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Tutorial ESP32 27/55 - Medindo Distância com Sensor Ultrassônico | Kit de Aprendizado IoT ESP32 da SunFounder

Neste tutorial, vamos aprender a usar um sensor de distância ultrassônico com o ESP32 para medir distâncias e exibir os resultados em uma tela. Também vamos explorar como ativar um buzzer quando um objeto é detectado dentro de um intervalo específico. Este projeto destaca a versatilidade do microcontrolador ESP32, que integra capacidades de Wi-Fi e Bluetooth, tornando-o adequado para várias aplicações de IoT.

Neste guia, você encontrará explicações sobre os componentes de hardware, instruções de fiação e trechos de código para ajudá-lo a implementar o projeto com sucesso. Para mais clareza, consulte o vídeo (no vídeo em 00:00).

Hardware Explicado

Os componentes principais deste projeto incluem o microcontrolador ESP32, o sensor ultrassônico (HC-SR04) e um buzzer. O sensor ultrassônico consiste em duas partes principais: um transmissor que emite ondas ultrassônicas e um receptor que escuta as ondas refletidas. Ao medir o tempo que leva para as ondas retornarem, podemos calcular a distância até um objeto.

O ESP32 serve como o controlador central, processando dados do sensor ultrassônico e controlando o buzzer com base na distância medida. O buzzer soará quando a distância detectada for menor que um limite definido, indicando que um objeto está muito próximo.

Detalhes da Ficha Técnica

• Assegure uma alimentação elétrica adequada de 5 V para o sensor.
• Mantenha um caminho claro para as ondas ultrassônicas para evitar interferências.
• Use fios curtos para minimizar a demora e o ruído do sinal.
• Certifique-se de que as conexões dos pinos estejam corretas para evitar falhas de comunicação.
• Teste o sensor em diversos ambientes para verificar a precisão.

Instruções de Fiação

Para conectar o sensor ultrassônico ao ESP32, ligue o pino VCC do sensor ao pino 5V do ESP32. Em seguida, conecte o pino GND do sensor a um dos pinos de terra (GND) do ESP32. O pino de disparo (Trig) do sensor deve ser conectado ao GPIO 26 do ESP32, enquanto o pino de eco (Echo) deve ser conectado ao GPIO 25. Essa configuração permite que o ESP32 envie um sinal para o sensor e receba o sinal de eco para calcular a distância.

Para o botão, conecte o terminal positivo (longo) ao GPIO 12 no ESP32 e o terminal negativo (curto) ao GND. Certifique-se de que todas as conexões estejam seguras para evitar fios soltos durante a operação. Se estiver usando uma placa de ensaio, alinhe as conexões do botão corretamente para evitar erros de fiação. Certifique-se de consultar o vídeo para confirmação das conexões (no vídeo às 05:12).

Exemplos de Código e Passo a Passo

O código inicializa os pinos para o sensor ultrassônico e configura a comunicação serial. A função principal,readSensorData(), é responsável por enviar um sinal de disparo e medir o tempo de resposta do pino de eco.

const int echoPin = 25;
const int trigPin = 26;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  Serial.println("Ultrasonic sensor:");  
}

O código defineechoPinetrigPincomo constantes para os pinos conectados ao sensor ultrassônico. No(a)setup()função, inicializamos a comunicação serial e configuramos os modos dos pinos de acordo.

float readSensorData() {
  digitalWrite(trigPin, LOW); 
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH); 
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  
  unsigned long microsecond = pulseIn(echoPin, HIGH);
  float distance = microsecond / 29.00 / 2;
  return distance;
}

Este trecho mostra oreadSensorData()função, que envia um pulso de 10 microssegundos para o pino de gatilho. Em seguida, mede o tempo que leva para o pino de eco receber o sinal de volta, calcula a distância e retorna esse valor.

Finalmente, a função de loop lê continuamente a distância e a imprime no monitor serial. Se a distância estiver abaixo de 20 cm, o buzzer será ativado.

Demonstração / O que Esperar

Ao executar o programa, o ESP32 exibirá a distância medida em centímetros no monitor serial. Se um objeto entrar a menos de 20 cm do sensor, o buzzer soará. Esse comportamento pode ser testado colocando objetos a várias distâncias na frente do sensor. Tenha cuidado com a polaridade invertida e certifique-se de que as conexões estejam feitas conforme especificado para evitar problemas durante a operação (no vídeo às 08:00).

Marcação de Vídeo

• 00:00 Início
• 1:46 Introdução ao Sensor Ultrassônico
• 6:02 Fiação explicada
• 7:37 Código do Arduino ESP32 explicado
• 11:33 Selecionando a placa ESP32 e a porta COM no Arduino IDE
• 13:15 Demonstração de medição de distância
• 16:43 Ação de mudança de direção com distância: campainha

Imagens

ESP32-27_ultrasonic_wiring

ESP32-27_ultrasonic_schematic

ultrasonic_principle

ESP32-27_ultrasonic_wiring

ESP32-27_ultrasonic_schematic

ultrasonic_principle

/*
 * // Defina os pinos para o sensor ultrassônico
 */
const int echoPin = 25;
const int trigPin = 26;

 // Protótipo de função para leitura de dados do sensor.
float readSensorData();

void setup() {
 // Inicie a comunicação serial a 115200 bps.
  Serial.begin(115200);
 // Defina echoPin como entrada e trigPin como saída.
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
 // Imprima informações do sensor no monitor serial.
  Serial.println("Ultrasonic sensor:");
}

void loop() {
 // Ler a distância do sensor ultrassônico
  float distance = readSensorData();
 // Imprima a distância medida no monitor serial.
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
 // Atraso entre leituras
  delay(200);
}

 // Função para ler dados do sensor ultrassônico
float readSensorData() {
 // Acione um sinal baixo antes de enviar um sinal alto.
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
 // Envie um sinal alto de 10 microssegundos para o trigPin.
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
 // Voltar para o sinal baixo
  digitalWrite(trigPin, LOW);

 // Meça a duração do sinal alto no echoPin.
  unsigned long microsecond = pulseIn(echoPin, HIGH);

 // Calcule a distância usando a velocidade do som (29,00µs por centímetro)
  float distance = microsecond / 29.00 / 2;

 // Retorne a distância calculada
  return distance;
}