Oppgave

Interaktivt innhold

Bygg et trådløst varslingssystem med ESP32 og PIR-bevegelsessensor

Lag et trådløst varslingssystem for bevegelse med en ESP32 og en PIR-sensor som registrerer bevegelse i området foran sensoren.

Dagens læringsaktivitet

Du skal lage et trådløst sensorsystem som programmeres i Arduino. Med et ESP32-utviklingskort og en PIR-sensor registrerer du bevegelse i et område og sender dataene til Deploii-nettsida.

Dataene kan vises i sanntid på nettsida og lagres i skya. Derfra kan du laste dem ned i ønska filformat (.csv, .txt osv.) og analysere dem videre i Python eller Excel.

Slik kan et ferdig oppsett se ut:

Utstyr

Til denne oppgava trenger du følgende utstyr:

ESP32-DevKitC
USB-A-til-mikro-USB-B-kabel med signallinje
pc som kjører Windows, Mac OS eller Linux
PIR-sensor, eksempelvis Grove Digital PIR (måler bevegelse)
ledninger og koplingsbrett (breadboard)
Arduino IDE installert (versjon 2.0 eller nyere)
Deploii-biblioteket installert, samt Board Manager for ESP32 (eventuelt også drivere)
bruker på Deploii

Det trengs bare tre koplinger for å drive en PIR-sensor: Den trenger strøm/VCC (3,3 volt) og jord for strømtilførsel. For å hente ut data gjennom SIG til sensoren må du kople den til pin 19 på ESP32-en.

Se vedlegg for pinout-diagram av ESP32-DevKitC.

Oppkopling: Esp32 og PIR-sensor
ESP32	PIR-sensor
3,3 V	VCC
GND	GND
19	SIG
Ikke i bruk	NC

Elektronisk komponent med ei hvit plastkule og tilkoplinger. Foto — Selve PIR-sensoren er gjemt bak det hvite plastdekselet. Vet du hva de forskjellige tilkoplingene betyr?

Mikrokontroller og PIR-sensor kopla sammen på et koplingsbrett. Skjermbilde — En PIR-sensor og en ESP32 kopla på et koplingsbrett.

NDLA-boksen

Oransje boks med en hvit sensor på ei av sidene. Illustrasjon — Hvorfor står bevegelsessensoren på ei eiga side av NDLA-boksen, tro?

Du kan også velge å bygge prosjektet inn i en støtsikker boks, for eksempel NDLA-boksen.

Deploii-nettsida

Når alt er installert, logger du deg inn på innloggingssida til Deploii. Deretter må du sette opp følgende (helst i rekkefølge):

et kort av typen ESP32
en datastrøm, gjerne kalt PIR
en måleserie
et kontrollpanel med
- en graf som viser datastrømmen PIR
- ei tallvisning som viser datastrømmen PIR
- en terminal som viser datastrømmen PIR

Om du lurer på noe underveis, kan du sjekke ut de generelle guidene for Deploii på NDLA. De viser deg hvordan du utfører de forskjellige stega i lista over. Deploii-filmene kan også være gode hjelpemidler. Og så kan du selvfølgelig spørre læreren din om hjelp.

Programmering

Installasjon (Arduino IDE)

Om du ikke har installert noe fra før av, kan du gjøre følgende:

Først installerer du Arduino IDE ved å følge oppstartsguiden for Arduino.
Deretter må du laste ned en såkalt Board Manager for ESP32 og kanskje en COM Port Driver også. Filmene om Deploii viser deg hvordan du kan gjøre dette.
Deretter må biblioteket for Deploii lastes ned i Arduino IDE. Dette gjør du via den innebygde bibliotekfunksjonen i Arduino.

Eksempelkode

Du finner en eksempelkode for Grove Digital PIR-sensoren i et vedlegg sist i denne artikkelen. Denne koden får sensoren til å registrere bevegelse. Så blir dataene sendt til Deploii. Men du må tilpasse eksempelkoden litt og sette opp alt riktig på nettsida.

Programmering med KI

Hvis du vil programmere ved hjelp av KI, er det viktig at du forteller prateroboten hvilken rolle den skal ha, og hva du ønsker at den skal gjøre. Her får du et eksempel på en slik instruksjon. Du må fylle inn din egen informasjon i felta som er merka med XXXXXX.

Det er også viktig at du limer inn koden du får når du har satt opp Deploii, for å sikre riktig kommunikasjon mellom mikrokontrolleren og Deploii. Slik kan instruksen til prateroboten se ut:

Du skal være min digitale hjelper når jeg skal programmere min ESP32. Jeg skal kople en ESP32 versjon XX til en sensor av typen Grove Digital PIR-sensor for å registrere bevegelse.

ESP32 skal koples med signal (SIG) til pinne 19. Pinne NC skal ikke brukes.

Data ESP32 mottar, skal sendes til nettportalen Deploii, og datastrømmen skal hete PIR.

Jeg ønsker også at måleverdier skal vises i seriell monitor på Arduino IDE, og det med en hastighet på 9600.

Nettverksnavnet mitt er XXXXXXXX, og passordet er XXXXXXXX. ESP32 har definert kort-ID XXXXXXXX.

Det skal sendes data hvert sekund. Dataene skal vises som verdien 0 for ingen bevegelse og verdien 1 for bevegelse.

Kan du gi meg et eksempel på kode, ei liste over komponentene jeg trenger for å kople en slik krets, og en instruks for hvordan jeg skal kople kretsen?

Du skal ta utgangspunkt i denne koden fra Deploii som beskriver hvordan mikrokontroller og Deploii koples sammen: LIM INN KODE FRA DEPLOII HER

Datainnsamling

Du kan velge å samle inn data over et bestemt tidsrom og lagre disse dataene i en måleserie. I og med at PIR-sensoren kun gir verdien 0 eller 1, får du kanskje ikke brukt dataene fra denne måleserien til så mye praktisk arbeid.

Test ut

Nå som du har satt opp og programmert alt, skal du teste ut systemet.

Klarer du å få inn noen data på kontrollpanelet?
Hva slags data ser du?
I hvilket format synes du dataene er enklest å lese av?
Fungerer datainnsamlinga også om du kopler din ESP32 til noen andres pc?
Klarer du å laste ned dataene du har målt?
Hva slags data finner du i fila du har lasta ned?

Filer for nedlasting

Her finner du et eksempel på programvare som du kan prøve ut for å få systemet til å fungere.

Arduino: Programfil PIR-sensor(INO)
Diagram: Pinout_ESP32(PDF)

Relatert innhold

Introduksjon til Deploii

Deploii lar deg kople mikrokontrollere til nettsida deploii.no, slik at du kan samle inn og visualisere data via et kontrollpanel.

Deploii – hurtigguide

For å opprette kommunikasjon mellom et utviklerkort og Deploii må du gjøre noen grunnleggende oppsett på Deploii og programmere mikrokontrolleren din.