ESP32教程31/55 - 带避障功能的LED灯带项目 | SunFounder的ESP32物联网学习套件

ESP32教程31/55 - 带避障功能的LED灯带项目 | SunFounder的ESP32物联网学习套件

在本教程中，我们将使用ESP32微控制器和WS2812 LED灯带创建一个项目，该项目可以根据障碍物检测改变其方向。当LED灯带向前移动时，它会显示随机颜色，而在检测到障碍物时，它会切换为预设颜色并反转方向。该项目展示了ESP32与红外避障传感器结合使用的能力。

在整个教程中，我们将介绍所需的硬件组件、接线说明以及实现该项目所需的代码。如需更直观的解释，请务必观看下方链接的视频（视频中00:00处）。

硬件说明

该项目需要多个组件，包括ESP32微控制器、WS2812 LED灯带和红外避障传感器。ESP32是一款功能强大的微控制器，内置Wi-Fi和蓝牙，非常适合物联网应用。WS2812 LED灯带是可编程RGB LED灯带，允许对每个LED进行单独控制，使我们能够创建动态照明效果。

红外避障传感器通过发射红外光并检测附近物体的反射来工作。当检测到障碍物时，传感器的输出状态会改变，使ESP32能够相应地响应，从而改变LED灯带的行为。

数据手册详情

• 确保LED灯带使用5 V电源供电，以获得最佳性能。
• 在数据引脚上使用合适的电阻，以防止信号完整性问题。
• 注意输出电流限制，避免过热。
• 正确解耦电源，以防止电压尖峰。
• 仔细调整红外传感器，以达到所需的检测范围。

接线说明

要连接组件，首先从红外避障传感器开始。将传感器的输出引脚连接到ESP32上的引脚25。中间引脚应连接到地线，最后一个引脚（VCC）应连接到3.3 V电源。

接下来，对于WS2812 LED灯带，将数据引脚（通常是黄色线）连接到ESP32上的引脚14。红色线应连接到5 V电源，黑色线应连接到地线。确保所有连接都牢固，以防止线路松动。

代码示例与讲解

以下是运行此项目的代码简要概述。首先，我们定义LED灯带中的像素数量以及用于通信的数据引脚：

#define NUM_PIXELS 8
#define DATA_PIN 14

在setup()函数中，我们初始化LED灯带和红外传感器：

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();
}

在loop()函数中，我们检查是否检测到障碍物，并相应地控制LED灯带：

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);
    }
  }

这段代码使LED灯带在向前移动时显示随机颜色，并在检测到障碍物时改变方向。完整代码加载在文章下方，请务必查看以获取所有细节。

演示 / 预期效果

当设置完成并上传代码后，LED灯带应开始向前移动并显示随机颜色。当检测到障碍物时，灯带将切换为预设颜色（如绿色）并反转方向。如果移除障碍物，灯带将恢复向前移动并显示随机颜色。请注意，红外传感器的检测范围可能因所使用的电源而异（视频中10:30处）。

视频时间戳

• 00:00 开始
• 2:14 项目介绍
• 4:58 接线说明
• 7:41 调整避障传感器
• 10:03 Arduino代码说明
• 15:40 在Arduino IDE中选择ESP32开发板和COM端口
• 17:22 项目1：演示
• 18:17 更改返回颜色

图像

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>

 // 设置运行灯的像素数量
#define NUM_PIXELS 8

 // 设置RGB LED灯带的数据引脚
#define DATA_PIN 14

 // 初始化 RGB LED 灯带对象
Adafruit_NeoPixel pixels(NUM_PIXELS, DATA_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

 // 初始化避让传感器
#define AVOID_PIN 25

void setup() {
 // 初始化RGB LED灯带
  pixels.begin();

 // 初始化避让传感器
  pinMode(AVOID_PIN, INPUT_PULLUP);

 // 设置初始 LED 颜色
  uint32_t color = pixels.Color(random(256), random(256), random(256));
  pixels.fill(color);
  pixels.show();
}

void loop() {
 // 从红外传感器读取输入
  bool avoid_value = digitalRead(AVOID_PIN);

 // 为当前像素生成一种随机颜色
  uint32_t color = pixels.Color(random(256), random(256), random(256));

 // 如果未检测到障碍物
  if (avoid_value) {
    for (int i = 0; i < NUM_PIXELS; i++) {
 // 用随机颜色点亮当前像素
      pixels.setPixelColor(i, color);

 // 更新RGB LED灯带显示器
      pixels.show();

 // 关闭当前像素
      pixels.setPixelColor(i, 0);
      delay(100);
    }
  }
 // 如果检测到障碍物，请改变LED灯带的方向。
  else {
    for (int i = NUM_PIXELS - 1; i >= 0; i--) {
      pixels.setPixelColor(i, color);
      pixels.show();
      pixels.setPixelColor(i, 0);
      delay(100);
    }
  }
}