ESP32 - Měření vzdálenosti ultrazvukovým senzorem

Projekt do předmětu NAV, VUT FIT 2023

autor: Daniel Pátek (xpatek08@stud.fit.vutbr.cz)

Úvod

Cílem projektu je navrhnout a realizovat vestavěný systém pro měření vzdálenosti pomocí ultrazvukového senzoru. Součástí řešení je správné zapojení obvodu a naprogramování mikrokontroleru Wemos D1 R32 UNO s čipem ESP32. Naměřená vzdálenost bude zobrazena na OLED displej a rotační enkodér bude použit k ovládání četnosti měření, tedy ke kontrole prodlení mezi jednotlivými měřeními.

Obvodové zapojení

Implementace

V samotném kódu jsou nejprve jsou načteny potřebné knihovny pro displej a senzory. Následně jsou definovány piny pro senzory a proměnné pro ovládání zpoždění a debouncingu. V setup funkci jsou inicializovány senzory a nastavena počáteční pozice enkodéru. Dále je registrována interrupční rutina pro ovládání enkodéru. V loop funkci jsou vzdálenosti zobrazeny na displeji a posílány do sériového portu. Kromě toho je zde ovládání zpoždění pomocí enkodéru a funkce delay. Celkově tedy tento kód umožňuje měřit vzdálenosti a měnit zpoždění mezi jednotlivými měřeními pomocí enkodéru.

Spuštění projektu

Pro spuštění projektu je potřeba využít Arduino IDE alespoň ve verzi 2.1.0. Pro naprogramování desky s čipem ESP32 je zapotřebí tuto desku přidat do seznamu podporovaných (Additional Board Manager URLs) pomocí následujícího odkazu:

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

Po instalaci balíku ESP32 je v IDE potřeba zvolit desku ESP32 Dev Module a správný port pro naprogramování. Před samotným naprogramováním desky je nezbytné doinstalovat potřebné knihovny, které jsou využity. Jmenovitě jde o následující knihovny:

Wire.h
Adafruit_GFX.h
Adafruit_SSD1306.h
VL53L0X.h
Ultrasonic.h
RotaryEncoder.h

Závěr

V rámci projektu byl vytvořen funkční vestavěný systém sloužící k měření vzdálenosti pomocí ultrazvukového senzoru. V rámci řešení bylo vytvořeno demonstrační video, které ukazuje funkcionalitu systému. Video je dostupné na serveru youtube.com.