ESP32 avec capteur de mouvement PIR utilisant des interruptions et des minuteries - Arduino IDE

• 3.1 : Capteur de mouvement PIR (HC-SR501)
• 3.2 : Brochage HC-SR501
• 3.3 : Coder
• 3.4 : Sortie

1 : Que sont les interruptions ?

La plupart des événements qui se produisent dans la programmation ESP32 s'exécutent de manière séquentielle, ce qui signifie une exécution ligne par ligne du code. Pour gérer et contrôler les événements qui n'ont pas besoin de s'exécuter lors de l'exécution séquentielle du code et Interruptions sont utilisés.

Par exemple, si nous voulons exécuter une certaine tâche lorsqu'un événement spécial se produit, ou si un signal de déclenchement est donné aux broches numériques du microcontrôleur, nous utilisons l'interruption.

Avec l'interruption, nous n'avons pas besoin de vérifier en permanence l'état numérique de la broche d'entrée ESP32. Lorsqu'une interruption se produit, le processeur arrête le programme principal et une nouvelle fonction est appelée, appelée ISR ( Routine de service d'interruption ). Cette ISR La fonction gère l'interruption provoquée après ce retour au programme principal et commence à l'exécuter. L'un des exemples d'ISR est Détecteur de mouvement IRP qui génère une interruption une fois qu'un mouvement est détecté .

1.1 : Interrompt les broches dans ESP32

Une interruption externe ou matérielle peut être causée par n'importe quel module matériel tel qu'un capteur tactile ou un bouton-poussoir. Les interruptions tactiles se produisent lorsqu'une touche est détectée sur les broches ESP32 ou une interruption GPIO peut également être utilisée lorsqu'une touche ou un bouton-poussoir est enfoncé.

Dans cet article, nous allons déclencher une interruption lorsque le mouvement est détecté à l'aide du capteur PIR avec ESP32.

Presque toutes les broches GPIO sauf 6 broches intégrées SPI qui viennent généralement dans le 36 La version à broches de la carte ESP32 ne peut pas être utilisée à des fins d'interruption d'appel. Ainsi, pour recevoir l'interruption externe, voici les broches surlignées en violet que l'on peut utiliser dans ESP32 :

Cette image est celle d'un ESP32 à 30 broches.

1.2 : Appeler une interruption dans ESP32

Pour utiliser l'interruption dans ESP32, nous pouvons appeler attachInterrupt() fonction.

Cette fonction accepte les trois arguments suivants :

• • Broche GPIO
  • Fonction à exécuter
  • Mode

1 : GPIO pin est le premier argument appelé à l'intérieur du attachInterrupt() fonction. Par exemple, pour utiliser la broche numérique 12 comme source d'interruption, nous pouvons l'appeler en utilisant digitalPinToInterrupt(12) fonction.

2 : Fonction à exécuter est le programme exécuté chaque fois que l'interruption est atteinte ou déclenchée par une source externe ou interne. Il peut s'agir de faire clignoter une LED ou d'activer une alarme incendie.

3 : mode est le troisième et dernier argument dont la fonction d'interruption a besoin. Il décrit quand déclencher l'interruption. Voici les modes pouvant être utilisés :

• • Bas: Déclenchez l'interruption chaque fois que la broche GPIO définie est basse.
  • Haute: Déclenchez l'interruption chaque fois que la broche GPIO définie est haute.
  • Changer: Déclenchez une interruption chaque fois que la broche GPIO change sa valeur de haut en bas ou vice versa.
  • Chute: C'est le mode pour déclencher une interruption lorsqu'une certaine broche commence à passer de l'état haut à l'état bas.
  • En hausse: C'est le mode pour déclencher une interruption lorsqu'une certaine broche commence à passer de l'état bas à l'état haut.

Aujourd'hui, nous allons utiliser En hausse mode comme troisième argument pour la fonction d'interruption chaque fois que le capteur PIR détecte la LED d'interruption ou le capteur s'allume car il passe de l'état bas à l'état haut.

2 : Minuteries dans la programmation ESP32

Les temporisateurs dans la programmation des microcontrôleurs jouent un rôle important dans l'exécution des instructions pendant une période de temporisation spécifique ou à un moment précis.

Deux fonctions principales couramment utilisées pour déclencher la sortie sont retard() et millis() . La différence entre les deux en tant que fonction delay() arrête le reste du programme une fois qu'il commence à s'exécuter pendant que millis() s'exécute pendant la période définie, puis le programme revient aux fonctions principales.

Ici, nous utiliserons une LED avec capteur PIR et nous ne voulons pas qu'elle brille en continu après le déclenchement d'une interruption. Nous utiliserons la fonction millis() qui nous permet de le faire briller pendant une durée définie, puis de revenir au programme d'origine une fois cet horodatage passé.

2.1 : Fonction delay()

La fonction delay () est assez simple, elle ne prend qu'un seul argument qui est Mme de type de données long non signé. Cet argument représente le temps en millisecondes pendant lequel nous voulons mettre le programme en pause jusqu'à ce qu'il passe à la ligne suivante.

Par exemple, la fonction suivante arrêtera le programme pendant 1 seconde .

delay() est une sorte de fonction de blocage pour la programmation des microcontrôleurs. delay() bloque le reste du code à exécuter jusqu'à ce que cette fonction particulière ne se termine pas. Si nous voulons exécuter plusieurs instructions, nous devons éviter d'utiliser des fonctions de retard à la place, nous pouvons utiliser des millis ou des modules de minuterie RTC externes.

2.2 : Fonction millis()

La fonction millis() renvoie le nombre de millisecondes écoulées depuis que la carte ESP32 a commencé à exécuter le programme en cours. En écrivant quelques lignes de code, nous pouvons facilement calculer l'heure actuelle à tout moment lors de l'exécution du code ESP32.

millis est largement utilisé lorsque nous devons exécuter plusieurs tâches sans bloquer le reste du code. Voici la syntaxe de la fonction millis utilisée pour calculer combien de temps s'est écoulé pour pouvoir exécuter une instruction spécifique.

Ce code soustrait le millis() précédent du millis() actuel si le temps soustrait est égal à définir l'intervalle d'exécution d'une instruction spécifique. Disons que nous voulons faire clignoter une LED pendant 10 secondes. Toutes les 5 minutes, nous pouvons définir un intervalle de temps égal à 5 ​​minutes (300 000 ms). Le code vérifiera l'intervalle à chaque fois que le code s'exécutera, une fois qu'il l'atteindra, la LED clignotera pendant 10 secondes.

Noter: Ici, nous utiliserons la fonction millis() pour interfacer ESP32 avec le capteur PIR. La principale raison derrière l'utilisation de milli et non de delay est que la fonction millis() ne bloque pas le code comme le faisait la fonction delay(). Ainsi, une fois que le PIR détecte un mouvement, une interruption sera générée. L'utilisation de la fonction d'interruption millis() déclenchera la LED pendant un temps défini après cela, si le mouvement est arrêté, la fonction millis() se réinitialisera et attendra la prochaine interruption.

Dans le cas où nous utilisions la fonction delay (), cela bloquerait complètement le code et toute interruption causée ne serait pas lue par ESP32, entraînant l'échec du projet.

3 : Interfaçage du capteur PIR avec ESP32

Ici, nous utiliserons la fonction millis() dans le code IDE Arduino car nous voulons déclencher la LED chaque fois que le capteur PIR détecte un mouvement. Cette LED s'allumera pendant un temps défini après quoi elle reviendra à l'état normal.

Voici une liste des composants dont nous aurons besoin :

• • Carte de développement ESP32
  • Détecteur de mouvement IRP (HC-SR501)
  • LED
  • Résistance 330 Ohms
  • Fils de connexion
  • Planche à pain

Schématique pour capteur PIR avec ESP32 :

Les connexions des broches de l'ESP32 avec capteur PIR sont :

3.1 : Capteur de mouvement PIR (HC-SR501)

PIR est un acronyme pour capteur infrarouge passif . Il utilise une paire de capteurs pyroélectriques qui détectent la chaleur autour de son environnement. Ces deux capteurs pyroélectriques se trouvent l'un après l'autre et lorsqu'un objet arrive à leur portée, un changement d'énergie thermique ou la différence de signal entre ces deux capteurs fait que la sortie du capteur PIR est FAIBLE. Une fois que la broche de sortie PIR passe au niveau BAS, nous pouvons définir une instruction spécifique à exécuter.

Voici les caractéristiques du capteur PIR :

• • La sensibilité peut être réglée en fonction de l'emplacement du projet (comme la détection du mouvement de la souris ou des feuilles).
  • Le capteur PIR peut être réglé pour combien de temps il détecte un objet.
  • Largement utilisé dans les alarmes de sécurité à domicile et d'autres applications de détection de mouvement à base thermique.

3.2 : Brochage HC-SR501

Le PIR HC-SR501 est livré avec trois broches. Deux d'entre elles sont des broches d'alimentation pour Vcc et GND et une est la broche de sortie pour le signal de déclenchement.

Voici la description des broches du capteur PIR :

3.3 : Coder

Maintenant, pour programmer ESP32, écrivez le code donné dans l'éditeur IDE Arduino et téléchargez-le sur ESP32.

Le code a commencé par définir les broches GPIO pour la sortie LED et PIR. Ensuite, nous avons créé trois variables différentes qui aideront à allumer la LED lorsqu'un mouvement est détecté.

Ces trois variables sont Current_Time, Previous_Trig, et Heure de départ. Ces variables stockeront l'heure actuelle, l'heure à laquelle le mouvement est détecté et la minuterie après la détection du mouvement.

Dans la première partie de configuration, nous avons défini le débit en bauds série pour la communication. Utiliser ensuite PinMode() réglez le capteur de mouvement PIR sur INPUT PULLUP. Pour régler l'interruption PIR attachInterrupt() est décrit. Le GPIO 13 est décrit pour détecter un mouvement en mode RISING.

Ensuite, dans la partie loop() du code, en utilisant la fonction millis(), nous avons allumé et éteint la LED lorsqu'un déclencheur est atteint.

3.4 : Sortie

Dans la section de sortie, nous pouvons voir que l'objet est hors de portée du capteur PIR, donc le LED est tourné À L'ARRÊT .

Maintenant, le mouvement détecté par la LED du capteur PIR s'allumera SUR pour dix seconde après cela, si aucun mouvement n'est détecté, il restera À L'ARRÊT jusqu'à ce que le déclenchement suivant soit reçu.

La sortie suivante est affichée par le moniteur série dans Arduino IDE.

Conclusion

Un capteur PIR avec ESP32 peut aider à détecter le mouvement des objets passant par sa portée. En utilisant la fonction d'interruption dans la programmation ESP32, nous pouvons déclencher une réponse à une broche GPIO spécifique. Lorsqu'un changement est détecté, la fonction d'interruption est déclenchée et une LED s'allume.