ESP32 Урок 31/55 - Проект светодиодной ленты с объездом препятствий | Обучающий набор SunFounder для ESP32 IoT

ESP32 Урок 31/55 - Проект светодиодной ленты с объездом препятствий | Обучающий набор SunFounder для ESP32 IoT

В этом руководстве мы создадим проект с использованием микроконтроллера ESP32 и светодиодной ленты WS2812, которая может менять направление движения в зависимости от обнаружения препятствий. Когда светодиодная лента движется вперед, она отображает случайные цвета, а при обнаружении препятствия переключается на заданный цвет и меняет направление. Этот проект демонстрирует возможности ESP32 в сочетании с инфракрасным датчиком обнаружения препятствий.

В ходе этого руководства мы рассмотрим необходимые аппаратные компоненты, инструкции по подключению и код, необходимый для реализации этого проекта. Для более наглядного объяснения обязательно посмотрите видео по ссылке ниже (на видео в 00:00).

Объяснение аппаратной части

Этот проект требует нескольких компонентов, включая микроконтроллер ESP32, светодиодную ленту WS2812 и инфракрасный датчик обнаружения препятствий. ESP32 — это мощный микроконтроллер со встроенными Wi-Fi и Bluetooth, что делает его идеальным для IoT-приложений. Светодиодная лента WS2812 — это программируемая RGB-лента, которая позволяет управлять каждым светодиодом индивидуально, что дает возможность создавать динамические световые эффекты.

Инфракрасный датчик обнаружения препятствий работает путем излучения инфракрасного света и обнаружения отражений от близлежащих объектов. Когда препятствие обнаружено, датчик изменяет состояние своего выхода, позволяя ESP32 реагировать соответствующим образом, изменяя поведение светодиодной ленты.

Детали из технического описания

• Убедитесь, что светодиодная лента питается от 5 В для оптимальной производительности.
• Используйте подходящий резистор для контакта данных, чтобы предотвратить проблемы с целостностью сигнала.
• Соблюдайте осторожность с ограничениями выходного тока, чтобы избежать перегрева.
• Правильно развяжите источник питания, чтобы предотвратить скачки напряжения.
• Аккуратно отрегулируйте инфракрасный датчик для достижения желаемой дальности обнаружения.

Инструкции по подключению

Для подключения компонентов начните с инфракрасного датчика обнаружения препятствий. Подключите выходной контакт датчика к контакту 25 на ESP32. Средний контакт должен быть подключен к земле, а последний контакт (VCC) — к источнику питания 3,3 В.

Далее, для светодиодной ленты WS2812 подключите контакт данных (обычно желтый провод) к контакту 14 на ESP32. Красный провод должен быть подключен к источнику питания 5 В, а черный провод — к земле. Убедитесь, что все соединения надежно закреплены, чтобы избежать ослабления проводов.

Примеры кода и пояснения

Вот краткий обзор кода, который управляет этим проектом. Сначала мы определяем количество пикселей в светодиодной ленте и контакт данных, используемый для связи:

#define NUM_PIXELS 8
#define DATA_PIN 14

В функции setup() мы инициализируем светодиодную ленту и инфракрасный датчик:

void setup() {
  pixels.begin();
  pinMode(AVOID_PIN, INPUT_PULLUP);
  uint32_t color = pixels.Color(random(256), random(256), random(256));
  pixels.fill(color);
  pixels.show();
}

В функции loop() мы проверяем, обнаружено ли препятствие, и управляем светодиодной лентой соответствующим образом:

if (avoid_value) {
    for (int i = 0; i < NUM_PIXELS; i++) {
      pixels.setPixelColor(i, color);
      pixels.show();
      pixels.setPixelColor(i, 0);
      delay(100);
    }
  } else {
    for (int i = NUM_PIXELS - 1; i >= 0; i--) {
      pixels.setPixelColor(i, color);
      pixels.show();
      pixels.setPixelColor(i, 0);
      delay(100);
    }
  }

Этот код позволяет светодиодной ленте отображать случайные цвета при движении вперед и менять направление при обнаружении препятствия. Полный код загружается ниже статьи, поэтому обязательно ознакомьтесь с ним для получения всех деталей.

Демонстрация / Что ожидать

Когда настройка завершена и код загружен, светодиодная лента должна начать отображать случайные цвета, двигаясь вперед. При обнаружении препятствия лента переключится на заданный цвет (например, зеленый) и изменит направление. Если препятствие удалено, лента возобновит движение вперед со случайными цветами. Имейте в виду, что дальность обнаружения инфракрасного датчика может варьироваться в зависимости от используемого источника питания (на видео в 10:30).

Временные метки видео

• 00:00 Начало
• 2:14 Введение в проект
• 4:58 Объяснение подключения
• 7:41 Настройка датчика препятствий
• 10:03 Объяснение кода Arduino
• 15:40 Выбор платы ESP32 и COM-порта в Arduino IDE
• 17:22 Проект 1: Демонстрация
• 18:17 Изменение возвращаемого цвета

Изображения

ESP32-31-flowing-light-main2

ESP32-31-flowing-light-main

ESP32-31-flowing-light-schematic

ESP32-31-flowing-light-wiring

ESP32-31-flowing-light-main2

ESP32-31-flowing-light-main

ESP32-31-flowing-light-schematic

ESP32-31-flowing-light-wiring

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

 // Установите количество пикселей для бегущего огня.
#define NUM_PIXELS 8

 // Установите контакт данных для RGB светодиодной ленты.
#define DATA_PIN 14

 // Инициализируйте объект RGB светодиодной ленты.
Adafruit_NeoPixel pixels(NUM_PIXELS, DATA_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

 // Инициализируйте сенсор избегания
#define AVOID_PIN 25

void setup() {
 // Инициализируйте RGB светодиодную ленту
  pixels.begin();

 // Инициализируйте сенсор избегания
  pinMode(AVOID_PIN, INPUT_PULLUP);

 // Установите начальный цвет светодиода.
  uint32_t color = pixels.Color(random(256), random(256), random(256));
  pixels.fill(color);
  pixels.show();
}

void loop() {
 // Считайте данные с инфракрасного датчика.
  bool avoid_value = digitalRead(AVOID_PIN);

 // Сгенерировать случайный цвет для текущего пикселя.
  uint32_t color = pixels.Color(random(256), random(256), random(256));

 // Если препятствие не обнаружено
  if (avoid_value) {
    for (int i = 0; i < NUM_PIXELS; i++) {
 // Включите текущий пиксель случайным цветом.
      pixels.setPixelColor(i, color);

 // Обновите дисплей RGB LED-ленты
      pixels.show();

 // Выключите текущий пиксель
      pixels.setPixelColor(i, 0);
      delay(100);
    }
  }
 // Если обнаружит препятствие, измените направление светодиодной ленты.
  else {
    for (int i = NUM_PIXELS - 1; i >= 0; i--) {
      pixels.setPixelColor(i, color);
      pixels.show();
      pixels.setPixelColor(i, 0);
      delay(100);
    }
  }
}