• 日本語
    • English (英語)
Avinton JapanAvinton JapanAvinton JapanAvinton Japan
  • サービス
    • Avinton Data Platform
    • エッジAIカメラ
      • 自動車ナンバープレート自動認識システム
    • プライベートクラウド
    • AIサービス開発
    • AIカメラ/画像解析無料体験版
    • 見てわかる観光庁オープンデータ
  • 最新情報
    • ニュースリリース&イベント情報
    • 技術ブログ&インタビュー
  • アカデミー
    • Avintonアカデミー
    • Academy on Campus
    • Academy with Platform
  • 採用情報
    • Avintonジャパン 採用ページ
    • 求人一覧
    • よくある質問
    • 新卒採用
  • 企業情報
    • 会社概要
    • 代表からご挨拶
    • SDGsへの貢献
  • お問い合わせ

ESP32と超音波センサー HC-SR04 で物体の距離を計測する

  • ルーティング
  • データベースの命名規則
  • 三目並べ – 2.〇×を交互にゲーム盤に入るようにしよう
  • 三目並べ – 3.勝敗がつくようにしよう
  • クリーンコード(Clean Code)
  • 三目並べ – 4.「スタート」「リセット」ボタンをつけよう
  • 三目並べ – 5.先攻後攻を決めて、コンピュータ対戦にしよう(前編)
  • インフラストラクチャー(サーバー、コンポーネント、RAID)
  • 機械学習入門者向け Support Vector Machine (SVM) に触れてみる
  • YOLOv8を用いた物体検出
  • 正規表現とパイプ
  • 機械学習エンジニアに必要なスキル
  • 軽量版Kubernetesディストリビューション – k0s クラスターの構築
  • ファイル操作コマンド
  • グループとユーザー
  • 困った時に使うコマンド
  • 一般グループのユーザーとグループ
  • プライバシーポリシー
  • 三目並べ – 6.先攻後攻を決めて、コンピュータ対戦にしよう(後編)
  • フロントエンド開発のための環境構築
  • ファイル検索コマンド
  • 質問
  • 仮想化環境のディスク容量を拡張する
  • ユーザー権限とアクセス権
  • データ分析基礎 – Part1
  • 三目並べ – 0.導入
  • テキスト処理
  • データベースへのデータロード
  • 機械学習概要1
  • 機械学習入門者向け Naive Bayes(単純ベイズ)アルゴリズムに触れてみる
  • ファイル管理
  • SSHを使用してホストOSからゲストOSに接続する
  • 機械学習入門者向け ChainerRLでブロック崩しの学習
  • 機械学習入門者向け ランダムフォレストによる Kaggle Titanic生存者予測
  • 機械学習概要2
  • データ分析基礎 – Part 2
  • 機械学習入門者向け 分類と回帰の違いをプログラムを書いて学ぼう
  • フロントエンドのWeb開発について
  • ダイナミックルーティング
  • 三目並べ – 1.ゲーム盤を作ろう
  • 【Python入門】Python Numpy チュートリアル
  • Amazon EC2 インスタンスの初期設定をしよう
  • AmazonEC2とVPCでネットワークとサーバーを構築しよう
  • Apache NiFi Exercise
  • Apache NiFi データパイプライン基礎
  • Apache NiFiの環境設定
  • Apache Spark 基礎
  • Apache SparkとApache Zeppelinの概要と環境構築
  • Apache Superset maptoolの使い方
  • Apache Superset 基礎
  • Apache Superset 概要と環境構築
  • Apache Zeppelin 基本機能
  • APIのデモンストレーション
  • Avinton Academy コンテンツガイド
  • AWS CLIをインストールしてコマンド操作しよう
  • AWS CLIを使ってEC2のファイルをS3へアップロードしよう
  • AWS Route 53を使って独自ドメインのWebページを表示させてみよう
  • AWSアカウントの作成と必ずやるべきセキュリティ対策
  • AWSのEC2インスタンスでWordPressブログを公開してみよう
  • AWS入門者向け 初心者が最初に理解すべきEC2とVPCの基本的な用語解説
  • CCNA
  • Certbotを使ってSSL証明書を発行し、HTTP通信を暗号化しよう
  • CISCO 1800ルータセットアップ
  • CSV import & export – Node.js, mySQL – 1
  • CSV import & export – Node.js, mySQL – 2
  • Docker Compose(Nginx + Flask + MySQL)演習
  • Docker Engineのubuntu上へのinstall
  • Docker 概要とセットアップ
  • Docker, Kubernetesの学び方について
  • Dockerコンテナイメージの最適化/ベストプラクティス
  • DockerとApacheを使ってWebサーバーを構築しよう
  • EC2からS3へ自動でぽいぽいアップロードするスクリプトの作成
  • ESP32-CAMのサンプルアプリケーションを実行する
  • 01 – Sparkfun Inventor’s Kit の準備
  • 02 – Sparkfun Inventor’s KitでLチカ
  • 03 ポテンショメータでLEDの点滅間隔をアナログ入力する
  • 04 フォトレジスタで明るさに反応するシステムをつくる
  • 05 LCDに文字列を表示する
  • 06 – BME280とLCDを組み合わせて温度計をつくる
  • ESP32とArduino IDE/PlatfromIOでHello Worldアプリケーションの実行
  • ESP32と超音波センサー HC-SR04 で物体の距離を計測する
  • ESXi – Switchの追加とVLAN
  • ESXi – VyOS
  • ESXi – 小規模ネットワーク 構築
  • Gitとは
  • VS CodeでGitHub Copilotを設定する
  • VSCode リモート開発環境
  • GNS3のセットアップ
  • Kubernetesクラスター上へのOpenVINOモデルサーバーを使用したサンプルアプリケーションのデプロイ
  • Linuxとは
  • NAT
  • NodeJSでWebアプリケーション開発 – React編
  • NodeJSでWebアプリケーション開発 – React編
  • NodeJSでWebアプリケーション開発 – React編
  • NodeJSでWebアプリケーション開発 – Socket.IO編
  • NVIDIA Cumulus VX + GNS3でBGPネットワークのシミュレーション
  • OpenCVのテストプログラム
  • PacketTracerのセットアップ
  • Pandasによる構造化データ分析
  • PCからルータ、スイッチへのSSH接続設定
  • PostGIS exercise
  • PostgreSQL – Python – Apache – Bootstrap
  • MySQLとMySQL Workbench のセットアップ
  • PostgreSQL Setup
  • PostgreSQL – インデックスを利用したパフォーマンス改善方法
  • PostgreSQL – パーティショニングを利用したパフォーマンス改善方法
  • PostgreSQLによるデータ分析
  • postgreSQLへのshp fileのimport
  • Python2.7とOpenCVのインストール
  • Python3.8 と OpenCV のインストール (Ubuntu20.04LTS)
  • Pythonでデータベースを操作する
  • Pythonで画像を分類するプログラムを作成する
  • Pythonによるマルチスレッドプログラミング実践
  • Raspberry Pi 4B のセットアップ
  • Raspberry PiとBME280を使用して温度と湿度、気圧を読み取る
  • REDIS
  • Redux基礎 – 主要な概念と用語
  • Ruby on Rails を MySQLでセットアップ
  • Ruby on Railsによる簡単なウェブアプリケーション
  • SampleアプリケーションのKubernetes上へのデプロイ
  • Scala 基礎
  • scikit-learnとは
  • Spark SQL エクササイズ
  • SparkMLによるKaggle Titanic生存者予測
  • KNIME, AutoMLライブラリによる住宅価格予測
  • SparkMLによる住宅価格予測
  • SQL 便利な関数
  • Ubuntuの基本設定
  • uhubctlでUSBデバイスのオンオフをコントロール
  • Terraform入門 2 – Terraformのstate管理
  • Terraform入門 1 – TerraformでAWS上にEC2インスタンスを作成する
  • Virtualisation and Container (仮想化とコンテナ) – Ansible, Docker and Kubernetes
  • viエディタ
  • VLAN
  • VMware ESXi サーバー構築
  • Webアプリ開発に欠かせないGoogle Chrome DevToolsの基本
  • Windows Server 2012 R2 Hyper-V
  • Object Detection with YOLOv8
Home Avintonアカデミー ESP32と超音波センサー HC-SR04 で物体の距離を計測する

はじめに

ESP32は小型のIoTデバイスで、価格が安く(約500円~)、WiFiやBluetoothなどの通信機能が利用でき、GPIOピンを使用してセンサー類と共に活用できます。Avintonでは、屋外に設置したグリーンハウス内のIoTプロジェクトにて、ESP32のテストと運用を行ってきました。

実際の例として、ESP32と超音波センサー HC-SR04 を利用し、屋外の水タンクの残り水位をモニタリングしました。

ESP32のテストと運用Prometheus、Grafanaと接続し、水位をリアルタイムで監視できます。

水位をリアルタイムで監視

このページではESP32と超音波センサーを利用して、物体の距離を計測して表示するシステムを作成します。

超音波センサーの仕組みと距離の算出方法

HC-SR04は超音波波を用いて物体までの距離を測定するセンサーです。

HC-SR04から送信された超音波は、物体に衝突すると反射し、HC-SR04の受信センサーが反応します。その間の時間を計測することで超音波の往復時間 d (μs) を求めます。

超音波波を用いて物体までの距離を測定するHC-SR04音速は20度のとき340m/sであることから、これをcmとμs単位に変換します。

  • 340m = 340 * 100 cm
  • 1s = 100000 μs

1
音速 340 (cm/μs) = 340 * 100 (cm) / 100000 (μs) = 0.034 (cm/μs)

d (μs)と音速を乗算することで超音波の往復距離を算出できます。 また、往復時間を2で割ることで片道の時間、つまり物体までの距離を算出できます。

1
物体までの距離 D (cm) = d (μs) x 0.034 (cm/μs) / 2

上記の計算式を用いてプログラミングを行います。

ハードウェア構成

以下の手順はこちらのWebサイトを参考に作成しています。

1.以下のパーツを準備します。

  • ESP32
  • 超音波センサー: HC-SR04
  • ジャンパーワイヤ: 4本
  • USB Type C ケーブル: ESP32の電源用、またコードアップロード時のPCとの接続用

ハードウェア構成ESP32とHC-SR04を接続します。使用するデバイスに合わせてピンの接続位置を調節してください。

  • GND: GND
  • Trig: D4
  • Echo: D16
  • VCC: 3V3

ESP32とHC-SR04を接続

ソフトウェア構成

1.今回は開発環境にVSCode + Platform IOを使用します。セットアップ方法については、こちらの記事を確認してください。

Arduino IDEでもほぼ同じ手順とコードで実行できます。お好みの開発環境でお試しください。

2.Platform IOで新規のプロジェクトを開きます。

Platform IOで新規のプロジェクトを開く以下のコードをmain.cppに貼り付けます。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
#include <Arduino.h>
 
const int trigPin = 4;
const int echoPin = 16;
 
// 音波の速度(音速)の値を定義します
// 340m/s = 340m / 1s = 340 x 100 cm / 1000000 μs = 0.034cm/μs
#define SOUND_SPEED 0.034
 
long duration;
float distanceCm;
 
void setup() {
    Serial.begin(115200);
 
    // pinを初期化します
    pinMode(trigPin, OUTPUT); // trigPinが超音波を出力先です
    pinMode(echoPin, INPUT); // echoPinが超音波の入力先(つまり受信側)です
};
 
 
void loop() {
    // trigPinをオフ(LOW)にします
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
 
    // trigPinを10μs間オン(HIGH)にします
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);
  
    // echoPinを読み取り、音波の発信から受信までの往復時間をμsで取得します
    // pulseIn関数がHIGHのパルスを受信して、その長さをμsで返します
    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
 
    // 距離を計算します
    distanceCm = duration * SOUND_SPEED/2;
    Serial.println(distanceCm);
 
    // 1秒ごとに値を出力します
    delay(1000);
 
};

3.ESP32と開発用のPCを接続します。

  • BOARDS: ESP32-WROOM-DA Module
  • PORTS: COM4 (接続したPCのポートによって異なります)

4.コードをESP32ボードにデプロイします。シリアルコンソールで以下のように距離が出力されます。

コードをESP32ボードにデプロイセンサーに手を近づけてみたり、物体を置いたりすると距離が変化します。それらしい距離の値を表示できています。

距離の値を表示

まとめ

ESP32と超音波センサーHC-SR04を使用して、距離センサーを作成しました。ESP32を利用することで、手軽にIoTプロジェクトを開始できます。また、超音波センサーでは音の速度から物体の距離を算出できます。水位センサーや物体との距離を計測するシステムなどの開発に応用できます。

採用情報

採用情報

Categories

  • 相互学習
  • 採用
  • 社員インタビュー
  • 学習&資格取得
  • 技術解説
  • イベント告知
  • 学内説明会&講義
  • 産学連携
  • 就職活動
  • イベントレポート
  • その他
  • 技術ブログ&インタビュー
  • mainpage
  • New Graduates Interviews
  • 中途エンジニア
  • カテゴリーなし
  • ニュースリリース&イベント

Avinton SDGs

SDGsへの貢献

Search

タグ

AIカメラ AI時代の経営 AvintonAcademy on Campus AWS Big Data ccna Digital Transformation Docker DQN Edge AI FINOLAB Git James Cauchi LPIC-2 PM&PMO Raspberry Pi SSD イベントレポート エリクソン キャリア クラウトネイティブ コンテナ技術 ディープラーニング データベース データ分析 データ生成 ファンダフルリレーマラソン モブワーク リスキリング リードエンジニア 中瀬幸子 交流会 企業説明会 医療 大学&専門学校 就職活動 帰社日 強化学習、機械学習 技術ブログ 掲載告知 未経験 田中 研之輔 社員紹介 第一級陸上特殊無線技士 観光データ
© 2023 Avinton | All Rights Reserved | プライバシーポリシー
  • サービス
    • Avinton Data Platform
    • エッジAIカメラ
      • 自動車ナンバープレート自動認識システム
    • プライベートクラウド
    • AIサービス開発
    • AIカメラ/画像解析無料体験版
    • 見てわかる観光庁オープンデータ
  • 最新情報
    • ニュースリリース&イベント情報
    • 技術ブログ&インタビュー
  • アカデミー
    • Avintonアカデミー
    • Academy on Campus
    • Academy with Platform
  • 採用情報
    • Avintonジャパン 採用ページ
    • 求人一覧
    • よくある質問
    • 新卒採用
  • 企業情報
    • 会社概要
    • 代表からご挨拶
    • SDGsへの貢献
  • お問い合わせ
  • 日本語
    • English (英語)
Avinton Japan