Conhecendo o ESP32

          Objetos comuns como Smartphones e tablets, possuem sistemas integrados com o funcionamento similar a este simples exemplo de interruptor táctil, afinal, a maioria das tecnologias eletrônicas utilizam esse tipo de sensor para interações humanas, controlando sistemas computacionais com apenas um toque.


Sensor Hall ESP32

          É um transdutor que altera o valor da tensão de saída ao interagir com magnetismo, sensores como este são utilizados para analisar o efeito Hall (ou tensão de hall), que, de forma resumida, seria um estudo voltado a aplicação de um campo magnético sob objetos condutores, que por sua vez geram um desvio na corrente elétrica presente no condutor.

          O objeto condutor utilizado na medição da tensão de Hall, consistirá nos arredores do módulo ESP-WROOM-32 ( chip metálico), e, para gerar o campo magnético basta aplicar um imã qualquer sob o ele. A programação deste sensor irá utilizar uma função de leitura própria, capaz de analisar o magnetismo em placas ESP32,o hallRead(). A construção do circuito elétrico tomará como base o exemplo anterior, terminal positivo do LED no pino D13 (GPIO13), um resistor de 1KΩ entre o terminal negativo e um dos pinos GND da placa. 

          A programação abaixo irá acionar um LED quando houver presença de um campo magnético e indicar a intensidade do hall.

/* Projeto Curto Circuito – ESP32:Análise de Hall */

int led = 13; /* Pino D13 do ESP */
void setup()
{
  Serial.begin(115200);  /* Taxa de transmissão */
}
void loop()
{
  int hall = hallRead();    /* Armazena os valores de leitura */
  if (hall < 0)               /* Se o valor do sensor for menor que 0 */
  {
    digitalWrite(led, 1);     /* LED Liga */
  }
  Serial.println("Hall valor:");
  Serial.println(hall); /* Exibe o valor no monitor serial */
  delay(1000);          /* Intervalo de 1 segundo*/
}

          Abra o monitor serial, e observe que o valor, inicialmente, se apresenta de forma positiva, porém, quando o imã comum estiver próximo ao módulo, haverá um desvio na corrente, gerando uma diferença de potencial que demonstra-se através das alterações na escala de leitura, que tendem a um valor negativo, indicando assim o desvio dos valores, e a intensidade do campo magnético ao redor do chip. 

          Umas das principais aplicações para este tipo de sensor poderá ser encontrado em máquinas industriais, por exemplo, como meio de medir a distância ou velocidade de aproximação de peças, aplicação de imãs bipolares no controle de sinais, cilindros pneumáticos, ou até mesmo objetos corriqueiros como Impressoras comuns, onde, o hall será utilizado como forma de identificar o nível ou a ausência de papel.

Controle PWM ESP32

          O PWM (Modulação de Largura de Pulso) é uma técnica adotada por muitos Microcontroladores, por ser uma forma eficiente de controlar sinais analógicos digitalmente. Este tipo de pulso encontra-se em todos os pinos GPIO de um ESP32. 

          Sinais analógicos variam continuamente, sendo por muitas vezes difícil definir o valor real, enquanto os valores digitais possuem uma variação mais previsível, alternando entre dois níveis lógicos, ligado (0) e desligado (1). O controle PWM será responsável por codificar tais sinais, onde uma onda quadrada será modulada para receber a leitura analógica, tornando-a digital e por fim ajustando-a de acordo com a amplitude desejada. Na figura abaixo, o pulso está codificando 3 sinais analógicos a 10%, 50% e 90%, então se houver, por exemplo, um sinal analógico de 5V sendo codificado a 10%, será obtido um valor analógico de 0,5V. 

          Um ciclo completo de um sinal será o momento em que o mesmo formar uma onda, no exemplo demonstrado acima, cada quadrado/retângulo será considerado como um ciclo, e a distância entre eles  é o tempo de espera na repetição do sinal. A aplicação de controle PWM em placas ESP32, necessitará de algumas funções específicas, sendo que uma delas requer a construção de três variáveis lógicas para definir o valor da frequência, o canal de controle e a resolução do ciclo.

          A função ledcWrite(channel, (cap)*10) irá coletar o valor de leitura do sensor capacitivo e multiplica-lo por 10, para alternar a intensidade da luminosidade no LED.

          Portas analógicas são comumente aplicadas ao controle e análise de sensores. Os 18 pinos analógicos disponíveis em placas ESP32, operam com resolução em 12 bits, tornando a faixa de leitura de 0 á 4095. Trabalhar com qualquer pino ADC será exatamente igual ao procedimento utilizado em placas Arduino,  realizando leituras e controle por meio de funções como analogRead e analogWrite. Porém, ao conectar-se ao Wi-Fi, por exemplo, os pinos ADC2 não irão fornecer leituras, pois, até o presente momento, tais pinos serão utilizados como alimentação para o módulo, portanto, se desejar atribuir uma leitura analógica a qualquer programação conectada a internet, utilize os pino ADC1.  

          Utilize a programação demonstrada anteriormente, substituindo a função touchRead() por analogRead().

/* Projeto Curto Circuito – Controle Analógico */

int led = 13;            /* LED conectado ao pino D13 */
int cap = 0;             /* Variável de leitura capacitiva */
int analog = 0;             /* Variável de leitura analógica */
/* ----- PWM ----- */
int freq = 0;
int channel = 0;
int resolution = 8;

void setup()
{
  Serial.begin(115200);     /* Taxa de transmissão 115200 dBs */
  ledcSetup(channel, freq, resolution);
  ledcAttachPin(led, channel);
}
void loop()
{
  analog = analogRead(12);    /* Substitua o touchRead() por analogReady() */
  freq = analog;
  Serial.println("Leitura do Potenciômetro:");
  Serial.println(analog);
  cap = touchRead(T7);
  if (cap < 50) {
    ledcWrite(channel, analog);
  }
  delay(500);
}

          Para a atividade proposta, adicione um potenciômetro linear de 1K ao circuito, conectando o terminal no meio do componente ao pino D12, os demais terminais nos pinos GND e 3,3 V do ESP, e um jumper no pino D27(T7) como forma de acionar o sensor capacitivo.

          A função "if" determina que ao pressionar o sensor capacitivo T7, a luminosidade do o LED será ajustada de acordo com os valores de leitura analógica presente no Channel 0. Esse canal estará conectado ao potenciômetro, que será utilizado para ajustar a faixa de leitura do pino D12 entre 0 á 4095.O potenciômetro será um dos meios mais comuns empregados a analisar o funcionamento de sinais analógicos, pois tal componente demonstra de forma simples a variação do sinal, através de uma diferença no potencial elétrico.


Considerações Finais

          Este pequeno componente apresenta-se como uma opção completa no desenvolvimento de sistemas automatizados, já que dispõe de tantas opções para a interação com projetos sem fio, processamento  de informações de forma ajustável, sensores embutidos e múltiplas funções próprias que simplificam a lógica de programação para placas ESP32. Descrever todas as possibilidades em um único post seria equivalente a construção de um artigo científico, mas é claro que não iremos parar por aqui, nas próximas postagens, trabalharemos com a comunicação via módulo Wi-Fi, divisão de processamento, memória RTC, e todo conhecimento obtido será aplicado a um breve projeto prático, com o intuito de explorar as demais oportunidades presente em modelos da Placa Doit ESP32.

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