ESP32 - Ultraschallsensor
Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie mit einem Ultraschallsensor und einem ESP32 unter MicroPython die Entfernung zu einem Objekt messen. Im Einzelnen lernen wir:
- Wie Sie einen Ultraschallsensor an den ESP32 anschließen
- Wie Sie MicroPython-Code für den ESP32 schreiben, um mit einem Ultraschallsensor die Entfernung zu messen
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
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Überblick über Ultrasonic Sensor
Der Ultraschallsensor HC-SR04 misst die Entfernung zu Objekten mithilfe von Ultraschallwellen. Er sendet eine für Menschen unhörbare Ultraschallwelle aus und wartet auf das Echo, das nach dem Auftreffen auf ein Objekt zurückkommt. Anhand der Zeit, die die Ultraschallwelle für den Rückweg benötigt, bestimmt der Sensor die Entfernung zum Objekt.
Pinbelegung
Der Ultraschallsensor HC-SR04 hat vier Pins.
- VCC-Pin: Verbinden Sie diesen Pin mit VCC (5 Volt).
- GND-Pin: Verbinden Sie diesen Pin mit GND (0 Volt).
- TRIG-Pin: Verbinden Sie ihn mit dem ESP32, um Steuersignale zu senden.
- ECHO-Pin: Dieser sendet Signale an den ESP32 zurück, der diese Signale erfasst, um die Entfernung zu bestimmen.
image source: diyables.io
Verdrahtungsdiagramm
- So verbinden Sie ESP32 und Ultraschallsensor mit einem Breadboard (Stromversorgung über USB-Kabel)
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- So verbinden Sie ESP32 und Ultraschallsensor mit einem Breadboard (Stromversorgung über den Vin-Pin)
- So verbinden Sie ESP32 und Ultraschallsensor mit einem Schraubklemmen-Breakout-Board (Stromversorgung über USB-Kabel)
- So verbinden Sie ESP32 und Ultraschallsensor mit einem Schraubklemmen-Breakout-Board (Stromversorgung über den Vin-Pin)
ESP32 MicroPython-Code
/*
* Dieser ESP32 MicroPython Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser ESP32 MicroPython Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/esp32-micropython/esp32-micropython-ultrasonic-sensor
*/
# example_usage.py
from DIYables_MicroPython_Ultrasonic_Sensor import UltrasonicSensor
import time
TRIG_PIN = 23 # The ESP32 pin GPIO23 connected to TRIG pin of the ultrasonic sensor
ECHO_PIN = 22 # The ESP32 pin GPIO22 connected to ECHO pin of the ultrasonic sensor
sensor = UltrasonicSensor(trig_pin=TRIG_PIN, echo_pin=ECHO_PIN)
sensor.set_detection_threshold(140) # Set detection threshold to 140 cm
sensor.enable_filter(num_samples=20) # Enable filtering and set number of samples to 20
while True:
sensor.loop() # Perform measurement cycle
distance = sensor.get_distance()
if not distance:
print('No object detected within the set distance')
else:
# Print the distance formatted to two decimal places using format()
print('Distance: {:.2f} cm'.format(distance))
time.sleep(0.1)
Schnelle Schritte
Hier finden Sie eine Anleitung, wie Sie Ihren MicroPython-Code mit der Thonny IDE auf dem ESP32 einrichten und ausführen:
- Stellen Sie sicher, dass die Thonny IDE auf Ihrem Computer installiert ist.
- Vergewissern Sie sich, dass die MicroPython-Firmware auf Ihrem ESP32-Board installiert ist.
- Wenn Sie zum ersten Mal einen ESP32 mit MicroPython verwenden, lesen Sie die Anleitung ESP32 MicroPython Getting Started mit Schritt-für-Schritt-Anweisungen.
- Verbinden Sie das ESP32-Board wie im obigen Schaltplan gezeigt mit dem Ultraschallsensor.
- Verbinden Sie das ESP32-Board über ein USB-Kabel mit Ihrem Computer.
- Öffnen Sie die Thonny IDE auf Ihrem Computer.
- Gehen Sie in der Thonny IDE zu Tools Options.
- Wählen Sie im Reiter Interpreter im Dropdown-Menü MicroPython (ESP32) aus.
- Stellen Sie sicher, dass der richtige Port ausgewählt ist. Die Thonny IDE erkennt ihn normalerweise automatisch, eventuell müssen Sie ihn aber manuell auswählen (z. B. COM12 unter Windows oder /dev/ttyACM0 unter Linux).
- Navigieren Sie in der Thonny IDE zu Tools Manage packages.
- Suchen Sie nach “DIYables-MicroPython-Ultrasonic-Sensor” und finden Sie dann die Ultrasonic Sensor-Bibliothek von DIYables.
- Klicken Sie auf DIYables-MicroPython-Ultrasonic-Sensor und dann auf die Schaltfläche Install, um die Ultrasonic Sensor-Bibliothek zu installieren.
- Kopieren Sie den bereitgestellten MicroPython-Code und fügen Sie ihn in den Editor von Thonny ein.
- Speichern Sie den Code auf Ihrem ESP32:
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Save oder drücken Sie Ctrl+S.
- Wählen Sie im Speicherdialog MicroPython device.
- Nennen Sie die Datei main.py.
- Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche Run (oder drücken Sie F5), um das Skript auszuführen.
- Bewegen Sie Ihre Hand vor dem Ultraschallsensor.
- Sehen Sie sich die Meldung in der Shell unten in der Thonny IDE an, um die Ausgabe zu sehen.
Shell x
>>> %Run -c $EDITOR_CONTENT
MPY: soft reboot
No object detected within the set distance
No object detected within the set distance
No object detected within the set distance
Distance: 8.90 cm
Distance: 6.34 cm
Distance: 5.70 cm
Distance: 5.83 cm
Distance: 4.66 cm
Distance: 6.18 cm
Distance: 8.00 cm
Distance: 13.64 cm
Distance: 15.64 cm
Distance: 17.21 cm
Distance: 18.41 cm
No object detected within the set distance
No object detected within the set distance
MicroPython (ESP32) • CP2102 USB To UART Bridge Controller @ COM12 ≡
Code-Erklärung
Die Erklärung finden Sie in den Kommentaren des oben genannten ESP32 MicroPython-Codes.
Video Tutorial
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Anwendungen des Ultraschallsensors
- Unfallvermeidung
- Füllstandsüberwachung
- Höhenmessung
- Näherungserkennung