ESP32 Potentiometer Điều Khiển Piezo Buzzer
Hướng dẫn này sẽ chỉ bạn cách sử dụng ESP32 và potentiometer để điều khiển piezo buzzer. Chi tiết:
- ESP32 tự động bật piezo buzzer khi giá trị analog của potentiometer vượt quá ngưỡng
- ESP32 tự động tắt piezo buzzer khi giá trị analog của potentiometer dưới ngưỡng
Chúng ta cũng sẽ học cách chuyển đổi giá trị analog thành điện áp và sau đó sử dụng ngưỡng điện áp để điều khiển piezo buzzer:
- ESP32 tự động bật piezo buzzer khi điện áp của potentiometer vượt quá ngưỡng
- ESP32 tự động tắt piezo buzzer khi điện áp của potentiometer dưới ngưỡng
Chúng ta sẽ sử dụng piezo buzzer để tạo ra âm thanh và giai điệu của bài hát.
Linh Kiện Cần Thiết
| 1 | × | mô-đun phát triển ESP-WROOM-32 | ||
| 1 | × | Alternatively, ESP32 Uno-form board | ||
| 1 | × | Alternatively, ESP32 S3 Uno-form board | ||
| 1 | × | USB Cable Type-A to Type-C (for USB-A PC) | ||
| 1 | × | USB Cable Type-C to Type-C (for USB-C PC) | ||
| 1 | × | Chiết áp | ||
| 1 | × | Alternatively, 10k Ohm Trimmer Potentiometer | ||
| 1 | × | Mô-đun chiết áp có núm xoay | ||
| 1 | × | (Thay thế) Potentiometer Kit | ||
| 1 | × | (Thay thế) Potentiometer Module with Knob | ||
| 1 | × | 3-24V Active Piezo Buzzer | ||
| 1 | × | Active Piezo Buzzer Module | ||
| 1 | × | Passive Piezo Buzzer Module | ||
| 1 | × | breadboard | ||
| 1 | × | dây jumper | ||
| 1 | × | (Tùy chọn) DC Power Jack | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Screw Terminal Expansion Board for ESP32 | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Breakout Expansion Board for ESP32 | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Power Splitter for ESP32 |
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables ESP32 Starter Kit (ESP32 included) | ||
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays) | ||
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
Về Piezo Buzzer và Potentiometer
Chúng tôi có các tutorial riêng về piezo buzzer và potentiometer. Mỗi tutorial chứa thông tin chi tiết và hướng dẫn từng bước về sơ đồ chân, nguyên lý hoạt động, kết nối dây với ESP32, code ESP32... Tìm hiểu thêm tại các liên kết sau:
Lưu ý rằng tutorial này sử dụng buzzer 3-5V, nhưng bạn có thể điều chỉnh cho buzzer 12v. Bạn có thể tìm hiểu về ESP32 - Buzzer
Sơ Đồ Mạch
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Nếu bạn chưa rõ cách cấp nguồn cho ESP32 và các linh kiện khác, xem: Cách Cung Cấp Nguồn Điện Cho ESP32.
Code ESP32 - Âm Thanh Đơn Giản - Ngưỡng Analog
/*
* Mã ESP32 này được phát triển bởi newbiely.vn
* Mã ESP32 này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc.
* Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập:
* https://newbiely.vn/tutorials/esp32/esp32-potentiometer-triggers-piezo-buzzer
*/
#define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 pin GPIO36 (ADC0) connected to Potentiometer pin
#define BUZZER_PIN 21 // ESP32 pin GPIO21 connected to Buzzer's pin
#define ANALOG_THRESHOLD 1000
void setup() {
// set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input)
analogSetAttenuation(ADC_11db);
pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); // set ESP32 pin to output mode
}
void loop() {
int analogValue = analogRead(POTENTIOMETER_PIN); // read the input on analog pin
if (analogValue > ANALOG_THRESHOLD)
digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); // turn on Piezo Buzzer
else
digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW); // turn off Piezo Buzzer
}
Các Bước Thực Hiện
- Nếu đây là lần đầu bạn sử dụng ESP32, hãy xem ESP32 - Cài Đặt Phần Mềm.
- Thực hiện đấu dây như hình ảnh trên.
- Kết nối bo mạch ESP32 với PC của bạn qua cáp micro USB
- Mở Arduino IDE trên PC.
- Chọn đúng bo mạch ESP32 (ví dụ ESP32 Dev Module) và cổng COM.
- Copy code trên và paste vào Arduino IDE.
- Biên dịch và upload code lên bo mạch ESP32 bằng cách nhấn nút Upload trên Arduino IDE
- Xoay potentiometer
- Lắng nghe âm thanh từ piezo buzzer
Giải Thích Code Từng Dòng
Code ESP32 trên có kèm theo giải thích từng dòng. Vui lòng đọc các comment trong code!
Code ESP32 - Âm Thanh Đơn Giản - Ngưỡng Điện Áp
Giá trị analog đọc từ potentiometer được chuyển đổi thành điện áp, sau đó điện áp được so sánh với ngưỡng điện áp. Nếu vượt quá ngưỡng, nó sẽ kích hoạt Piezo Buzzer
/*
* Mã ESP32 này được phát triển bởi newbiely.vn
* Mã ESP32 này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc.
* Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập:
* https://newbiely.vn/tutorials/esp32/esp32-potentiometer-triggers-piezo-buzzer
*/
#define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 pin connected to Potentiometer pin
#define BUZZER_PIN 21 // ESP32 pin GPIO21 connected to Buzzer's pin
#define VOLTAGE_THRESHOLD 2.5 // Voltages
void setup() {
// set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input)
analogSetAttenuation(ADC_11db);
pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); // set ESP32 pin to output mode
}
void loop() {
int analogValue = analogRead(POTENTIOMETER_PIN); // read the input on analog pin
float voltage = floatMap(analogValue, 0, 1023, 0, 5); // Rescale to potentiometer's voltage
if (voltage > VOLTAGE_THRESHOLD)
digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); // turn on Piezo Buzzer
else
digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW); // turn off Piezo Buzzer
}
float floatMap(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) {
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}
Code ESP32 - Giai Điệu - Ngưỡng Điện Áp
/*
* Mã ESP32 này được phát triển bởi newbiely.vn
* Mã ESP32 này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc.
* Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập:
* https://newbiely.vn/tutorials/esp32/esp32-potentiometer-triggers-piezo-buzzer
*/
#include "pitches.h"
#define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 pin GPIO36 (ADC0) connected to Potentiometer pin
#define BUZZER_PIN 21 // ESP32 pin GPIO21 connected to Buzzer's pin
#define VOLTAGE_THRESHOLD 2.5 // Voltages
// notes in the melody:
int melody[] = {
NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_G5, NOTE_C5, NOTE_D5,
NOTE_E5,
NOTE_F5, NOTE_F5, NOTE_F5, NOTE_F5,
NOTE_F5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_D5, NOTE_D5, NOTE_E5,
NOTE_D5, NOTE_G5
};
// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc, also called tempo:
int noteDurations[] = {
8, 8, 4,
8, 8, 4,
8, 8, 8, 8,
2,
8, 8, 8, 8,
8, 8, 8, 16, 16,
8, 8, 8, 8,
4, 4
};
void setup() {
// set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input)
analogSetAttenuation(ADC_11db);
}
void loop() {
int analogValue = analogRead(POTENTIOMETER_PIN); // read the input on analog pin
float voltage = floatMap(analogValue, 0, 1023, 0, 5); // Rescale to potentiometer's voltage
if (voltage > VOLTAGE_THRESHOLD)
playMelody(); // play a song
}
float floatMap(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) {
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}
void playMelody() {
// iterate over the notes of the melody:
int size = sizeof(noteDurations) / sizeof(int);
for (int thisNote = 0; thisNote < size; thisNote++) {
// to calculate the note duration, take one second divided by the note type.
//e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
tone(BUZZER_PIN, melody[thisNote], noteDuration);
// to distinguish the notes, set a minimum time between them.
// the note's duration + 30% seems to work well:
int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
delay(pauseBetweenNotes);
// stop the tone playing:
noTone(BUZZER_PIN);
}
}
Các Bước Thực Hiện
- Copy code trên và paste vào Arduino IDE.
- Tạo file pitches.h trên Arduino IDE bằng cách:
- Hoặc nhấn vào nút ngay bên dưới icon serial monitor và chọn New Tab, hoặc sử dụng phím Ctrl+Shift+N.
- Đặt tên file là pitches.h và nhấn nút OK
- Copy code dưới đây và paste vào file pitches.h vừa tạo.
- Biên dịch và upload code lên bo mạch ESP32 bằng cách nhấn nút Upload trên Arduino IDE
- Xoay potentiometer
- Lắng nghe giai điệu từ piezo buzzer
- ESP32 ADC không hoàn toàn chính xác và có thể cần hiệu chuẩn để có kết quả đúng. Mỗi bo mạch ESP32 có thể khác nhau một chút, vì vậy bạn cần hiệu chuẩn ADC cho từng bo mạch riêng lẻ.
- Hiệu chuẩn có thể khó khăn, đặc biệt đối với người mới bắt đầu, và có thể không luôn cho kết quả chính xác mong muốn.
/*************************************************
* Public Constants
*************************************************/
#define NOTE_B0 31
#define NOTE_C1 33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1 37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1 41
#define NOTE_F1 44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1 49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1 55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1 62
#define NOTE_C2 65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2 73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2 82
#define NOTE_F2 87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2 98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2 110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2 123
#define NOTE_C3 131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3 147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3 165
#define NOTE_F3 175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3 196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3 220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3 247
#define NOTE_C4 262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4 294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4 330
#define NOTE_F4 349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4 392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4 440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4 494
#define NOTE_C5 523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5 587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5 659
#define NOTE_F5 698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5 784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5 880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5 988
#define NOTE_C6 1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6 1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6 1319
#define NOTE_F6 1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6 1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6 1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6 1976
#define NOTE_C7 2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7 2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7 2637
#define NOTE_F7 2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7 3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7 3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7 3951
#define NOTE_C8 4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8 4699
#define NOTE_DS8 4978
Giải Thích Code Từng Dòng
Code ESP32 trên có kèm theo giải thích từng dòng. Vui lòng đọc các comment trong code!
※ Lưu ý:
Tutorial này sử dụng hàm analogRead() để đọc giá trị từ ADC (Analog-to-Digital Converter) kết nối với potentiometer. ESP32 ADC phù hợp cho các dự án KHÔNG cần độ chính xác cao. Tuy nhiên, đối với các dự án cần đo lường chính xác, vui lòng lưu ý:
Đối với các dự án cần độ chính xác cao, hãy cân nhắc sử dụng ADC ngoài (ví dụ ADS1115) với ESP32 hoặc sử dụng Arduino, có ADC đáng tin cậy hơn. Nếu bạn vẫn muốn hiệu chuẩn ESP32 ADC, tham khảo ESP32 ADC Calibration Driver
Video Tutorial
Việc sản xuất video tốn rất nhiều thời gian. Nếu video hướng dẫn hữu ích cho việc học của bạn, hãy đăng ký kênh YouTube để ủng hộ. Nếu nhu cầu đủ cao, chúng tôi sẽ cố gắng làm thêm nhiều video.