第四篇 ESP32數位讀取(感測)digitalRead @ 夜市小霸王

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本篇我們要利用ESP32的數位讀取(digitalRead)來製作來客通知器，「當有人經過時會亮紅燈，沒人經過時亮綠燈」，本篇會結合上一篇數位寫入digitalWrite及紅色、綠色LED。

數位讀取也可稱為數位輸入、數位感測等，都是代表這種方式只能讀取狀態是LOW或是HIGH兩種狀況，例如等等要做的人體紅外線(SR-501模組)感測，該裝置只會提供"有人"或者"無人"，而沒有其他種狀態，相對數位讀取另外一種則是類比讀取，例如雨滴感測來說，它會提供雨滴大小的可能數值，以ESP32來說就是介於0-4095之間，而0代表雨滴非常多、4095則代表目前是乾的，但可能也會讀到數值=1200之類，代表雨滴不大也不小。

至於哪些感測模組要用哪種方式？要選數位還是類比？則必須看該感測模組提供的讀取方式，這必須查看規格文件或者詢問賣家，當然也可以靠經驗，例如上述的雨滴、瓦斯氣體(mq系列)、土壤...等等都是類比，而人體、觸控則是數位，有些模組則會兩種都提供，例如瓦斯氣體感測有提供DO(Digital Out)及AO(Analog Out)腳位，若是選擇使用D0，則程式使用數位讀取(digitalRead)，若是接在A0則是選擇類比讀取(Analog)。

一、材料準備

要製作來客通知器除了主板ESP32及上次用的LED之外，我們還需要人體紅外線(PIR)感應器，目前市面上主要有兩種如下圖。

這裡建議購買大顆SR-501，因為它有旋鈕可以調整設定值。SR-501的感應參數如圖

感應角度大概110度
感應距離大概3-7公尺

另外一個要注意的部份就是SR-501的兩個旋鈕用途及腳位，

敏感度旋鈕：感應到多強的紅外線才要觸發
時間延遲旋鈕：觸發後，要多少要持續多久時間，調整範圍是3秒-300秒左右，建議逆時針轉到底，減少持續時間到3秒左右
VCC：供電端，使用5V或3.3V皆可
OUT：訊號輸出，輸出到指定GPIO，LOW或HIGH
GND：接地端，接到GND
觸發模式：採連續觸發或間段觸發，這裡建議保持在LOW的位置（如圖）

由於一般上課都在教室內，教室內到處都是人體所散發的紅外線，因此經常會有神奇的觸發現象，筆者建議將兩個旋鈕全部逆時針轉到底，以降低敏感度及持續時間。

市面上SR-501廠家眾多，但有些廠家並未標明VCC、OUT、GND等腳位，不過其實是因為他們標是在正面，也就是白色橢圓形內部，建議拆開檢查確認腳位，若插錯正負級會導致零件故障。而白色橢圓形的功能是用來發散紅外線，讓它感應範圍更廣。

二、ESP32線路佈置

首先我們還是要先參考ESP32佈線圖

承續上一篇內容(第三篇 ESP32數位輸出digitalWrite)已經接好三色LED在麵包板右側序號為4,5,7的位置，而這對應的是GPIO15、2、4，再將5V及GND引入麵包板右側正負電符號的直排，這篇我們須再接上SR-501，我們利用公母杜邦線將SR-501的OUT線對接在右8，也就是GPIO16，VCC則接5V，GND接GND，完整佈線圖如下。

看到這裡，有些學過ESP8266或Arduino UNO的同學會有疑問的是，ESP32要怎麼區分數位、類比腳位，因為傳統UNO及8266都有分數位腳位或類比，數位感測器必須插在數位腳上，類比感測必須插在類比腳位（如下圖）。然而ESP32最大的特色就是他的腳位不分數位類比，只要在程式中寫明數位讀取或類比讀取即可，不過感測必須使用ADC腳位（粉紅標示），相關說明請參閱：ESP32 Arduino開發環境架設（取代Arduino UNO及ESP8266首選）。

三、撰寫程式

1.簡易SR-501測試

首先我們先測試SR-501是否正常，每一秒檢測一次是否有人經過，當感應到紅外線時，在序列視窗顯示「Coming」，沒有感測到時，則顯示「None」。

數位感測用的是digitalRead(腳位)，而輸出的值也只有HIGH或LOW兩種狀況，因此可以利用digitalRead(16) == HIGH來判斷是否有人經過

void setup() {
//setup設定，只執行一次
Serial.begin(115200);
pinMode(16, INPUT); //宣告GPIO 16作為輸入（人體紅外線SR-501）
}
void loop() {
//loop迴圈，重複執行不停止
if (digitalRead(16) == HIGH) {
Serial.println("Coming");//偵測到有人經過
}
else {
Serial.println("None");//偵測無人經過
}
delay(1000);//休息1秒
}

2.以LED顯示

接下來我們來整合SR-505及紅綠LED，當有人經過時，顯示紅燈，無人經過時，顯示綠燈。

void setup() {
//setup設定，只執行一次
Serial.begin(115200);
pinMode(16, INPUT); //宣告GPIO 16作為輸入（人體紅外線SR-501）
pinMode(4, OUTPUT); //宣告GPIO 4作為輸出（紅LED）
pinMode(15, OUTPUT); //宣告GPIO 15作為輸出（綠LED）
}
void loop() {
//loop迴圈，重複執行不停止
if (digitalRead(16) == HIGH) {
Serial.println("Coming");//偵測到有人經過
digitalWrite(4, HIGH); //亮紅燈
digitalWrite(15, LOW); //關綠燈
}
else {
Serial.println("None");//偵測無人經過
digitalWrite(4, LOW); //關紅燈
digitalWrite(15, HIGH); //亮綠燈
}
delay(1000);
}