MicroPython은 마이크로컨트롤러 및 임베디드 시스템과 함께 널리 사용됩니다. MicroPython IDE 내에서 코드와 라이브러리를 작성하고 여러 센서를 인터페이스할 수 있습니다. 이 글은 HC-SR04 센서가 있는 ESP32를 사용하여 거리를 측정하는 방법을 안내합니다.
MicroPython을 사용하는 HC-SR04 초음파 센서가 있는 ESP32
ESP32를 초음파와 인터페이스하려면 두 개의 전선만 연결하면 됩니다. 초음파 센서를 사용하여 물체 거리를 측정하고 차량 충돌 방지 시스템과 같은 이 시스템을 기반으로 응답을 트리거할 수 있습니다.
ESP32 및 기타 마이크로컨트롤러용으로 설계된 언어인 MicroPython을 사용하여 다음과 같은 여러 센서를 인터페이스할 수 있습니다. HC-SR04 . MicroPython 코드가 작성되어 SONAR 파동이 센서에서 물체에 도달하고 다시 물체에 도달하는 데 걸리는 시간을 계산합니다. 나중에 거리 공식을 사용하여 물체 거리를 계산할 수 있습니다.
HC-SR04 센서의 주요 특징은 다음과 같습니다.
| 형질 | 값 |
| 작동 전압 | 5V DC |
| 작동 전류 | 15mA |
| 동작 주파수 | 40KHz |
| 내 범위 | 2cm/ 1인치 |
| 최대 범위 | 400cm/13피트 |
| 정확성 | 3mm |
| 측정 각도 | <15도 |
HC-SR04 핀아웃 HC-SR04에는 다음이 포함됩니다. 네 다리:
- Vcc: ESP32 Vin 핀에 연결
- 접지: GND에 연결
- 삼각: ESP32 보드에서 제어 신호를 수신하는 핀
- 에코: 다시 신호를 보냅니다. 마이크로 컨트롤러 보드는 이 신호를 받아 시간을 사용하여 거리를 계산합니다.
초음파 작동 방식
HC-SR04 센서가 ESP32와 연결된 후 삼각 핀은 보드에서 생성됩니다. 신호가 HC-SR04 센서의 트리거 핀에서 수신되면 초음파가 생성되어 센서를 떠나 물체 또는 장애물 본체에 부딪힙니다. 치고 나면 물체 표면으로 다시 튕겨 나옵니다.
반사파가 센서 수신단에 다시 도달하면 에코 핀에서 신호 펄스가 생성됩니다. ESP32는 에코 핀 신호를 수신하고 다음을 사용하여 물체와 센서 사이의 거리를 계산합니다. 거리 공식.
계산된 총 거리는 ESP32 코드 내에서 2로 나누어야 합니다. 원래 얻은 거리는 센서에서 물체까지의 총 거리와 다시 센서 수신단까지의 총 거리와 같기 때문입니다. 따라서 실제 거리는 그 거리의 절반에 해당하는 신호입니다.
개략도
다음은 ESP32와 초음파 센서를 인터페이스하기 위한 회로도입니다.
ESP32의 GPIO 5번과 GPIO 18번에 각각 센서의 트리거와 에코핀을 연결합니다. 또한 ESP32 GND와 Vin 핀을 센서 핀과 연결합니다.
| HC-SR04 초음파 센서 | ESP32 핀 |
| 삼각 | 지피오 5 |
| 에코 | 지피오 18 |
| GND | GND |
| VCC | 오다 |
하드웨어
초음파 센서를 프로그래밍하려면 다음 구성 요소가 필요합니다.
- ESP32
- HC-SR04
- 브레드보드
- 점퍼 와이어
MicroPython을 사용하여 ESP32로 초음파 HC-SR04를 설정하는 방법
초음파 센서로 ESP32를 프로그래밍하기 전에 라이브러리를 설치해야 합니다. ESP32 보드를 PC에 연결합니다. 단계에 따라 MicroPython을 사용하여 Thonny IDE에서 초음파 센서로 ESP32 구성을 완료하십시오.
1 단계: 이제 Thonny IDE를 엽니다. 편집기 창에서 새 파일 만들기 바로가기 : 파일>새로 만들기 또는 Ctrl + N .
새 파일이 열리면 다음 코드를 Thonny IDE 편집기 창에 붙여넣습니다.
수입 기계 , 시각~에서 기계 수입 핀
수업 HCSR04:
# echo_timeout_us는 칩 범위 제한(400cm)을 기반으로 합니다.
데프 __더운__ ( 본인 , trigger_pin , echo_pin , echo_timeout_us = 500 * 둘 * 30 ) :
본인 . echo_timeout_us = echo_timeout_us
# 초기화 트리거 핀(출력)
본인 . 방아쇠 = 핀 ( trigger_pin , 방법 = 핀. 밖으로 , 당기다 = 없음 )
본인 . 방아쇠 . 값 ( 0 )
# 초기화 에코 핀(in)
본인 . 에코 = 핀 ( echo_pin , 방법 = 핀. 에 , 당기다 = 없음 )
데프 _send_pulse_and_wait ( 본인 ) :
본인 . 방아쇠 . 값 ( 0 ) # 센서 안정화
시각 . sleep_us ( 5 )
본인 . 방아쇠 . 값 ( 1 )
# 10us 펄스를 보냅니다.
시각 . sleep_us ( 10 )
본인 . 방아쇠 . 값 ( 0 )
노력하다 :
맥박 시간 = 기계. time_pulse_us ( 본인 . 에코 , 1 , 본인 . echo_timeout_us )
반품 맥박 시간
제외하고 OS 오류 ~처럼 전:
만약에 전. 인수 [ 0 ] == 110 : # 110 = 시간 초과
들어올리다 OS 오류 ( '범위를 벗어남' )
들어올리다 전-
데프 거리_mm ( 본인 ) :
맥박 시간 = 본인 ._send_pulse_and_wait ( )
mm = 맥박 시간 * 100 // 582
반품 mm
데프 distance_cm ( 본인 ) :
맥박 시간 = 본인 ._send_pulse_and_wait ( )
cms = ( 맥박_시간 / 둘 ) / 29.1
반품 cms
2 단계: 작성 후 도서관 편집기 창 내부의 코드를 이제 MicroPython 장치 내부에 저장해야 합니다.
3단계: 이동 : 파일>저장 또는 Ctrl + 에스 .
4단계: 새 창이 나타납니다. ESP32가 PC와 연결되어 있는지 확인하십시오. 라이브러리 파일을 저장할 MicroPython 장치를 선택합니다.
5단계: 초음파 라이브러리 파일을 이름으로 저장 hcsr04.py 그리고 클릭 확인 .
이제 초음파 hcsr04 센서 라이브러리가 ESP32 보드에 성공적으로 추가되었습니다. 이제 코드 내에서 라이브러리 함수를 호출하여 다른 객체의 거리를 측정할 수 있습니다.
MicroPython을 사용한 초음파 센서용 코드
초음파 센서 코드의 경우 새 파일( Ctrl + N ). 편집기 창에서 아래 주어진 코드를 입력하고 내부에 저장하십시오. main.py 또는 boot.py 파일. 이 코드는 HC-SR04 앞에 오는 모든 물체의 거리를 인쇄합니다.
다음과 같은 중요한 라이브러리를 호출하여 시작된 코드 HCSR04 그리고 시각 함께하는 도서관 잠 지연을 주기 위해.
다음으로 이름이 있는 새 개체를 만들었습니다. 감지기 . 이 개체는 트리거, 에코 및 시간 초과의 세 가지 다른 인수를 사용합니다. 여기서 타임아웃은 센서가 범위를 벗어난 후의 최대 시간으로 정의됩니다.
감지기 = HCSR04 ( trigger_pin = 5 , echo_pin = 18 , echo_timeout_us = 10000 )이름이 지정된 새 개체의 거리를 측정하고 저장하려면 거리 생성됩니다. 이 개체는 거리를 cm 단위로 저장합니다.
거리 = 감지기. distance_cm ( )다음 코드를 작성하여 mm 단위로 데이터를 가져옵니다.
거리 = 감지기. 거리_mm ( )다음으로 결과를 MicroPython IDE 셸에 인쇄했습니다.
인쇄 ( '거리:' , 거리 , '센티미터' )결국 1초의 지연이 주어집니다.
잠 ( 1 )전체 코드는 다음과 같습니다.
~에서 hcsr04 수입 HCSR04~에서 시각 수입 잠
# ESP32
감지기 = HCSR04 ( trigger_pin = 5 , echo_pin = 18 , echo_timeout_us = 10000 )
# ESP8266
#센서 = HCSR04(trigger_pin=12, echo_pin=14, echo_timeout_us=10000)
동안 진실 :
거리 = 감지기. distance_cm ( )
인쇄 ( '거리:' , 거리 , '센티미터' )
잠 ( 1 )
MicroPython 장치 내부에 코드를 작성하고 저장한 후 이제 초음파 센서를 실행합니다. main.py 파일 코드. 플레이 버튼을 누르거나 F5 .
물체가 근접할 때 초음파 센서의 출력
이제 초음파 센서 근처에 물체를 놓고 Arduino IDE의 직렬 모니터 창에서 측정된 거리를 확인합니다.
객체 거리는 쉘 터미널에 표시됩니다. 이제 물체는 초음파 센서에서 5cm 떨어진 곳에 위치합니다.
물체가 멀리 있을 때 초음파 센서의 출력
이제 결과를 확인하기 위해 센서에서 멀리 떨어진 곳에 물체를 놓고 초음파 센서의 작동을 확인합니다. 아래 이미지와 같이 개체를 배치합니다.
출력 창은 새로운 거리를 제공하고 물체가 센서에서 멀리 떨어져 있음을 알 수 있으므로 측정된 거리는 약입니다. 초음파 센서에서 15cm.
결론
거리 측정은 로봇 공학 및 기타 프로젝트와 관련하여 매우 유용하며 거리를 측정하는 다양한 방법이 있습니다. ESP32가 장착된 HC-SR04는 다양한 물체의 거리를 측정할 수 있습니다. 여기에서 이 글은 ESP32와 거리 측정을 통합하고 시작하는 데 필요한 모든 단계를 다룹니다.