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ESP32 - Potentiometer löst Piezo-Buzzer aus

Dieses Tutorial zeigt dir, wie man den ESP32 und das Potentiometer verwendet, um den Piezo-Buzzer zu steuern. Im Detail:

Wir lernen auch, wie man den analogen Wert in eine Spannung umwandelt und dann die Spannungsschwelle verwendet, um den Piezo-Buzzer zu steuern:

Wir werden einen Piezo-Buzzer verwenden, um Klang und Melodie des Liedes zu erzeugen.

Erforderliche Hardware

1×ESP32 ESP-WROOM-32 Entwicklungsmodul
1×USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1×USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1×Potentiometer
1×Alternativ: 10k Ohm Trimmer Potentiometer
1×(Alternativ) Potentiometer Kit
1×(Alternativ) Potentiometer Module with Knob
1×3-24V Aktiver Piezo-Summer
1×Aktiver Piezo-Summer-Modul
1×Passiver Piezo-Summer-Modul
1×Breadboard
1×Verbindungskabel
1×(Optional) DC-Stromanschluss
1×(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für ESP32
1×(Empfohlen) Breakout Expansion Board for ESP32
1×(Empfohlen) Stromverteiler für ESP32

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1×DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten)
1×DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1×DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)
Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.

Über Piezo-Buzzer und Potentiometer

Wir haben spezifische Tutorials zu Piezo-Buzzern und Potentiometern. Jedes Tutorial enthält detaillierte Informationen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen zur Hardware-Pinbelegung, zum Funktionsprinzip, zur Verkabelung mit dem ESP32 und zum ESP32-Code. Erfahren Sie mehr darüber in den folgenden Links:

Bitte beachten Sie, dass dieses Tutorial einen 3-5V-Buzzer verwendet, aber Sie es auch für einen 12-V-Buzzer anpassen können. Sie können sich über ESP32-Buzzer-Tutorial informieren.

Verdrahtungsdiagramm

ESP32 Potentiometer Piezo-Buzzer Schaltplan

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wenn Sie nicht wissen, wie Sie ESP32 und andere Komponenten mit Strom versorgen, finden Sie Anleitungen im folgenden Tutorial: Wie man ESP32 mit Strom versorgt.

ESP32-Code - Einfacher Ton - Analoger Schwellenwert

/* * Dieser ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32/esp32-potentiometer-triggers-piezo-buzzer */ #define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 pin GPIO36 (ADC0) connected to Potentiometer pin #define BUZZER_PIN 21 // ESP32 pin GPIO21 connected to Buzzer's pin #define ANALOG_THRESHOLD 1000 void setup() { // set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input) analogSetAttenuation(ADC_11db); pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); // set ESP32 pin to output mode } void loop() { int analogValue = analogRead(POTENTIOMETER_PIN); // read the input on analog pin if (analogValue > ANALOG_THRESHOLD) digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); // turn on Piezo Buzzer else digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW); // turn off Piezo Buzzer }

Schnelle Schritte

  • Falls dies das erste Mal ist, dass Sie ESP32 verwenden, sehen Sie sich wie man die Umgebung für ESP32 in der Arduino IDE einrichtet an.
  • Schließen Sie die Verkabelung gemäß dem obigen Bild an.
  • Schließen Sie das ESP32-Board über ein Micro-USB-Kabel an Ihren PC an.
  • Öffnen Sie die Arduino-IDE auf Ihrem PC.
  • Wählen Sie das richtige ESP32-Board (z. B. ESP32-Entwicklungsmodul) und den COM-Port aus.
  • Kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in die Arduino-IDE ein.
  • Kompilieren Sie den Code und laden Sie ihn auf das ESP32-Board hoch, indem Sie in der Arduino-IDE auf die Schaltfläche Hochladen klicken.
  • Drehen Sie das Potentiometer.
  • Hören Sie sich den Klang des Piezo-Lautsprechers an.

Zeile für Zeile Code-Erklärung

Der obige ESP32-Code enthält eine zeilenweise Erklärung. Bitte lesen Sie die Kommentare im Code!

ESP32 Code - Einfacher Ton - Spannungsschwelle

Der vom Potentiometer gelesene analoge Wert wird in eine Spannung umgewandelt, und anschließend wird diese Spannung mit einem Spannungsschwellenwert verglichen. Überschreitet die Spannung den Spannungsschwellenwert, wird der Piezo-Buzzer ausgelöst.

/* * Dieser ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32/esp32-potentiometer-triggers-piezo-buzzer */ #define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 pin connected to Potentiometer pin #define BUZZER_PIN 21 // ESP32 pin GPIO21 connected to Buzzer's pin #define VOLTAGE_THRESHOLD 2.5 // Voltages void setup() { // set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input) analogSetAttenuation(ADC_11db); pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); // set ESP32 pin to output mode } void loop() { int analogValue = analogRead(POTENTIOMETER_PIN); // read the input on analog pin float voltage = floatMap(analogValue, 0, 1023, 0, 5); // Rescale to potentiometer's voltage if (voltage > VOLTAGE_THRESHOLD) digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); // turn on Piezo Buzzer else digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW); // turn off Piezo Buzzer } float floatMap(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) { return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }

ESP32 Code - Melodie - Spannungsschwelle

/* * Dieser ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32/esp32-potentiometer-triggers-piezo-buzzer */ #include "pitches.h" #define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 pin GPIO36 (ADC0) connected to Potentiometer pin #define BUZZER_PIN 21 // ESP32 pin GPIO21 connected to Buzzer's pin #define VOLTAGE_THRESHOLD 2.5 // Voltages // 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() { // set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input) analogSetAttenuation(ADC_11db); } void loop() { int analogValue = analogRead(POTENTIOMETER_PIN); // read the input on analog pin float voltage = floatMap(analogValue, 0, 1023, 0, 5); // Rescale to potentiometer's voltage if (voltage > VOLTAGE_THRESHOLD) playMelody(); // play a song } float floatMap(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) { return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; } void playMelody() { // 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); } }

Schnelle Schritte

  • Kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in die Arduino IDE ein.
  • Erstellen Sie die pitches.h-Datei im Arduino IDE, indem Sie:
    • Entweder klicken Sie auf die Schaltfläche direkt unter dem Symbol des seriellen Monitors und wählen Sie New Tab, oder verwenden Sie die Tasten Ctrl+Shift+N.
    Arduino IDE 2 fügt Datei hinzu.
    • Gib den Dateinamen pitches.h ein und klicke auf die OK-Schaltfläche
    Arduino IDE 2 fügt die Datei pitches.h hinzu.
    • Kopieren Sie den untenstehenden Code und fügen Sie ihn in die erstellte pitches.h Datei ein.
    /************************************************* * 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
    • Kompiliere und lade den Code auf das ESP32-Board hoch, indem du in der Arduino-IDE auf die Hochladen-Schaltfläche klickst.
    • Drehe das Potentiometer.
    • Höre dir die Melodie des Piezo-Buzzers an.

    Zeilenweise Code-Erklärung

    Der obige ESP32-Code enthält eine zeilenweise Erklärung. Bitte lesen Sie die Kommentare im Code!

    ※ Notiz:

    Diese Anleitung verwendet die analogRead()-Funktion, um Werte von einem ADC (Analog-Digital-Wandler) zu lesen, der an ein Potentiometer angeschlossen ist. Der ESP32-ADC ist gut geeignet für Projekte, die keine hohe Genauigkeit benötigen. Für Projekte, die präzise Messungen benötigen, beachten Sie bitte:

    • Der ESP32-ADC ist nicht ganz genau und könnte eine Kalibrierung für korrekte Ergebnisse benötigen. Jedes ESP32-Board kann etwas unterschiedlich sein, daher müssen Sie den ADC für jedes einzelne Board kalibrieren.
    • Die Kalibrierung kann schwierig sein, insbesondere für Anfänger, und liefert möglicherweise nicht immer die genauen Ergebnisse, die Sie wünschen.

    Für Projekte, die eine hohe Präzision benötigen, ziehen Sie in Erwägung, einen externen ADC (z. B. ADS1115) mit dem ESP32 zu verwenden oder einen Arduino zu verwenden, der einen zuverlässigeren ADC besitzt. Wenn Sie den ESP32-ADC dennoch kalibrieren möchten, lesen Sie ESP32 ADC Calibration Driver.

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