ESP32, farklı sensörleri arayüzlemek, kontrol etmek ve okumak için kullanılabilen IoT tabanlı bir mikrodenetleyici kartıdır. PIR veya hareket sensörü, ESP32 kullanarak hareket sensörü aralığındaki bir nesnenin hareketini algılamak için ESP32 ile arayüz kurabileceğimiz cihazlardan biridir.
ESP32'yi PIR sensörüyle arayüzlemeye başlamadan önce, kesmelerin nasıl çalıştığını ve bunları ESP32'de nasıl okuyacağımızı ve ele alacağımızı bilmeliyiz. Daha sonra, ESP32 programlamasında gecikme() ve millis() işlevinin temel kavramını anlamalıyız.
PIR'ın ESP32 ile çalışmasına ayrıntılı olarak değinelim.
İşte bu makalenin içeriği:
1: Kesintiler Nedir?
ESP32 programlamasında meydana gelen olayların çoğu sıralı olarak çalışır, bu da kodun satır satır yürütülmesi anlamına gelir. Sıralı kod yürütme sırasında çalışması gerekmeyen olayları işlemek ve kontrol etmek için Kesintiler kullanılmış.
Örneğin, herhangi bir özel olay meydana geldiğinde veya mikrodenetleyicinin dijital pinlerine bir tetik sinyali verildiğinde belirli bir görevi yürütmek istiyorsak kesme kullanırız.
Kesinti ile ESP32 giriş pininin dijital durumunu sürekli olarak kontrol etmemize gerek kalmaz. Bir kesinti meydana geldiğinde, işlemci ana programı durdurur ve ISR olarak bilinen yeni bir işlev çağrılır ( Kesinti Servis Rutini ). Bu ISR işlev bundan sonra oluşan kesmeyi işler ve ana programa geri döner ve onu çalıştırmaya başlar. ISR örneklerinden biri PIR hareket sensörü Hangi hareket algılandığında bir kesme oluşturur .
1.1: ESP32'deki Pinleri Keser
Dokunmatik sensör veya basmalı düğme gibi herhangi bir donanım modülü, harici veya donanım kesintisine neden olabilir. Dokunma kesintileri, ESP32 pinlerinde bir dokunma algılandığında gerçekleşir veya bir tuşa veya basmalı düğmeye basıldığında da GPIO kesintisi kullanılabilir.
Bu yazıda, ESP32 ile PIR sensörü kullanılarak hareket algılandığında bir kesmeyi tetikleyeceğiz.
Genellikle gelen 6 SPI entegre pimi dışında hemen hemen tüm GPIO pimleri 36 ESP32 kartının -pin sürümü, kesme çağrısı amacıyla kullanılamaz. Bu nedenle, harici kesmeyi almak için, ESP32'de kullanılabilecek mor renkle vurgulanan pimler aşağıdadır:
Bu görüntü 30 pinli bir ESP32'ye aittir.
1.2: ESP32'de Kesme Çağırma
ESP32'de kesmeyi kullanmak için arayabiliriz iliştirmeKesme() işlev.
Bu işlev aşağıdaki üç bağımsız değişkeni kabul eder:
-
- GPIO pimi
- Yürütülecek işlev
- mod
1: GPIO pin, içinde çağrılan ilk argümandır. iliştirmeKesme() işlev. Örneğin, dijital pin 12'yi kesme kaynağı olarak kullanmak için onu kullanarak çağırabiliriz. dijitalPinToInterrupt(12) işlev.
2: İşlev Yürütülecek program, kesmeye her ulaşıldığında veya harici veya dahili bir kaynak tarafından tetiklendiğinde yürütülen programdır. Bir LED'in yanıp sönmesi veya bir yangın alarmının açılması olabilir.
3: Mod kesme işlevinin ihtiyaç duyduğu üçüncü ve son argümandır. Kesmenin ne zaman tetikleneceğini açıklar. Aşağıdaki modlar kullanılabilir:
-
- Düşük: Tanımlanan GPIO pini her düşük olduğunda kesmeyi tetikleyin.
- Yüksek: Tanımlanan GPIO pini her yüksek olduğunda kesmeyi tetikleyin.
- Değiştirmek: GPIO pini değerini yüksekten düşüğe veya tersi yönde her değiştirdiğinde tetikleme kesintisi.
- Düşme: Belirli bir pim yüksek durumdan düşüğe düşmeye başladığında bir kesmeyi tetikleyen moddur.
- Yükselen: Belirli bir pin düşük durumdan yükseğe yükselmeye başladığında bir kesmeyi tetikleyen moddur.
Bugün kullanacağız Yükselen PIR sensörü kesme LED'ini algıladığında veya sensör düşük durumdan yükseğe geçtiği için yanacaktır.
2: ESP32 Programlamasında Zamanlayıcılar
Mikrodenetleyici programlamadaki zamanlayıcılar, belirli bir zamanlayıcı periyodu için veya belirli bir zaman örneğinde talimatların yürütülmesinde önemli bir rol oynar.
Çıkışı tetiklemek için yaygın olarak kullanılan iki ana işlev şunlardır: gecikme() ve milis() . Delay() işlevi olarak ikisi arasındaki fark, programın geri kalanını yürütmeye başladığında durdururken millis() tanımlanan süre boyunca çalışır ve ardından program ana işlevlere geri döner.
Burada PIR sensörlü bir LED kullanacağız ve bir kesinti tetiklendikten sonra sürekli yanmasını istemiyoruz. Belirli bir süre için parlamamıza izin veren millis() işlevini kullanacağız ve bu zaman damgası geçtikten sonra tekrar orijinal programa geri dönüyoruz.
2.1: gecikme() İşlevi
delay() işlevi oldukça basittir, yalnızca bir bağımsız değişken alır. Hanım işaretsiz uzun veri türü. Bu bağımsız değişken, programı bir sonraki satıra geçene kadar duraklatmak istediğimiz süreyi milisaniye cinsinden temsil eder.
Örneğin, aşağıdaki işlev programı şu süre için durduracaktır: 1 saniye .
gecikme ( 1000 )
delay(), mikrodenetleyicilerin programlanması için bir tür engelleme işlevidir. delay(), bu belirli işlev süreleri tamamlanana kadar kodun geri kalanının yürütülmesini engeller. Birden fazla komut yürütmek istiyorsak, gecikme fonksiyonlarını kullanmaktan kaçınmalıyız, bunun yerine millis veya harici zamanlayıcı RTC modülleri kullanabiliriz.
2.2: millis() İşlevi
millis() işlevi, ESP32 kartının geçerli programı çalıştırmaya başlamasından bu yana geçen milisaniye sayısını döndürür. Birkaç satır kod yazarak, ESP32 kodunu çalıştırırken herhangi bir durumda şimdiki zamanı kolayca hesaplayabiliriz.
millis, kodun geri kalanını engellemeden birden çok görevi çalıştırmamız gereken yerlerde yaygın olarak kullanılır. Belirli bir komutu çalıştırabilmemiz için ne kadar zaman geçtiğini hesaplamak için kullanılan milis fonksiyonunun sözdizimi aşağıdadır.
eğer ( currentMillis - öncekiMillis > = aralık ) {öncekiMillis = geçerliMillis;
}
Çıkarılan zaman belirli bir komutun yürütüleceği aralığı tanımlamak için eşitse, bu kod önceki milis()'i mevcut millis()'ten çıkarır. Diyelim ki bir LED'i 10 saniye boyunca yakmak istiyoruz. Her 5 dakikada bir, zaman aralığını 5 dakikaya (300000ms) eşit olarak ayarlayabiliriz. Kod her çalıştığında aralığı kontrol edecek, ulaştığında LED 10 saniye yanıp sönecektir.
Not: Burada ESP32'yi PIR sensörüyle arabirim oluşturmak için millis() işlevini kullanacağız. Milli kullanmanın ve gecikmememenin ana nedeni, millis() işlevinin kodu delay() işlevinin yaptığı gibi engellememesidir. Bu nedenle, PIR hareketi algıladığında bir kesinti oluşturulur. interrupt millis() işlevinin kullanılması, LED'i tanımlanan süre boyunca tetikler, ardından hareket durdurulursa millis() işlevi sıfırlanır ve bir sonraki kesinti için bekler.
Delay() işlevini kullanmamız durumunda, kodu tamamen bloke edecek ve neden olunan kesintiler ESP32 tarafından okunmayacak ve projenin başarısız olmasına neden olacaktır.
3: PIR Sensörü ile ESP32 Arayüzü
Burada Arduino IDE kodunda millis() işlevini kullanacağız çünkü PIR sensörü her hareket algıladığında LED'i tetiklemek istiyoruz. Bu LED belirli bir süre yanacak ve ardından normal durumuna geri dönecektir.
Gerekli olacağımız bileşenlerin bir listesi:
-
- ESP32 geliştirme kartı
- PIR hareket sensörü (HC-SR501)
- NEDEN OLMUŞ
- 330 Ohm direnç
- Bağlantı telleri
- Breadboard
Şematik ESP32'li PIR sensörü için:
ESP32'nin PIR sensörlü pin bağlantıları:
| ESP32 | PIR Sensörü |
| gelmek | Vcc |
| GPIO13 | DIŞARI |
| GND | GND |
3.1: PIR Hareket Sensörü (HC-SR501)
PIR kısaltmasıdır pasif kızılötesi sensör . Çevresindeki ısıyı algılayan bir çift piroelektrik sensör kullanır. Bu piroelektrik sensörlerin her ikisi de arka arkaya uzanır ve bir nesne menzillerine girdiğinde, ısı enerjisindeki bir değişiklik veya bu iki sensör arasındaki sinyal farkı, PIR sensör çıkışının DÜŞÜK olmasına neden olur. PIR çıkış pimi DÜŞÜK olduğunda, yürütmek için belirli bir talimat ayarlayabiliriz.
PIR sensörünün özellikleri aşağıdadır:
-
- Hassasiyet, projenin konumuna bağlı olarak ayarlanabilir (fare veya yaprak hareketini algılama gibi).
- PIR sensörü, bir nesneyi ne kadar süreyle algılayacağına göre ayarlanabilir.
- Ev güvenlik alarmlarında ve diğer termal tabanlı hareket algılama uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.
3.2: Pin çıkışı HC-SR501
PIR HC-SR501, üç pimle gelir. Bunlardan ikisi Vcc ve GND için güç pini, biri ise tetik sinyali için çıkış pinidir.
PIR sensör pimlerinin açıklaması aşağıdadır:
| Toplu iğne | İsim | Tanım |
| 1 | Vcc | Sensör için giriş pini ESP32 Vin Pinine Bağlayın |
| iki | DIŞARI | Sensör Çıkışı |
| 3 | GND | Sensör GND'si |
3.3: Kod
Şimdi ESP32'yi programlamak için verilen kodu Arduino IDE editörüne yazın ve ESP32'ye yükleyin.
#define timeSaniye 10sabit int led = 4 ; /* GPIO PIN'i 4 tanımlanmış için NEDEN OLMUŞ */
sabit int PIR_Out = 13 ; /* GPIO pimi 13 için PIR çıkışı */
işaretsiz uzun Current_Time = mili saniye ( ) ; /* değişken tanımlanmış için milli değerlerin saklanması */
imzasız uzun Önceki_Trig = 0 ;
boole Başlangıç_Zamanı = yanlış ;
geçersiz IRAM_ATTR, Hareketi algılar ( ) { /* Kontrol için hareket */
Serial.println ( 'HAREKET ALGILANDI' ) ;
dijital Yazma ( led, YÜKSEK ) ; /* LED'i AÇIK konuma getirin eğer koşul doğru */
Başlangıç_Zamanı = doğru ;
Önceki_Trig = milis ( ) ;
}
geçersiz kurulum ( ) {
seri.başlangıç ( 115200 ) ; /* iletişim hızı için seri iletişim */
pinModu ( PIR_Out, INPUT_PULLUP ) ; /* PIR hareket sensörü modu tanımlandı */
/* PIR yapılandırıldı içinde YÜKSELEN mod, Ayarlamak hareket sensörü pimi olarak çıktı */
iliştirmeKesme ( dijitalPinToInterrupt ( PIR_Çıkış ) , algılarHareket, YÜKSELEN ) ;
pinModu ( led, ÇIKIŞ ) ; /* Ayarlamak LED'den DÜŞÜK'e */
dijital Yazma ( led, DÜŞÜK ) ;
}
boşluk döngüsü ( ) {
Current_Time = mili saniye ( ) ; /* mağaza akımı zaman */
eğer ( Başlangıç zamanı && ( Current_Time - Önceki_Trig > ( zaman Saniye * 1000 ) ) ) { /* Sonra zaman aralığı Hangi LED kapanacak */
Serial.println ( 'HAREKET DURDURULDU' ) ; /* Baskı hareketi durduruldu eğer hareket algılanmadı */
dijital Yazma ( led, DÜŞÜK ) ; /* LED'i DÜŞÜK olarak ayarlayın eğer koşul yanlış */
Başlangıç_Zamanı = yanlış ;
}
}
Kod, LED ve PIR çıkışı için GPIO pinlerini tanımlayarak başladı. Ardından, hareket algılandığında LED'in açılmasına yardımcı olacak üç farklı değişken oluşturduk.
Bu üç Değişken Current_Time, Önceki_Trig, ve Başlangıç zamanı. Bu değişkenler, mevcut zamanı, hareketin algılandığı zamanı ve hareket algılandıktan sonraki zamanlayıcıyı saklayacaktır.
Kurulum kısmında öncelikle haberleşme için seri baud hızını tanımladık. sonraki kullanım pinMode() PIR hareket sensörünü INPUT PULLUP olarak ayarlayın. PIR kesintisini ayarlamak için iliştirmeKesme() tarif edilir. GPIO 13, YÜKSELEN modda hareketi algılamak için tanımlanmıştır.
Kodun sonraki loop() kısmında, millis() işlevini kullanarak bir tetikleme elde edildiğinde LED'i AÇIK ve KAPALI konuma getirdik.
3.4: Çıktı
Çıkış bölümünde, nesnenin PIR sensörünün menzili dışında olduğunu görebiliriz, bu nedenle NEDEN OLMUŞ Çevrildi KAPALI .
Şimdi PIR sensörü LED'i tarafından algılanan hareket dönecek ÜZERİNDE için 10 saniye bundan sonra herhangi bir hareket algılanmazsa kalır KAPALI bir sonraki tetik alınana kadar.
Aşağıdaki çıktı, Arduino IDE'deki seri monitör tarafından gösterilir.
Çözüm
ESP32'li bir PIR sensörü, menzilinden geçen nesnelerin hareketini algılamaya yardımcı olabilir. ESP32 programlamasında kesme işlevini kullanarak, belirli bir GPIO pininde bir yanıtı tetikleyebiliriz. Değişiklik algılandığında kesme işlevi tetiklenecek ve bir LED yanacaktır.