ESP8266:Примеры/Использование ESP8266 вместе с позиционной ИК-камерой

Содержание

Введение

Модули

AT-команды

Прошивки

Примеры

Проекты

Типовые проблемы

Библиотеки

Перевод: Максим Кузьмин (Cubewriter)

Перевел 2780 статей для сайта.

Контакты:

• Skype: cubewriter
• E-mail: cubewriter@gmail.com
• Максим Кузьмин на freelance.ru

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

Черновик

Использование ESP8266 вместе с позиционной ИК-камерой

Датчик, о котором я хочу поговорить в этой статье, применим в огромном количестве проектов. Вполне возможно, что он даже встроен в какую-нибудь систему, стоящую у вас дома. Речь о позиционной ИК-камере производства DFRobot, использующей тот же (или похожий) модуль, встроенный в контроллер Nintendo Wiimote. Этот модуль способен одновременно определять до 4 источников ИК-излучения, а затем отправлять эти данные по интерфейсу I2C.

Позиционная ИК-камера производства DFRobot

Технические характеристики:

• Рабочее напряжение – от 3,3 до 5 вольт
• Интерфейс – I2C
• Дистанция обнаружения ИК-излучения – от 0 до 3 метров
• Горизонтальный угол обнаружения – 33 градуса
• Вертикальный угол обнаружения – 23 градуса
• Размеры – 32 на 16 мм
• Разрешение – 128 х 96 пикселей с 8 субпикселями; т.е. в результате 1024 х 768
• Количество отслеживаемых объектов – 4 (излучение или отражение ИК-излучения)
• Цена – около 23,55 долларов США

Принцип работы

Чип, которым оснащен датчик, выполняет за вас всю самую тяжелую работу. Фильтрует шум, выясняет месторасположение сильнейших источников света, который проходит через ИК-фильтр, стоящий перед камерой. Затем камера передает – на ESP8266 (или какой-то другой микроконтроллер) через интерфейс I2C – четыре пары значений с координатами X и Y (для разрешения 1024 х 768). Если камера не обнаружит никакого источника ИК-излучения, то вернет пару максимальных значений с 2^10 = 1023.

Подключение ESP8266

Просто подключите красный контакт к 3,3 вольтам, черный – к GND, а зеленый и желтый – к свободным GPIO-контактам.

Код

Код для проекта показан ниже. Если необходимо, отредактируйте его, если используете другие GPIO-контакты. Затем загрузите его на ESP8266.

1. // * Тестовый код для ИК-датчика Wii от kako (http://www.kako.com)
2. // * Модифицирован RobotFreak для программы Wii-BlobTrack
3. //   (http://www.letsmakerobots.com/user/1433)
4. // * Модифицирован Lumi для http://DFRobot.com (январь 2014)
5. // * Адаптирован Д. Эйкхорном (D. Eichhorn) для ESP8266 (2016)
6. //   (http://blog.squix.ch)
7.  
8. #include <Wire.h>
9.  
10. int IRsensorAddress = 0xB0;
11. //int IRsensorAddress = 0x58;
12. int slaveAddress;
13. int ledPin = 13;
14. boolean ledState = false;
15. byte data_buf[16];
16. int i;
17.  
18. int Ix[4];
19. int Iy[4];
20. int s;
21.  
22. void Write_2bytes(byte d1, byte d2)
23. {
24.     Wire.beginTransmission(slaveAddress);
25.     Wire.write(d1); Wire.write(d2);
26.     Wire.endTransmission();
27. }
28.  
29. void setup()
30. {
31.     slaveAddress = IRsensorAddress >> 1
32.     // это станет адресом 0x21 для использования в шине TWI
33.     Serial.begin(115200);
34.     pinMode(ledPin, OUTPUT);
35.     // выставляем контакт для светодиода в режим вывода данных
36.     Wire.begin(D5, D6);
37.     // инициализация ИК-датчика:
38.     Write_2bytes(0x30,0x01); delay(10);
39.     Write_2bytes(0x30,0x08); delay(10);
40.     Write_2bytes(0x06,0x90); delay(10);
41.     Write_2bytes(0x08,0xC0); delay(10);
42.     Write_2bytes(0x1A,0x40); delay(10);
43.     Write_2bytes(0x33,0x33); delay(10);
44.     delay(100);
45. }
46. void loop()
47. {
48.     ledState = !ledState;
49.     if (ledState) { digitalWrite(ledPin,HIGH); } else { digitalWrite(ledPin,LOW); }
50.  
51.     // считываем данные с ИК-датчика:
52.     Wire.beginTransmission(slaveAddress);
53.     Wire.write(0x36);
54.     Wire.endTransmission();
55.  
56.     Wire.requestFrom(slaveAddress, 16);    
57.     // запрашиваем 2-байтный заголовок (первым идет самый старший бит)
58.     for (i=0;i<16;i++) { data_buf[i]=0; }
59.     i=0;
60.     while(Wire.available() && i < 16) {
61.         data_buf[i] = Wire.read();
62.         i++;
63.     }
64.  
65.     Ix[0] = data_buf[1];
66.     Iy[0] = data_buf[2];
67.     s   = data_buf[3];
68.     Ix[0] += (s & 0x30) <<4;
69.     Iy[0] += (s & 0xC0) <<2;
70.  
71.     Ix[1] = data_buf[4];
72.     Iy[1] = data_buf[5];
73.     s   = data_buf[6];
74.     Ix[1] += (s & 0x30) <<4;
75.     Iy[1] += (s & 0xC0) <<2;
76.  
77.     Ix[2] = data_buf[7];
78.     Iy[2] = data_buf[8];
79.     s   = data_buf[9];
80.     Ix[2] += (s & 0x30) <<4;
81.     Iy[2] += (s & 0xC0) <<2;
82.  
83.     Ix[3] = data_buf[10];
84.     Iy[3] = data_buf[11];
85.     s   = data_buf[12];
86.     Ix[3] += (s & 0x30) <<4;
87.     Iy[3] += (s & 0xC0) <<2;
88.  
89.     for(i=0; i<4; i++)
90.     {
91.       if (Ix[i] < 1000)
92.         Serial.print("");
93.       if (Ix[i] < 100)  
94.         Serial.print("");
95.       if (Ix[i] < 10)  
96.         Serial.print("");
97.       Serial.print( int(Ix[i]) );
98.       Serial.print(",");
99.       if (Iy[i] < 1000)
100.         Serial.print("");
101.       if (Iy[i] < 100)  
102.         Serial.print("");
103.       if (Iy[i] < 10)  
104.         Serial.print("");
105.       Serial.print( int(Iy[i]) );
106.       if (i<3)
107.         Serial.print(",");
108.     }
109.     Serial.println("");
110.     delay(15);
111. }

Визуализация результатов

Для визуализации данных-точек, возвращаемых ESP8266 по последовательному порту, я решил воспользоваться скриптом Processing. Вот он:

1. import processing.serial.*;
2.  
3. int lf = 10;    // перевод строки в ASCII-таблице
4. String myString = null;
5. Serial myPort;  // последовательный порт
6. int rad = 5;    // ширина фигуры
7.  
8. void setup() {
9.   size(1024, 768);
10.   noStroke();
11.   frameRate(30);
12.   ellipseMode(RADIUS);
13.   // выводим список доступных последовательных портов:
14.   printArray(Serial.list());
15.   // открываем используемый порт на выбранной скорости:
16.   myPort = new Serial(this, Serial.list()[5], 115200);
17.   myPort.clear();
18.   // если начали считывать данные с середины строки,
19.   // то игнорируем первую считанную порцию данных:
20.   myString = myPort.readStringUntil(lf);
21.   myString = null;
22. }
23.  
24. void draw() {
25.   background(102);
26.   while (myPort.available() > 0) {
27.     myString = myPort.readStringUntil(lf);
28.     String[] list = split(myString, ',');
29.     ellipse(float(list[0]), float(list[1]), rad, rad);
30.     ellipse(float(list[2]), float(list[3]), rad, rad);
31.     ellipse(float(list[4]), float(list[5]), rad, rad);
32.     ellipse(float(list[6]), float(list[7]), rad, rad);
33.     if (myString != null) {
34.       println(myString);
35.     }
36.   }
37.  
38. }

Затем я взял ИК-панель, которая осталась у меня от Nintendo Wii, и помахал ею перед камерой.

И вот результат:

Видео

Для чего можно использовать этот датчик?

Лично я купил его для того, чтобы собрать навигационную систему для своего робота, но пока не решил, какой метод выбрать. Во-первых, камеру можно поставить на робота, а источники ИК-излучения расставить по комнате. Во-вторых, можно поступить наоборот – расставить по камере несколько камер, чтобы они отслеживали источники ИК-излучения на роботе, а затем отправляли роботы данные с координатами.

Но этот датчик можно использовать и для других целей. К примеру, для отслеживания движений головы или для электронной учебной доски. Если вбить в Google «Wiimote hack», можно найти еще кучу идей для того, как можно применить этот датчик.

Где купить

Этот датчик можно купить, к примеру, на официальном сайте DFRobot или на Aliexpress.

Дополнительные материалы

Более подробно о позиционной ИК-камере от DFRobot можно почитать тут.