งานที่ 17

 ESP8266 NodeMCU พร้อม HC-SR04 Ultrasonic Sensor พร้อม Arduino IDE

คู่มือนี้แสดงวิธีใช้อัลตราโซนิกเซนเซอร์ HC-SR04 กับบอร์ด ESP8266 NodeMCU โดยใช้แกน Arduino เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกใช้โซนาร์เพื่อกำหนดระยะห่างจากวัตถุ เราจะแสดงวิธีเชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับ ESP8266 และให้ตัวอย่างสเก็ตช์หลายแบบเพื่อกำหนดระยะห่างจากวัตถุโดยใช้ HC-SR04

บทช่วยสอนนี้ครอบคลุมหัวข้อต่อไปนี้:

• อัลตราโซนิกเซนเซอร์ HC-SR04 Pinout
• การเดินสาย Ultrasonic Sensor HC-SR04 ไปยัง ESP8266
• การหาระยะทางไปยังวัตถุโดยใช้ Ultrasonic Sensor HC-SR04 กับ ESP8266
• การแสดงระยะทางไปยังวัตถุบนจอแสดงผลโดยใช้ ESP8266 และ HC-SR04

ขอแนะนำอัลตราโซนิกเซนเซอร์ HC-SR04

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04 ใช้โซนาร์เพื่อกำหนดระยะห่างจากวัตถุ เซ็นเซอร์นี้อ่านได้ตั้งแต่ 2 ซม. ถึง 400 ซม. (0.8 นิ้วถึง 157 นิ้ว) ด้วยความแม่นยำ 0.3 ซม. (0.1 นิ้ว) ซึ่งเหมาะสำหรับโครงการงานอดิเรกส่วนใหญ่ นอกจากนี้ โมดูลเฉพาะนี้ยังมาพร้อมกับโมดูลตัวส่งและตัวรับแบบอัลตราโซนิก

ภาพต่อไปนี้แสดงเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04

รูปภาพถัดไป：อีกด้านหนึ่งของเซ็นเซอร์

หาซื้อได้ที่ไหน HC-SR04 Ultrasonic Sensor?

คุณสามารถตรวจสอบเซ็นเซอร์ Ultrasonic Sensor HC-SR04 บน Maker Advisor เพื่อค้นหาราคาที่ดีที่สุด:

• HC-SR04 อัลตราโซนิกเซนเซอร์

ข้อมูลทางเทคนิคของเซนเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04

ตารางต่อไปนี้แสดงคุณสมบัติหลักและข้อกำหนดของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04 สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม คุณควรศึกษาเอกสารข้อมูลของเซ็นเซอร์

พาวเวอร์ซัพพลาย	5V DC
การทำงานปัจจุบัน	15 mA
ความถี่ในการทำงาน	40 kHz
ช่วงสูงสุด	4 เมตร
ช่วงต่ำสุด	2 ซม.
วัดมุม	15º
ปณิธาน	0.3 ซม.
สัญญาณอินพุตทริกเกอร์	10uS TTL ชีพจร
ก้องเอาท์พุตสัญญาณ	ชีพจร TTL สัดส่วนกับช่วงระยะทาง
ขนาด	45mm x 20mm x 15mm

HC-SR04 อัลตราโซนิกเซนเซอร์ Pinout

นี่คือพินเอาต์ของอัลตราโซนิกเซนเซอร์ HC-SR04

VCC	ให้พลังงานแก่เซ็นเซอร์ (5V)
หนุน	ทริกเกอร์อินพุต Pin
ก้อง	Echo เอาต์พุต Pin
GND	GND ทั่วไป

อัลตราโซนิกเซนเซอร์ HC-SR04 ทำงานอย่างไร

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกใช้โซนาร์เพื่อกำหนดระยะห่างจากวัตถุ นี่คือวิธีการทำงาน:

1. เครื่องส่งอัลตราซาวนด์ (ขาหนีบ) ปล่อยเสียงความถี่สูง (40 kHz)
2. เสียงเดินทางผ่านอากาศ หากพบวัตถุ มันจะเด้งกลับไปที่โมดูล
3. เครื่องรับอัลตราซาวนด์ (เอคโคพิน) รับเสียงสะท้อน (เอคโค่)

โดยคำนึงถึงความเร็วของเสียงในอากาศและเวลาเดินทาง (เวลาที่ผ่านไปตั้งแต่การส่งและรับสัญญาณ) เราสามารถคำนวณระยะทางไปยังวัตถุได้ นี่คือสูตร:

distance to an object = ((speed of sound in the air)*time)/2

• ความเร็วของเสียงในอากาศ 20ºC (68ºF) = 343m/s

อะไหล่ที่จำเป็น

ในการทำให้บทช่วยสอนนี้สมบูรณ์ คุณต้องมีชิ้นส่วนต่อไปนี้:

• HC-SR04 อัลตราโซนิกเซนเซอร์
• ESP8266  (อ่าน  บอร์ดพัฒนา ESP8266 ที่ดีที่สุด )
• เขียงหั่นขนม
• สายจัมเปอร์

คุณสามารถใช้ลิงก์ก่อนหน้าหรือไปที่MakerAdvisor.com/toolsโดยตรงเพื่อค้นหาชิ้นส่วนทั้งหมดสำหรับโครงการของคุณในราคาที่ดีที่สุด!

แผนผัง – ESP8266 NodeMCU พร้อม HC-SR04 Ultrasonic Sensor

ต่อสายเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04 เข้ากับ ESP8266 ตามที่แสดงในแผนผังต่อไปนี้ เรากำลังเชื่อมต่อ Trig pin กับGPIO 5 และหมุดก้องไปที่ GPIO 18แต่คุณสามารถใช้พินอื่นๆ ที่เหมาะสมได้

อัลตราโซนิกเซนเซอร์	ESP8266
VCC	วิน
หนุน	GPIO 12 (D6)
ก้อง	GPIO14 (D5)
GND	GND

กำลังเตรียม Arduino IDE

เราจะตั้งโปรแกรมบอร์ด ESP8266 โดยใช้ Arduino IDE ดังนั้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ติดตั้งโปรแกรมเสริม ESP8266 แล้ว ทำตามบทช่วยสอนถัดไป:

• ติดตั้งบอร์ด ESP8266 ใน Arduino IDE

หากคุณต้องการใช้ VS Code กับส่วนขยาย PlatformIO ให้ทำตามบทช่วยสอนถัดไปแทนเพื่อเรียนรู้วิธีตั้งโปรแกรม ESP8266:

• เริ่มต้นใช้งาน VS Code และ PlatformIO IDE สำหรับ ESP32 และ ESP8266 (Windows, Mac OS X, Linux Ubuntu)

รหัส – ระยะทางไปยังวัตถุโดยใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04 และ ESP8266

ภาพสเก็ตช์ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างง่ายๆ ของวิธีที่คุณจะได้รับระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์กับวัตถุโดยใช้บอร์ด ESP8266 ที่มีแกน Arduino

/*********
  Rui Santos
  Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com/esp8266-nodemcu-hc-sr04-ultrasonic-arduino/
  
  Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  of this software and associated documentation files.
  
  The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  copies or substantial portions of the Software.
*********/

const int trigPin = 12;
const int echoPin = 14;

//define sound velocity in cm/uS
#define SOUND_VELOCITY 0.034
#define CM_TO_INCH 0.393701

long duration;
float distanceCm;
float distanceInch;

void setup() {
  Serial.begin(115200); // Starts the serial communication
  pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
  pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
}

void loop() {
  // Clears the trigPin
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  // Sets the trigPin on HIGH state for 10 micro seconds
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  
  // Reads the echoPin, returns the sound wave travel time in microseconds
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  
  // Calculate the distance
  distanceCm = duration * SOUND_VELOCITY/2;
  
  // Convert to inches
  distanceInch = distanceCm * CM_TO_INCH;
  
  // Prints the distance on the Serial Monitor
  Serial.print("Distance (cm): ");
  Serial.println(distanceCm);
  Serial.print("Distance (inch): ");
  Serial.println(distanceInch);
  
  delay(1000);
}