ESP32 + PIR + servo motor 充電式非接觸性感應垃圾桶

以手上ESP32板子為主架構搭配PIR HC-SR505 sensor感應去控制servo motor旋轉角度另添加一塊充電模組可以完成一個感應垃圾桶!!

Figure1 PIR HC-SR505

Figure2 充電鋰電池

Figure3 ESP32

                                                                   

Figure4 充電板

Figure5 整體架構

演示影片

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延伸閱讀

• odrive perform Sunnysky X2212 980KV motor with Encoder TLE5012B（2023/05）
• ESP32 Bluetooth SPP Profile Application（2023/05）
• ESP32 Bluetooth Remote Control Car -DIY（2023/08）
• ESP32 3-axis controller（2023/12）
• Arduino 控制三顆馬達（2019/03）

Arduino與硬碟無刷直流馬達(BLDC)正反轉測試

 將手上一顆壞掉的硬碟拆掉有一顆無刷直流馬達

上網找一下 最簡單的控制方式是用一無刷電變來控制!!

參考「 #Arduino開發日誌 01」使用 Arduino 控制 電變 / 無刷馬達 隨手筆記 教學 ~ shannonleeeee (shannon112.blogspot.com)這篇文章

若要實現正反轉只要將輸出的UWV任意兩條線交換就可以反轉想到最簡單的方式是用RELAY 下去 做切換

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• Arduino與光碟機的結合（2016/07）
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• Arduino控制軟碟機的步進馬達（2016/07）
• ESP32 Bluetooth SPP Profile Application（2023/05）

Raspberry學習- python tkinter GUI 設計

目的: 設計一個GUI介面 包含兩個 UART 控制, 一個影像輸出, 一個畫radar偵測點的區域, 最右側為指令輸出與接收到的訊息視窗

UART1為arduino的控制port

UART2為radar console port

下面為windows跟樹莓派共用抓取com port 的code

def serial_ports():

    # return serial.tools.list_ports.comports()

    if sys.platform.startswith('win'):

        ports = ['COM%s' % (i + 1) for i in range(256)]

    elif sys.platform.startswith('linux') or sys.platform.startswith('cygwin'):

        # this excludes your current terminal"/dev/tty"

        ports = glob.glob('/dev/tty[A-Za-z]*')

        port_list = list(serial.tools.list_ports.comports())

        print(len(port_list), 'ports found')

    elif sys.platform.startswith('darwin'):

        ports = glob.glob('/dev/tty.*')

    else:

        raise EnvironmentError('Unsupported platform')

    result = []

    for port in ports:

        try:

            ser = serial.Serial(port, 9600)

            ser.close()

            result.append(port)

        except (OSError, serial.SerialException):

            pass

    return result

windows 上執行

樹莓派上執行

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• ESP32 + PIR + servo motor 充電式非接觸性感應垃圾桶（2021/11）
• ESP32 WiFi mesh中控介面的實踐（2022/12）
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• 安規綜合分析儀7440-自動測試架構（2019/05）
• Arduino Yun雲的應用- Snapshot 串流影片 儲存照片的方法（2019/05）

Raspberry學習- 增加一個power off按鍵

若沒連上Raspberry時, 要將它正常關機! 想到的是增加一個按鍵透過GPIO去作動!!

利用Raspberry Pi 的 GPIO 3，焊接在按鈕開關的正極；另一端將 Ground 焊接在按鈕開關的負極

接下來編輯檔案

sudo nano /etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart

在檔案最後增加一行

@sh /home/pi/autostart.sh

============================================

autostart.sh 內容為下三行

#!/bin/bash

cd /home/pi/

sudo python3 halt.py

=============================================

halt.py內容如下

#!/usr/bin/python3

# Import Libraries

import RPi.GPIO as GPIO

import subprocess

# Define GPIO Pin Number

gpioPin=3

# Define GPIO Function

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(gpioPin, GPIO.IN)

GPIO.wait_for_edge(gpioPin, GPIO.FALLING)

# Command

subprocess.call(['shutdown', '-h', 'now'], shell=False)

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最後給予 autostart.sh 檔案執行權限

sudo chmod +x /home/pi/autostart.sh

重新開機 測試一下 按鍵是否動作OK!

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• Raspberry學習- Anydesk 遠端控制（2021/04）
• Raspberry Pi self-hosted ftp server and SSH remote access（2023/08）
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• Reinstall my Raspberry Pi4 Notes（2023/09）
• Raspberry Pi Smart temperature and humidity controller（2023/09）

Raspberry學習- Anydesk 遠端控制

 最近開始將 我的樹莓派應用文章 有些特別的設定 紀錄一下

我的Pi3與Pi4 合影

首先 將遠端控制的AnyDesk 安裝進來, 一些 遠端控制如 VNC or 遠端桌面 等.  我還是喜歡用Anydesk

1. Download the .deb file from https://anydesk.com/download?os=raspi

2. Go to the downloaded location, where you have download the file “anydesk_5.5.5-1_armhf.deb”

3. 安裝 sudo dpkg -i anydesk_5.5.5-1_armhf.deb

4. 安裝 sudo apt-get -f install

用電腦版Anydesk 連進 Pi4

在手機端也有 AnyDesk可以用非常方便 

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ESP32溫濕度網路時鐘

📺 影片版（約 5 分鐘）：想先看實際操作的話可以直接看這支影片，完整步驟、設定與程式碼在下方文字版。

YouTube：https://youtu.be/fWlxjO9hCOI（winson-DIY 頻道）
⚡ Shorts 精華版（44 秒）：https://youtube.com/shorts/W28dV2KO5NE

        繼用ESP32改造家中天花板的LED燈後, 想說用 ESP32來做一個時鐘, 可以顯示日期時間, 溫度, 濕度, PM2.5等的資訊!

        最簡單的架構, 一片ESP32加上顯示板!

顯示板上網搜尋後, 決定用這種 RGB LED Matrix

硬體零件決定後, 開始軟體的編成

1. 首先還是將Arduino IDE載入額外的開發板管理員網址, 裝入ESP32開發板Package

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

2. RGB Led Matrix 顯示的 library

GitHub - adafruit/Adafruit-GFX-Library: Adafruit GFX graphics core library, this is the 'core' class that all our other graphics libraries derive from

GitHub - adafruit/RGB-matrix-Panel: Arduino library and example code for the 16x32 RGB matrix panels in the shop

3. 接下來這個步驟很重要 

需要在RGB matrix Panel的libeary將原先

//static const uint8_t defaultrgbpins[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7};改為

static const uint8_t defaultrgbpins[] = {25, 26, 27, 21, 22, 23};

以下 為我的IO設定

//------------------------------------------------------------------------

#define A   12

#define B   13

#define C   14

#define D   15

#define CLK 4

#define LAT 2

#define OE  0

RGBmatrixPanel matrix(A, B, C, D, CLK, LAT, OE, false, 64);

4. 將範例中的testshapes32*64 demo上傳到板子就可以出現下面畫面

5. ESP32 NTP的寫法

可參考網路上資料如

https://lastminuteengineers.com/esp32-ntp-server-date-time-tutorial/

https://randomnerdtutorials.com/esp32-ntp-client-date-time-arduino-ide/

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補充一、硬體架構與 HUB75 接腳
整台時鐘只有三樣東西：ESP32 開發板、64×32 RGB LED Matrix（4mm pitch，HUB75 介面）、一顆 5V 電源。面板背面的 16 pin 排針就是 HUB75，照文中的 IO 設定接到 ESP32：

HUB75 腳位	功能	ESP32 GPIO
R1 / G1 / B1	上半部（第 0～15 列）的紅綠藍資料	25 / 26 / 27
R2 / G2 / B2	下半部（第 16～31 列）的紅綠藍資料	21 / 22 / 23
A / B / C / D	列位址（4 條線選 16 組列）	12 / 13 / 14 / 15
CLK	資料移位時脈	4
LAT（STB）	鎖存，一列資料送完後拉一下	2
OE	輸出致能（低電位亮）	0
GND	接地，要和 ESP32 共地	GND

文中把函式庫的 defaultrgbpins[] 改成 {25, 26, 27, 21, 22, 23}，順序就是 R1、G1、B1、R2、G2、B2。

補充二、64×32 面板是怎麼亮的
這種面板本身沒有記憶體，要靠 MCU 不停地「掃描」：

• 1/16 掃描：A～D 四條位址線可以選 2⁴ = 16 組列，每次同時點亮上半部一列和下半部一列（所以有 R1G1B1 和 R2G2B2 兩組資料線），16 次就掃完 32 列。
• 一列怎麼送：64 個像素的顏色從資料線一位一位移進去（每個 CLK 一位），送完拉 LAT 鎖存，再用 OE 打開這一列。
• 顏色深淺：LED 只有亮和不亮，Adafruit RGB-matrix-Panel 在 ESP32 上用 4 個位元平面（nPlanes = 4）做 PWM，每色 16 階、總共 4096 色。所以 Color888() 給的 24-bit 顏色實際上會被降到每色 4 bit。
• 誰在掃描：函式庫在 begin() 裡設定 ESP32 的硬體計時器中斷（TIMER_GROUP_1、40 MHz），掃描在背景進行，loop() 只需要畫圖。

補充三、不改函式庫也能換腳位
文中的做法是直接改函式庫原始碼，缺點是之後更新函式庫就被蓋掉。目前版本的 RGB-matrix-Panel（1.1.9）在 ESP32 / SAMD 上，建構子最後多了一個 pinlist 參數，可以直接把 RGB 腳位傳進去：

#include <RGBmatrixPanel.h>

#define A   12
#define B   13
#define C   14
#define D   15
#define CLK 4
#define LAT 2
#define OE  0

uint8_t rgbPins[] = {25, 26, 27, 21, 22, 23};   // R1 G1 B1 R2 G2 B2
// 最後兩個參數：寬度 64、RGB 腳位表
RGBmatrixPanel matrix(A, B, C, D, CLK, LAT, OE, false, 64, rgbPins);

第 8 個參數 false 是「不用雙緩衝」；改成 true 會多用一倍 RAM，但可以先在背景畫好再用 matrix.swapBuffers(true) 一次切換，畫面更新時比較不會閃。

補充四、ESP32 腳位與電源要注意的地方

• Strapping pins：這組設定裡的 GPIO 0、2、12、15 都是 ESP32 開機時會讀取電位的腳位（Espressif 文件）。GPIO0 開機時是低電位會進入下載模式、GPIO12 開機時是高電位會把 Flash 電壓設成 1.8V。平常接面板沒事，但如果遇到「插著面板就燒錄失敗或開不了機」，先把面板拔掉試試，或把 A / OE 等改到其他 GPIO。
• 不要用的腳：GPIO 6～11 接 Flash，不能拿來用；GPIO 34～39 只能輸入，不能當輸出。
• 3.3V 訊號：ESP32 輸出 3.3V，面板是 5V 邏輯，多數面板直接接就能動；如果畫面出現雜點或錯位，可以加 74HCT245 之類的電平轉換。
• 電源：LED 面板要接自己的 5V 電源，不要從 ESP32 的 5V 腳取電。全亮白色時電流可達數安培，時鐘這種黑底彩字的畫面耗電小很多，但電源還是建議留 5V 4A 左右的餘裕，GND 和 ESP32 共地。

補充五、NTP 網路對時
ESP32 Arduino core 內建 SNTP，不用另外裝函式庫。連上 WiFi 後呼叫一次 configTime()，之後系統時間會自動校正，用 getLocalTime() 取出來：

#include <WiFi.h>
#include "time.h"

const long gmtOffset_sec = 8 * 3600;   // 台灣 UTC+8
const int  daylightOffset_sec = 0;     // 台灣沒有夏令時間

void setupTime() {
  configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, "time.stdtime.gov.tw", "pool.ntp.org");
}

bool readTime(char *hms, char *week, char *ymd) {
  struct tm t;
  if (!getLocalTime(&t)) return false;      // 還沒對到時間
  strftime(hms,  9,  "%H:%M:%S", &t);       // 20:24:51
  strftime(week, 10, "%A", &t);             // Sunday
  strftime(ymd,  11, "%Y/%m/%d", &t);       // 2021/04/11
  return true;
}

%A 會輸出英文星期，剛好就是照片裡紅色那一行。

補充六、四行版面與輪播
照片裡的版面是 64×32 分成四行，每行 8 像素高，剛好是 Adafruit GFX 內建 5×7 字型（字距 6、行距 8）的大小：

行	內容	顏色
第 1 行（y=0）	時:分:秒	綠
第 2 行（y=8）	星期	紅
第 3 行（y=16）	年/月/日	紫
第 4 行（y=24）	Temp → Hum → PM2.5 輪流	黃

畫面更新的寫法重點是「只在秒數改變時重畫」，而且只清掉要改的那一行，不要每次 fillScreen()：

unsigned long lastSec = 0;
int page = 0;

void drawLine(int y, const char *s, uint16_t color) {
  matrix.fillRect(0, y, 64, 8, 0);       // 只清這一行
  matrix.setCursor(1, y);
  matrix.setTextColor(color);
  matrix.print(s);
}

void loop() {
  if (millis() - lastSec < 1000) return;
  lastSec = millis();

  char hms[9], week[10], ymd[11], info[12];
  if (!readTime(hms, week, ymd)) return;
  drawLine(0,  hms,  matrix.Color333(0, 7, 0));
  drawLine(8,  week, matrix.Color333(7, 0, 0));
  drawLine(16, ymd,  matrix.Color333(5, 0, 7));

  // 第 4 行每 5 秒換一個項目；readTemp() 等依實際使用的感測器或資料來源實作
  int p = (lastSec / 5000) % 3;
  if (p == 0) snprintf(info, sizeof info, "Temp:%.2f", readTemp());
  if (p == 1) snprintf(info, sizeof info, "Hum:%.2f",  readHum());
  if (p == 2) snprintf(info, sizeof info, "PM2.5:%d",  readPM25());
  drawLine(24, info, matrix.Color333(7, 7, 0));
}

原文沒有寫溫濕度和 PM2.5 的資料來源，所以這裡用 readTemp()、readHum()、readPM25() 代替，依自己用的感測器或網路資料替換。

補充七、常見問題

現象	先檢查
整片不亮	面板 5V 電源、GND 有沒有和 ESP32 共地、OE 腳位
只有上半部或下半部亮	R1G1B1 或 R2G2B2 那組沒接好，或腳位表順序錯
畫面上下重複、列錯位	建構子有沒有用帶 D 腳的版本、寬度有沒有給 64
顏色對調	部分面板 R / B 或 G / B 順序不同，調換腳位表裡的順序
燒錄失敗、開不了機	GPIO 0 / 2 / 12 / 15 被面板拉住，先拔面板再燒
時間顯示 1970 年或不動	WiFi 沒連上或 NTP 還沒回應，getLocalTime() 會回 false
板子管理員只裝得到舊版 ESP32	文中 dl.espressif.com 的網址是舊的，新版改用 https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json
新版 ESP32 core 編譯錯誤	函式庫用的是舊的 timer 介面，可以先退回 2.0.x 版 core，或改用 Adafruit 建議給 ESP32 的 Adafruit_Protomatter

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NodeMCU-32S (WiFi Mesh 與 BT BLE應用)

 

NodeMCU-32S架構

將ESP32開發板加入IDE裡面

將家中天花板的LED改裝成, Mesh 網路中的一個Node, 用手機控制開關

 

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