitalWrite(LedPin,HIGH);
delay(500);
printf("\n");
printf("===================|\n");
printf("| tilting! |\n");
printf("===================|\n");
}
}
这段代码显示首先是在屏幕上打印出一些提示信息，接着进入while循环语句，不停读取Sw520dPin脚电平，如果读取到Sw520dPin为低电平，也就是SW520D没有倾斜的时候，会向屏幕打印”Not tilt…”，LED灯不会闪烁；如果读取到Sw520dPin为高电平，也就是SW520D有倾斜的时候，会向屏幕打印”tilting!”，LED灯会已500ms频率闪烁。
写完程序后输入ctrl X按照提示输入Y再回车保存退出，在命令行输入 sudo wget http://osoyoo.com/driver/sw520d.c 获取完整的程序源码
3) 编译程序
C语言属于高级语言，在运行之前需要用编译器编译成可执行文件，在当前路径下输入
gcc -Wall -o sw520d sw520d.c -lwiringPi
-Wall:使编译时候提示更多错误信息，使代码变得健壮
-o:指定编译后的程序名字，可以任意指定，此处指定为sw520d
sw520d.c:表示待编译的源文件
-lwiringPi:指定编译需要的依赖文件
4) 运行程序
在当前路径下输入：sudo ./sw520d
回车就能运行代码了。
5)测试
运行程序后首先是向屏幕打印出 一系列提示信息，接着开始读取倾斜模块引脚电平，如果将倾斜模块插在面包板上，LED灯不会亮起，呈熄灭状态，屏幕打印出”Not tilt…”；如果拿着面包板摇动，LED灯会闪烁，屏幕打印出”tilting!”.
2 如果你是Python用户，请看下文。
如果你的系统是最新版本的Raspbian Jessie with PIXEL是已经安装了python的，而且还有python的集成开发环境，在开始->Programming->Python 3(IDLE)可以找到，你若通过HDMI直接接到显示器上，你可以直接在Python 3(IDLE)里编程，详细使用请看之前的文章（还没写），若通过远程登录请参照下面的方法。
1) 在/home/pi下新建一个文件sw520d.py(文件名随意)
cd ~
sudo nano sw520d.py
2) 编码
import RPi.GPIO as GPIO
import time
这两句话是导入脚本需要用到的模块，import在python下是一个关键字，表示导入模块，其中RPi.GPIO是针对Pi GPIO开发的一个Python库；time是python自带的一个标准库，延时函数调用就要依赖于这个库
# set #5 as LED pin
LedPin = 5
# set #6 as SW520D Pin
Sw520dPin = 6
定义LED和SW520D模块与那个GPIO口连接，这里的5 和6是BCM编码方式，在命令行运行gpio readall可以查看GPIO编码方式。
#print message at the begining ---custom function
def print_message():
print ('==================================')
print ('| LED Alarm |')
print ('| ---------------- |')
print ('| If SW520D Tilt |')
print ('| |')
print ('| LED Will Blink |')
print ('| ---------------- |')
print ('| |')
print ('| OSOYOO|')
print ('==================================\n')
print ('Program is running...')
print ('Please press Ctrl+C to end the program...')
print_message()是自定义的一个函数，向终端打印信息，关于函数定义请查看这里 了解更多信息。
#setup function for some setup---custom function
def setup():
GPIO.setwarnings(False)
#set the gpio modes to BCM numbering
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
#set LedPin's mode to output,and initial level to HIGH(3.3V)
GPIO.setup(LedPin,GPIO.OUT,initial=GPIO.HIGH)
GPIO.setup(Sw520dPin,GPIO.IN)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)函数设定GPIO为BCM编码方式编码方式；GPIO.setup(LedPin,GPIO.OUT,initial=GPIO.HIGH)函数将LedPin设定为输出模式并且初始电平为高电平；GPIO.setup(Sw520dPin,GPIO.IN)函数将Sw520d设定为输入模式。
#main function
def main():
#print info
print_message()
while True:
#read Sw520dPin's level
if(GPIO.input(Sw520dPin)):
GPIO.output(LedPin,GPIO.LOW)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(LedPin,GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
print ('********************')
print ('* tilting! *')
print ('********************')
print ('\n')
else:
GPIO.output(LedPin,GPIO.HIGH)
print ('====================')
print ('= Not tilt... =')
print ('====================')
print ('\n')
time.sleep(1)
在主函数main()中先调用了print_message()函数向终端打印信息，接着进入while循环中读取Sw520d引脚的电平，如果读取到的电平为高电平，LED灯0.5s闪烁一次，并且终端打印”tilting!”；如果读取到的电平是低电平，将LedPin端口置高，向终端打印”Not tilt…”。
写完程序后输入ctrl X按照提示输入Y再回车保存退出，在命令行输入 sudo wget http://osoyoo.com/driver/sw520d.py 获取完整的程序源码
4) 运行程序
python是一种脚本语言，可以直接运行，在当前路径下输入：sudo ./sw520d.py
回车就能运行代码了。
5)测试
运行程序后首先是向屏幕打印出 一系列提示信息，接着开始读取倾斜模块引脚电平，如果将倾斜模块插在面包板上，LED灯不会亮起，呈熄灭状态，屏幕打印出”Not tilt…”；如果拿着面包板摇动，LED灯会闪烁，屏幕打印出”tilting!”.
