ESP8266 Nút Lọc nhiễu

Khi một nút được nhấn hoặc thả ra, hoặc một công tắc được bật hoặc tắt, người dùng mới thường cho rằng trạng thái của nó sẽ chuyển từ LOW sang HIGH hoặc từ HIGH sang LOW. Trên thực tế, điều này không phải như vậy. Do đặc tính cơ học và vật lý, trạng thái của nút (hoặc công tắc) có thể dao động giữa LOW HIGH nhiều lần trong một hành động của người dùng duy nhất. Điều này được gọi là chattering. Chattering có thể khiến một lần nhấn được đọc thành nhiều lần nhấn, dẫn đến lỗi hoạt động trong một số ứng dụng.

hiện tượng rung nhấp nhô

Phương pháp để ngăn chặn vấn đề này được gọi là debouncing hoặc debounce. Hướng dẫn này cho bạn biết cách thực hiện điều đó khi sử dụng nút với ESP8266. Chúng ta sẽ tìm hiểu qua các bước dưới đây:

Phần cứng cần chuẩn bị

1×ESP8266 NodeMCU ESP-12E
1×Recommended: ESP8266 NodeMCU ESP-12E (Uno-form)
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×breadboard-mount Button with Cap
1×breadboard-mount Button Kit
1×Panel-mount Push Button
1×mô-đun nút nhấn
1×breadboard
1×dây jumper
1×(Khuyến nghị) Screw Terminal Expansion Board for ESP8266
1×(Khuyến nghị) Power Splitter for ESP8266 Type-C

Or you can buy the following kits:

1×DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1×DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

Thông tin về Nút

Nếu bạn chưa quen với các nút (bao gồm sơ đồ chân, chức năng và lập trình), các bài hướng dẫn sau đây có thể giúp bạn:

Sơ đồ đấu dây

sơ đồ nối nút ESP8266 NodeMCU

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Xem thêm Sơ đồ chân ESP8266Cách cấp nguồn cho ESP8266.

Hãy xem xét mã ESP8266 cho cả hai trường hợp có debounce và không có debounce, và so sánh hành vi tương ứng của chúng.

Đọc Nút mà không có debounce

Trước khi tìm hiểu debouncing, hãy xem mã không có nó và quan sát hành vi của nó.

Hướng dẫn từng bước

Để bắt đầu với ESP8266 trên Arduino IDE, hãy làm theo các bước sau:

  • Xem hướng dẫn ESP8266 - Cài đặt phần mềm nếu đây là lần đầu bạn sử dụng ESP8266.
  • Nối các thành phần như được hiển thị trong sơ đồ.
  • Kết nối mạch ESP8266 với máy tính của bạn bằng cáp USB.
  • Mở Arduino IDE trên máy tính của bạn.
  • Chọn board ESP8266 phù hợp, ví dụ NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module), và cổng COM tương ứng.
  • Kết nối ESP8266 của bạn với máy tính bằng cáp USB.
  • Mở Arduino IDE, chọn board và cổng phù hợp.
  • Sao chép mã dưới đây và mở nó trong Arduino IDE.
/* * Mã ESP8266 NodeMCU này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã ESP8266 NodeMCU 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/esp8266/esp8266-button-debounce */ #define BUTTON_PIN D7 // The ESP8266 pin D7 connected to button int prev_button_state = LOW; // The previous state from the input pin int button_state; // The current reading from the input pin void setup() { // Initialize the Serial to communicate with the Serial Monitor. Serial.begin(9600); // Configure the ESP8266 pin as a pull-up input: HIGH when the button is open, LOW when pressed. pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP); } void loop() { // read the state of the switch/button: button_state = digitalRead(BUTTON_PIN); if (prev_button_state == HIGH && button_state == LOW) Serial.println("The button is pressed"); else if (prev_button_state == LOW && button_state == HIGH) Serial.println("The button is released"); // save the the last state prev_button_state = button_state; }
  • Nhấp chuột vào nút Tải lên trên Arduino IDE để biên dịch và tải mã lên ESP8266.
tải mã lên Arduino ide
  • Mở Serial Monitor.
  • Nhấn và giữ nút trong vài giây, sau đó thả ra.
  • Kiểm tra đầu ra trong Serial Monitor.
COM6
Send
The button is pressed The button is pressed The button is pressed The button is released The button is released
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  

Bạn có thể thấy rằng, thỉnh thoảng, bạn chỉ nhấn và thả nút một lần. Tuy nhiên, ESP8266 lại nhận nó như nhiều lần nhấn và thả. Đây là hiện tượng đóng tiếp điểm bị nhiễu (chattering) được đề cập ở đầu bài hướng dẫn. Hãy xem cách khắc phục nó ở phần tiếp theo.

Đọc nút nhấn với debounce

Đoạn mã dưới đây áp dụng phương pháp được gọi là debounce để ngăn hiện tượng rung.

/* * Mã ESP8266 NodeMCU này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã ESP8266 NodeMCU 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/esp8266/esp8266-button-debounce */ #define BUTTON_PIN D7 // The ESP8266 pin D7 connected to button #define DEBOUNCE_TIME 50 // The debounce time in millisecond, increase this time if it still chatters int lastSteadyState = LOW; // The previous steady state from the input pin int lastFlickerableState = LOW; // The previous flickerable state from the input pin int button_state; // The current reading from the input pin // The following variables are unsigned longs because the time, measured in // milliseconds, will quickly become a bigger number than can be stored in an int. unsigned long lastDebounceTime = 0; // The last time the output pin was toggled void setup() { // Initialize the Serial to communicate with the Serial Monitor. Serial.begin(9600); // Configure the ESP8266 pin as a pull-up input: HIGH when the button is open, LOW when pressed. pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP); } void loop() { // read the state of the switch/button: button_state = digitalRead(BUTTON_PIN); // check to see if you just pressed the button // (i.e. the input went from LOW to HIGH), and you've waited long enough // since the last press to ignore any noise: // If the switch/button changed, due to noise or pressing: if (button_state != lastFlickerableState) { // reset the debouncing timer lastDebounceTime = millis(); // save the the last flickerable state lastFlickerableState = button_state; } if ((millis() - lastDebounceTime) > DEBOUNCE_TIME) { // whatever the reading is at, it's been there for longer than the debounce // delay, so take it as the actual current state: // if the button state has changed: if(lastSteadyState == HIGH && button_state == LOW) Serial.println("The button is pressed"); else if(lastSteadyState == LOW && button_state == HIGH) Serial.println("The button is released"); // save the the last steady state lastSteadyState = button_state; } }

Hướng dẫn từng bước

  • Kết nối các linh kiện như được hiển thị trong sơ đồ.
  • Kết nối bo mạch ESP8266 với máy tính của bạn bằng cáp USB.
  • Mở Arduino IDE trên máy tính của bạn.
  • Chọn bảng ESP8266 đúng, ví dụ như NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module), và cổng COM tương ứng của nó.
  • Sao chép mã ở trên và mở nó bằng Arduino IDE.
  • Nhấn nút Upload trên Arduino IDE để biên dịch và tải mã lên ESP8266.
  • Mở Serial Monitor.
  • Giữ nút trong vài giây, rồi thả ra.
  • Kiểm tra Serial Monitor để xem kết quả.
COM6
Send
The button is pressed The button is released
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  

Như bạn có thể thấy, bạn chỉ nhấn và thả nút một lần duy nhất. ESP8266 có thể nhận diện đó như một lần nhấn và thả duy nhất, từ đó loại bỏ mọi nhiễu không cần thiết.

Chúng tôi đã làm cho nó đơn giản - Mã chống rung nút ESP8266 với thư viện

Chúng tôi đã phát triển một thư viện, ezButton, nhằm giúp người mới bắt đầu dễ tiếp cận hơn, đặc biệt khi họ đang sử dụng nhiều nút nhấn. Bạn có thể tìm hiểu thêm về thư viện ezButton tại đây.

Mã khử rung cho nút ESP8266 cho một nút duy nhất

/* * Mã ESP8266 NodeMCU này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã ESP8266 NodeMCU 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/esp8266/esp8266-button-debounce */ #include <ezButton.h> ezButton button(D7); // create ezButton object for pin D7 void setup() { Serial.begin(9600); button.setDebounceTime(50); // set debounce time to 50 milliseconds } void loop() { button.loop(); // MUST call the loop() function first if(button.isPressed()) Serial.println("The button is pressed"); if(button.isReleased()) Serial.println("The button is released"); }

Mã khử rung cho ESP8266 với nhiều nút bấm

/* * Mã ESP8266 NodeMCU này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã ESP8266 NodeMCU 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/esp8266/esp8266-button-debounce */ #include <ezButton.h> ezButton button1(D5); // create ezButton object for pin D5 ezButton button2(D6); // create ezButton object for pin D6 ezButton button3(D7); // create ezButton object for pin D7 void setup() { Serial.begin(9600); button1.setDebounceTime(50); // set debounce time to 50 milliseconds button2.setDebounceTime(50); // set debounce time to 50 milliseconds button3.setDebounceTime(50); // set debounce time to 50 milliseconds } void loop() { button1.loop(); // MUST call the loop() function first button2.loop(); // MUST call the loop() function first button3.loop(); // MUST call the loop() function first if(button1.isPressed()) Serial.println("The button 1 is pressed"); if(button1.isReleased()) Serial.println("The button 1 is released"); if(button2.isPressed()) Serial.println("The button 2 is pressed"); if(button2.isReleased()) Serial.println("The button 2 is released"); if(button3.isPressed()) Serial.println("The button 3 is pressed"); if(button3.isReleased()) Serial.println("The button 3 is released"); }

Sơ đồ của mã ở trên:

Hình minh họa cho dây kết nối của mã:

Sự biểu diễn của các kết nối cho mã:

sơ đồ nối dây của thư viện nút ESP8266 NodeMCU

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

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.

Kiến thức bổ sung

  • Giá trị của DEBOUNCE_DELAY phụ thuộc vào đặc tính vật lý của nút. Mỗi nút có thể có giá trị khác nhau.

Khả năng mở rộng

Kỹ thuật debounce có thể được sử dụng cho công tắc, cảm biến cảm ứng và nhiều thứ khác.