ESP32는 다양한 센서를 인터페이스, 제어 및 판독하는 데 사용할 수 있는 IoT 기반 마이크로 컨트롤러 보드입니다. PIR 또는 모션 센서는 ESP32를 사용하여 모션 센서 범위에서 물체의 움직임을 감지하기 위해 ESP32와 인터페이스할 수 있는 장치 중 하나입니다.
ESP32와 PIR 센서의 인터페이스를 시작하기 전에 인터럽트가 작동하는 방식과 ESP32에서 인터럽트를 읽고 처리하는 방법을 알아야 합니다. 다음으로 ESP32 프로그래밍에서 delay() 및 millis() 함수의 핵심 개념을 이해해야 합니다.
ESP32를 사용한 PIR 작업에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
이 기사의 내용은 다음과 같습니다.
1: 인터럽트란?
ESP32 프로그래밍에서 발생하는 대부분의 이벤트는 순차적으로 실행됩니다. 즉, 코드를 한 줄씩 실행하는 것입니다. 코드를 순차적으로 실행하는 동안 실행할 필요가 없는 이벤트를 처리하고 제어하려면 인터럽트 사용됩니다.
예를 들어 특별한 이벤트가 발생하거나 마이크로 컨트롤러의 디지털 핀에 트리거 신호가 주어질 때 특정 작업을 실행하려는 경우 인터럽트를 사용합니다.
중단이 있으면 ESP32 입력 핀의 디지털 상태를 지속적으로 확인할 필요가 없습니다. 인터럽트가 발생하면 프로세서는 메인 프로그램을 중단하고 ISR( 인터럽트 서비스 루틴 ). 이것 ISR 함수는 메인 프로그램으로 돌아가서 실행을 시작한 후 발생하는 인터럽트를 처리합니다. ISR의 예 중 하나는 다음과 같습니다. PIR 모션 센서 어느 움직임이 감지되면 인터럽트를 생성합니다. .
1.1: ESP32의 인터럽트 핀
외부 또는 하드웨어 인터럽트는 터치 센서 또는 푸시 버튼과 같은 하드웨어 모듈로 인해 발생할 수 있습니다. 터치 인터럽트는 ESP32 핀에서 터치가 감지될 때 발생하거나 키 또는 푸시 버튼을 누를 때 GPIO 인터럽트를 사용할 수도 있습니다.
이 기사에서는 ESP32가 있는 PIR 센서를 사용하여 동작이 감지되면 인터럽트를 트리거합니다.
일반적으로 제공되는 6 SPI 통합 핀을 제외한 거의 모든 GPIO 핀 36 ESP32 보드의 -pin 버전은 인터럽트 호출을 목적으로 사용할 수 없습니다. 따라서 외부 인터럽트를 수신하려면 ESP32에서 사용할 수 있는 보라색으로 강조 표시된 핀이 있습니다.
이 이미지는 30핀 ESP32입니다.
1.2: ESP32에서 인터럽트 호출
ESP32에서 인터럽트를 사용하기 위해 다음을 호출할 수 있습니다. 첨부 인터럽트() 기능.
이 함수는 다음 세 가지 인수를 허용합니다.
-
- GPIO 핀
- 실행할 함수
- 방법
1: 지피오 pin 내부에서 호출되는 첫 번째 인수입니다. 첨부 인터럽트() 기능. 예를 들어 디지털 핀 12를 인터럽트 소스로 사용하려면 다음을 사용하여 호출할 수 있습니다. 디지털핀투인터럽트(12) 기능.
2: 기능 실행할 프로그램은 외부 또는 내부 소스에 의해 인터럽트에 도달하거나 트리거될 때마다 실행되는 프로그램입니다. LED를 깜박이거나 화재 경보를 울릴 수 있습니다.
3: 모드 인터럽트 함수에 필요한 세 번째이자 마지막 인수입니다. 인터럽트를 트리거할 시기를 설명합니다. 다음은 사용할 수 있는 모드입니다.
-
- 낮은: 정의된 GPIO 핀이 낮을 때마다 인터럽트를 트리거합니다.
- 높은: 정의된 GPIO 핀이 높을 때마다 인터럽트를 트리거합니다.
- 변화: GPIO 핀의 값이 높음에서 낮음으로 또는 그 반대로 변경될 때마다 인터럽트를 트리거합니다.
- 떨어지는: 특정 핀이 하이 상태에서 로우 상태로 떨어질 때 인터럽트를 트리거하는 모드입니다.
- 상승: 특정 핀이 로우 상태에서 하이 상태로 상승하기 시작할 때 인터럽트를 트리거하는 모드입니다.
오늘 우리는 사용할 것입니다 상승 모드는 PIR 센서가 인터럽트 LED를 감지할 때마다 인터럽트 기능에 대한 세 번째 인수로 모드를 사용하거나 센서가 낮은 상태에서 높은 상태로 이동하기 때문에 켜집니다.
2: ESP32 프로그래밍의 타이머
마이크로 컨트롤러 프로그래밍의 타이머는 특정 타이머 기간 또는 특정 시간 인스턴스에 대한 명령을 실행하는 데 중요한 역할을 합니다.
출력을 트리거하는 데 일반적으로 사용되는 두 가지 주요 기능은 다음과 같습니다. 지연() 그리고 밀리() . 둘 사이의 차이점은 delay() 함수가 실행을 시작하면 프로그램의 나머지 부분을 중지하는 반면 millis()는 정의된 시간 동안 실행된 다음 프로그램이 기본 함수로 돌아간다는 점입니다.
여기서 우리는 PIR 센서가 있는 LED를 사용할 것이며 인터럽트가 트리거된 후에 계속해서 빛나고 싶지는 않습니다. 우리는 정의된 시간 동안 빛을 내고 그 타임 스탬프가 지나면 다시 원래 프로그램으로 돌아가는 millis() 함수를 사용할 것입니다.
2.1: 지연() 함수
delay() 함수는 매우 간단하며 하나의 인수만 취합니다. ms 부호 없는 긴 데이터 유형. 이 인수는 다음 줄로 이동할 때까지 프로그램을 일시 중지하려는 시간(밀리초)을 나타냅니다.
예를 들어, 다음 함수는 다음 동안 프로그램을 중지합니다. 1 초 .
지연 ( 1000 )
delay()는 마이크로컨트롤러 프로그래밍을 위한 일종의 차단 기능입니다. delay()는 이 특정 함수 시간이 완료되지 않을 때까지 실행되는 나머지 코드를 차단합니다. 여러 명령을 실행하려면 지연 기능을 사용하지 말고 밀리 또는 외부 타이머 RTC 모듈을 사용해야 합니다.
2.2: millis() 함수
millis() 함수는 ESP32 보드가 현재 프로그램 실행을 시작한 이후 경과된 밀리초 수를 반환합니다. 몇 줄의 코드를 작성하면 ESP32 코드를 실행하는 동안 모든 인스턴스에서 현재 시간을 쉽게 계산할 수 있습니다.
millis는 나머지 코드를 차단하지 않고 여러 작업을 실행해야 하는 경우 널리 사용됩니다. 다음은 특정 명령을 실행할 수 있도록 경과된 시간을 계산하는 데 사용되는 millis 함수의 구문입니다.
만약에 ( currentMillis - 이전Millis > = 간격 ) {이전Millis = 현재Millis;
}
이 코드는 빼는 시간이 특정 명령이 실행될 간격을 정의하는 것과 같으면 현재 millis()에서 이전 millis()를 뺍니다. LED를 10초 동안 깜박이고 싶다고 가정해 보겠습니다. 5분마다 시간 간격을 5분(300000ms)으로 설정할 수 있습니다. 코드는 코드가 실행될 때마다 간격을 확인하고 도달하면 LED를 10초 동안 깜박입니다.
메모: 여기에서는 ESP32와 PIR 센서를 연결하기 위해 millis() 함수를 사용할 것입니다. 지연이 아닌 milli를 사용하는 주된 이유는 millis() 함수가 delay() 함수처럼 코드를 차단하지 않기 때문입니다. 따라서 PIR이 움직임을 감지하면 인터럽트가 생성됩니다. 인터럽트 millis() 함수를 사용하면 정의된 시간 동안 LED를 트리거한 후 모션이 중지되면 millis() 함수가 재설정되고 다음 인터럽트를 기다립니다.
delay() 함수를 사용한 경우 코드를 완전히 차단하고 발생한 인터럽트는 ESP32에서 읽지 않아 프로젝트가 실패합니다.
3: PIR 센서와 ESP32의 인터페이스
여기에서는 PIR 센서가 어떤 움직임을 감지할 때마다 LED를 트리거하기를 원하기 때문에 Arduino IDE 코드에서 millis() 함수를 사용할 것입니다. 이 LED는 설정된 시간 동안 켜진 후 정상 상태로 돌아갑니다.
다음은 필요한 구성 요소 목록입니다.
-
- ESP32 개발 보드
- PIR 모션 센서 (HC-SR501)
- 주도의
- 330옴 저항
- 전선 연결
- 브레드보드
개략도 ESP32가 있는 PIR 센서의 경우:
PIR 센서가 있는 ESP32의 핀 연결은 다음과 같습니다.
| ESP32 | PIR 센서 |
| 오다 | VCC |
| GPIO13 | 밖으로 |
| GND | GND |
3.1: PIR 모션 센서(HC-SR501)
PIR은 약어입니다. 수동 적외선 센서 . 주변의 열을 감지하는 한 쌍의 초전기 센서를 사용합니다. 이 두 초전기 센서는 차례로 놓여 있으며 물체가 해당 범위 안에 들어올 때 열 에너지의 변화 또는 두 센서 사이의 신호 차이로 인해 PIR 센서 출력이 LOW가 됩니다. PIR 출력 핀이 LOW가 되면 실행할 특정 명령을 설정할 수 있습니다.
다음은 PIR 센서의 특성입니다.
-
- 감도는 프로젝트의 위치에 따라 설정할 수 있습니다(예: 감지 마우스 또는 잎 움직임).
- PIR 센서는 물체를 감지하는 시간을 설정할 수 있습니다.
- 가정 보안 경보 및 기타 열 기반 움직임 감지 애플리케이션에 널리 사용됩니다.
3.2: 핀아웃 HC-SR501
PIR HC-SR501에는 세 개의 핀이 있습니다. 그 중 2개는 Vcc 및 GND용 전원 핀이고 하나는 트리거 신호용 출력 핀입니다.
다음은 PIR 센서 핀에 대한 설명입니다.
| 핀 | 이름 | 설명 |
| 1 | VCC | 센서용 입력 핀 ESP32 Vin 핀에 연결 |
| 둘 | 밖으로 | 센서 출력 |
| 삼 | GND | 센서 GND |
3.3: 코드
이제 ESP32를 프로그래밍하려면 Arduino IDE 편집기에서 주어진 코드를 작성하고 ESP32에 업로드하십시오.
#define time초 10상수 정수 LED = 4 ; /* 지피오 핀 4 한정된 ~을 위한 주도의 */
const int PIR_Out = 13 ; /* GPIO 핀 13 ~을 위한 PIR 출력 */
부호 없는 긴 Current_Time = 밀리초 ( ) ; /* 정의된 변수 ~을 위한 밀리초 값 저장 */
서명되지 않은 긴 Previous_Trig = 0 ;
부울 시작_시간 = 거짓 ;
무효 IRAM_ATTR detectsMovement ( ) { /* 확인하다 ~을 위한 운동 */
Serial.println ( '움직임 감지됨' ) ;
디지털 쓰기 ( 주도, 높음 ) ; /* LED 켜기 만약에 조건은 진실 */
시작_시간 = 진실 ;
Previous_Trig = 밀리초 ( ) ;
}
무효 설정 ( ) {
직렬 시작 ( 115200 ) ; /* 전송 속도 ~을 위한 직렬 통신 */
pinMode ( PIR_Out, INPUT_PULLUP ) ; /* PIR 모션 센서 모드 정의됨 */
/* PIR이 구성됨 안에 상승 모드, 세트 모션 센서 핀 ~처럼 산출 */
첨부 인터럽트 ( 디지털핀투인터럽트 ( PIR_아웃 ) , 움직임 감지, RISING ) ;
pinMode ( LED, 출력 ) ; /* 세트 LED에서 LOW로 */
디지털 쓰기 ( 주도, 낮음 ) ;
}
무효 루프 ( ) {
Current_Time = 밀리초 ( ) ; /* 현재 저장 시각 */
만약에 ( 시작_시간 && ( 현재_시간 - 이전_트리거 > ( 시간초 * 1000 ) ) ) { /* 이후 시간 간격 어느 LED가 꺼집니다 */
Serial.println ( '동작 정지' ) ; /* 모션 정지 인쇄 만약에 움직임이 감지되지 않음 */
디지털 쓰기 ( 주도, 낮음 ) ; /* LED를 LOW로 설정 만약에 조건은 거짓 */
시작_시간 = 거짓 ;
}
}
코드는 LED 및 PIR 출력용 GPIO 핀을 정의하는 것으로 시작되었습니다. 다음으로 움직임이 감지될 때 LED를 켜는 데 도움이 되는 세 가지 변수를 만들었습니다.
이 세 가지 변수는 Current_Time, 이전_Trig, 그리고 시작_시간. 이 변수는 현재 시간, 움직임이 감지된 시간 및 움직임이 감지된 후 타이머를 저장합니다.
먼저 설정 부분에서 통신을 위한 직렬 전송 속도를 정의했습니다. 다음 사용 pinMode() PIR 모션 센서를 INPUT PULLUP으로 설정합니다. PIR 인터럽트를 설정하려면 첨부 인터럽트() 설명되어 있습니다. GPIO 13은 RISING 모드에서 움직임을 감지하는 것으로 설명되어 있습니다.
다음 코드의 loop() 부분에서 millis() 함수를 사용하여 트리거가 달성되면 LED를 켜고 끕니다.
3.4: 출력
출력 섹션에서 물체가 PIR 센서의 범위를 벗어난 것을 볼 수 있습니다. 주도의 켜져있다 끄다 .
이제 PIR 센서 LED가 감지한 동작이 켜집니다. 켜짐 ~을 위한 10 비서 그 후 움직임이 감지되지 않으면 그대로 유지됩니다. 끄다 다음 트리거가 수신될 때까지.
다음 출력은 Arduino IDE의 직렬 모니터에 표시됩니다.
결론
ESP32가 포함된 PIR 센서는 해당 범위를 통과하는 물체의 움직임을 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다. ESP32 프로그래밍에서 인터럽트 기능을 사용하여 특정 GPIO 핀에서 응답을 트리거할 수 있습니다. 변경이 감지되면 인터럽트 기능이 트리거되고 LED가 켜집니다.