Вежба: Мерење растојања помоћу HC-SR04 сензора и ESP32 платформе

У овој вежби ученици ће научити како да користе HC‑SR04 ултразвучни сензор за мерење растојања до објекта помоћу ESP32 микроконтролера. Добијене вредности биће послате на рачунар преко серијске комуникације и приказане у реалном времену у Processing окружењу.

Вежба повезује рад са сензорима, ESP32 програмирање, серијску комуникацију и визуелизацију података.

ESP32 + HC-SR04

Мерење растојања до препреке помоћу ултразвучног сензора.

Processing визуелизација

Приказ измереног растојања у реалном времену.

📑 Садржај

• Шта је HC-SR04?
• Потребна опрема
• Повезивање компоненти
• ESP32 програм
• Processing програм
• Како систем функционише?
• Могућа проширења
• На шта треба обратити пажњу

Шта је HC-SR04?

HC-SR04 је ултразвучни сензор који служи за бесконтактно мерење растојања. Сензор емитује кратак ултразвучни импулс и мери време које је потребно да се одбијени сигнал врати до пријемника.

Пошто је брзина звука позната, микроконтролер може израчунати растојање до препреке. Овај тип сензора често се користи у роботици, паметним системима паркирања и STEM пројектима.

🧰 Потребна опрема

• ESP32 развојна плоча
• HC-SR04 ултразвучни сензор
• Breadboard плоча
• Повезне жице
• USB кабл
• Arduino IDE
• Processing окружење

Повезивање компоненти

У овој вежби користи се следеће повезивање:

• VCC → 3V3
• GND → GND
• TRIG → GPIO18
• ECHO → GPIO19

ESP32 страна

Приказ прикључака који се користе на ESP32 плочи.

HC-SR04 страна

Приказ прикључака на ултразвучном сензору.

ESP32 програм

int trigPin = 18;
int echoPin = 19;

long duration;
float distance;

void setup() {

  Serial.begin(115200);

  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);

  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(15);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

  distance = duration * 0.034 / 2;

  Serial.println(distance, 2);

  delay(200);
}

distance = duration * 0.034 / 2

Processing програм

import processing.serial.*;

Serial myPort;
float distance;

void setup() {

  size(600, 200);

  printArray(Serial.list());

  myPort = new Serial(this, Serial.list()[0], 115200);

  myPort.bufferUntil('\\n');
}

void draw() {

  background(255);

  fill(0);
  textSize(24);

  text("Distance: " + nf(distance, 0, 2) + " cm", 50, 50);

  fill(100, 200, 255);

  rect(
    50,
    100,
    map(distance, 0, 200, 0, width - 100),
    30
  );
}

void serialEvent(Serial myPort) {

  String data = myPort.readStringUntil('\\n');

  if (data != null) {

    data = trim(data);

    distance = float(data);
  }
}

Како систем функционише?

Могућа проширења пројекта

• LED сигнализација близине препреке
• Звучно упозорење помоћу buzzer-а
• Приказ графика мерења
• Чување података у CSV датотеку
• Слање података преко Wi‑Fi мреже
• ESP32 веб сервер
• Робот који избегава препреке

⚠️ На шта треба обратити пажњу

• Проверити исправност свих жица.
• Проверити да су GPIO18 и GPIO19 правилно повезани.
• Проверити серијски порт у Processing програму.
• Избегавати лабаве контакте на breadboard плочи.
• Пре покретања проверити целокупно коло.

📚 Додатно учење