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.. _py_ultrasonic:

5.12 距離測定
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超音波モジュールは、距離測定や物体検出に使用されます。このプロジェクトでは、モジュールをプログラムして障害物の距離を取得します。超音波パルスを送信し、それが跳ね返ってくるまでの時間を測定することで、距離を計算できます。これにより、距離に基づくアクションや障害物回避行動を実装することができます。

**必要な部品**

このプロジェクトには、以下のコンポーネントが必要です。

キット全体を購入すると確かに便利です。こちらがリンクです：

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - 名前
        - このキットのアイテム
        - リンク
    *   - ESP32 Starter Kit
        - 320+
        - |link_esp32_starter_kit|

以下のリンクから個別に購入することもできます。

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - コンポーネントの紹介
        - 購入リンク

    *   - :ref:`cpn_esp32_wroom_32e`
        - |link_esp32_wroom_32e_buy|
    *   - :ref:`cpn_esp32_camera_extension`
        - |link_esp32_extension_board|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_ultrasonic`
        - |link_ultrasonic_buy|

**利用可能なピン**

* **利用可能なピン**

    こちらは、このプロジェクトのためのESP32ボード上の利用可能なピンのリストです。

    .. list-table::
        :widths: 5 20

        *   - 入力用
            - IO13, IO14, IO27, IO26, IO25, IO33, IO32, I35, I34, I39, I36, IO4, IO18, IO19, IO21, IO22, IO23
        *   - 出力用
            - IO13, IO12, IO14, IO27, IO26, IO25, IO33, IO32, IO15, IO2, IO0, IO4, IO5, IO18, IO19, IO21, IO22, IO23

**回路図**

.. image:: ../../img/circuit/circuit_5.12_ultrasonic.png

ESP32は10秒ごとに超音波センサーのTrigピンに一連の方形波信号を送信します。これにより、超音波センサーは40kHzの超音波信号を外側に放出するよう促されます。前方に障害物がある場合、超音波波は反射して戻ってきます。

信号を送信してから受信するまでの時間を記録し、2で割って光速を掛けることで、障害物までの距離を求めることができます。

**配線図**

.. image:: ../../img/wiring/5.12_ultrasonic_bb.png

**コード**

.. note::

    * ``esp32-starter-kit-main\micropython\codes`` パスにある ``5.12_ultrasonic.py`` ファイルを開くか、コードをThonnyにコピー＆ペーストします。次に、「Run Current Script」をクリックするかF5キーを押して実行します。
    * 右下隅にある「MicroPython (ESP32).COMxx」インタプリタを選択してください。

.. code-block:: python

    import machine
    import time

    # Define the trigger and echo pins for the distance sensor
    TRIG = machine.Pin(26, machine.Pin.OUT)
    ECHO = machine.Pin(25, machine.Pin.IN)

    # Calculate the distance using the ultrasonic sensor
    def distance():
        # Ensure trigger is off initially
        TRIG.off()
        time.sleep_us(2)  # Wait for 2 microseconds

        # Send a 10-microsecond pulse to the trigger pin
        TRIG.on()
        time.sleep_us(10)
        TRIG.off()

        # Wait for the echo pin to go high
        while not ECHO.value():
            pass

        # Record the time when the echo pin goes high
        time1 = time.ticks_us()

        # Wait for the echo pin to go low
        while ECHO.value():
            pass

        # Record the time when the echo pin goes low
        time2 = time.ticks_us()

        # Calculate the time difference between the two recorded times
        during = time.ticks_diff(time2, time1)

        # Calculate and return the distance (in cm) using the speed of sound (340 m/s)
        return during * 340 / 2 / 10000

    # Continuously measure and print the distance
    while True:
        dis = distance()
        print('Distance: %.2f' % dis)
        time.sleep_ms(300)  # Wait for 300 milliseconds before repeating


プログラムが実行されると、シェルは前方の障害物から超音波センサーまでの距離を出力します。