ESP8266 Cảm biến siêu âm Chuông Piezo
Hướng dẫn này chỉ cho bạn cách sử dụng ESP8266 và cảm biến siêu âm để điều khiển chuông Piezo. Cụ thể:
- ESP8266 phát ra âm thanh khi vật thể ở gần cảm biến siêu âm.
- ESP8266 dừng phát ra âm thanh khi vật thể ở xa cảm biến siêu âm.
- ESP8266 chơi một giai điệu của một bài hát khi vật thể ở gần cảm biến siêu âm.
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 | × | cảm biến siêu âm | ||
| 1 | × | 3-24V Active Piezo Buzzer | ||
| 1 | × | Active Piezo Buzzer Module | ||
| 1 | × | Passive Piezo Buzzer Module | ||
| 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) |
Về Chuông Piezo và Cảm Biến Siêu Âm
Nếu bạn chưa quen với buzzer piezo và cảm biến siêu âm (bao gồm sơ đồ chân, chức năng, lập trình, v.v.), các hướng dẫn dưới đây có thể giúp bạn:
Sơ đồ đấu dây
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Xem thêm Sơ đồ chân ESP8266 và Cách cấp nguồn cho ESP8266.
Mã ESP8266 - Âm thanh đơn giản
/*
* 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-ultrasonic-sensor-piezo-buzzer
*/
#define TRIG_PIN D1 // The ESP8266 pin D1 connected to Ultrasonic Sensor's TRIG pin
#define ECHO_PIN D2 // The ESP8266 pin D2 connected to Ultrasonic Sensor's ECHO pin
#define BUZZER_PIN D7 // The ESP8266 pin D7 connected to Piezo Buzzer's pin
#define DISTANCE_THRESHOLD 50 // centimeters
float duration_us, distance_cm;
void setup() {
Serial.begin (9600); // Initialize the Serial to communicate with the Serial Monitor.
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); // Configure the ESP8266 pin to the output mode
pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // Configure the ESP8266 pin to the input mode
pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); // Configure the ESP8266 pin to the output mode
}
void loop() {
// Produce a 10-microsecond pulse to the TRIG pin.
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
// Measure the pulse duration from the ECHO pin
duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
// calculate the distance
distance_cm = 0.017 * duration_us;
if (distance_cm < DISTANCE_THRESHOLD)
digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); // turn on Piezo Buzzer
else
digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW); // turn off Piezo Buzzer
// print the value to Serial Monitor
Serial.print("distance: ");
Serial.print(distance_cm);
Serial.println(" cm");
delay(500);
}
Hướng dẫn từng bước
Để bắt đầu với ESP8266 trên Arduino IDE, hãy làm theo các bước sau:
- Hãy tham khảo bài hướng dẫn cách thiết lập môi trường cho ESP8266 trên Arduino IDE nếu đây là lần đầu bạn sử dụng ESP8266.
- Nối các thành phần như được hiển thị trong sơ đồ.
- Kết nối bảng ESP8266 với máy tính của bạn bằng cáp USB.
- Mở Arduino IDE trên máy tính của bạn.
- Chọn bảng ESP8266 phù hợp, chẳng hạn (ví dụ NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module)), và cổng COM tương ứng của nó.
- Kết nối ESP8266 của bạn với máy tính bằng cáp USB.
- Mở Arduino IDE và chọn bảng và cổng phù hợp.
- Sao chép mã được cung cấp và mở nó trong Arduino IDE.
- Nhấp nút Upload trong Arduino IDE để biên dịch và nạp mã lên ESP8266.
- Vẫy tay trước cảm biến.
- Nghe âm thanh phát ra từ buzzer Piezo.
Giải thích mã nguồn
Hãy xem lời giải thích theo từng dòng được chứa trong các chú thích của mã nguồn!
Mã ESP8266 - Giai điệu
/*
* 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-ultrasonic-sensor-piezo-buzzer
*/
#include "pitches.h"
#define TRIG_PIN D1 // The ESP8266 pin D1 connected to Ultrasonic Sensor's TRIG pin
#define ECHO_PIN D2 // The ESP8266 pin D2 connected to Ultrasonic Sensor's ECHO pin
#define BUZZER_PIN D7 // The ESP8266 pin D7 connected to Piezo Buzzer's pin
#define DISTANCE_THRESHOLD 50 // centimeters
float duration_us, distance_cm;
// 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() {
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); // Configure the ESP8266 pin to the output mode
pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // Configure the ESP8266 pin to the input mode
}
void loop() {
// Produce a 10-microsecond pulse to the TRIG pin.
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
// Measure the pulse duration from the ECHO pin
duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
// calculate the distance
distance_cm = 0.017 * duration_us;
if (distance_cm < DISTANCE_THRESHOLD)
buzzer(); // play a song
delay(500);
}
void buzzer() {
// 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);
}
}
Hướng dẫn từng bước
- Kết nối các thành phần 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 bo mạch ESP8266 đúng, ví dụ NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module), và cổng COM tương ứng của nó.
- Sao chép mã và mở nó bằng Arduino IDE.
- Tạo file pitches.h trong Arduino IDE bằng cách:
- Có hai cách: nhấp vào nút ngay bên dưới biểu tượng Serial Monitor và chọn New Tab, hoặc sử dụng tổ hợp phím Ctrl+Shift+N.
- Đặt tên cho file là pitches.h và nhấn nút OK.
- Sao chép đoạn mã dưới đây và dán nó vào tệp đã được tạo pitches.h.
- Nhấp vào nút Upload trên Arduino IDE để gửi mã tới ESP8266.
- Di chuyển tay bạn trước cảm biến.
- Nghe giai điệu mà buzzer piezo đang phát.
- Mã ở trên sử dụng hàm [delay()], hàm này chặn các mã khác trong khi phát giai điệu. Để ngăn tình trạng này, thư viện [ezBuzzer] có thể được sử dụng thay thế. Nó được thiết kế để phát âm thanh bíp hoặc phát một giai điệu mà không chặn mã nguồn khác.
- Mã này được thiết kế cho mục đích học tập. Cảm biến siêu âm rất nhạy với nhiễu. Nếu bạn muốn sử dụng nó trong thực tế, bạn nên lọc nhiễu cho cảm biến siêu âm. Xem cách lọc nhiễu cho cảm biến siêu âm để biết thêm thông tin.
/*************************************************
* 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 mã nguồn
Hãy xem lời giải thích từng dòng được chứa trong các bình luận của mã nguồn!
※ Lưu ý:
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.