Knoppen en sensoren

Een LED aansturen is uitvoer. Nu de andere kant op: de chip laten meten of er iets gebeurt. De eenvoudigste ingang is een drukknop; daarna een bewegingsmelder die precies hetzelfde signaal geeft: hoog of laag.

Een pin als ingang

from machine import Pin
knop = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
print(knop.value())   # 1 = niet ingedrukt, 0 = ingedrukt

Waarom een pull-up?

Een ingang zonder iets erop aangesloten "zweeft": hij vangt storing op en leest willekeurig 0 of 1. Daarom trek je hem met een weerstand naar een vaste waarde:

3,3 V
  │
 [pull-up, intern ~50 kΩ]
  │
GP14 ──────┐
           │  knop
GND ───────┘

• Knop los: de pull-up trekt de pin naar 3,3 V → 1.
• Knop ingedrukt: de pin is direct met GND verbonden → 0.

Dat "ingedrukt = 0" heet actief laag. Het voelt omgekeerd, maar het is de meest gebruikte schakeling, omdat de knop alleen naar GND hoeft en de interne pull-up gratis is. Pin.PULL_DOWN bestaat ook (knop naar 3,3 V, ingedrukt = 1), maar de ESP32 heeft op sommige pinnen geen interne pull-down, en pinnen 34–39 van de ESP32 hebben helemaal geen interne weerstanden.

Om de rest van je code leesbaar te houden:

def ingedrukt():
    return knop.value() == 0

Knop schakelt LED

from machine import Pin
import time

knop = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
led = Pin(15, Pin.OUT)

while True:
    led.value(knop.value() == 0)   # LED aan zolang de knop ingedrukt is
    time.sleep_ms(10)

Contactdender

Nu wil je dat elke druk de LED omschakelt. Een eerste poging: kijk of de knop net is ingedrukt (hij was 1 en is nu 0).

vorige = 1
while True:
    nu = knop.value()
    if vorige == 1 and nu == 0:
        led.toggle()
    vorige = nu

Probeer het: soms schakelt de LED twee of drie keer per druk. Oorzaak: contactdender (bounce). De metalen contacten in de knop stuiteren een paar milliseconden, en de chip is zo snel dat hij elke stuiter als een aparte druk ziet:

ingedrukt:  1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
                  └ 1–10 ms dender ┘

De eenvoudigste oplossing: na een gedetecteerde verandering even wachten, en dan pas weer kijken.

from machine import Pin
import time

knop = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
led = Pin(15, Pin.OUT)
vorige = 1

while True:
    nu = knop.value()
    if vorige == 1 and nu == 0:
        led.toggle()
        time.sleep_ms(30)      # dender laten uitsterven
    vorige = nu
    time.sleep_ms(5)

Een nettere manier zonder blokkerend wachten zie je in les 8 en 14.

Een digitale sensor: PIR

Een PIR-sensor (bijvoorbeeld de HC-SR501) meet infraroodstraling van warme lichamen en geeft een digitaal signaal: hoog zolang er beweging is gezien. Gebruik een versie die 3,3 V als uitgang geeft (de HC-SR501 doet dat, ook al voed je hem met 5 V; controleer het voor jouw module).

from machine import Pin
import time

pir = Pin(16, Pin.IN)       # de sensor stuurt zelf actief hoog of laag
led = Pin(15, Pin.OUT)

while True:
    if pir.value():
        led.on()
        print("beweging!")
    else:
        led.off()
    time.sleep_ms(200)

Geen pull-up nodig: de sensor maakt de pin zelf hoog of laag. Een PIR heeft na het aanzetten zo'n 30 tot 60 seconden nodig om te stabiliseren; in die tijd geeft hij soms valse meldingen.

Andere sensoren met een digitaal aan/uit-signaal: een reed-contact (magneet bij een deur), een kantelschakelaar, een vochtigheidssensor met drempelmodule.

Typische fouten

• Ingang zonder pull-up en een knop naar GND: willekeurige waardes als de knop los is.
• Verwachten dat ingedrukt 1 is bij een pull-up-schakeling.
• Knop dubbel geteld door dender.
• Een 5V-sensoruitgang rechtstreeks op de pin (les 4).

Oefeningen

1. Waarom leest een pin met pull-up 1 als de knop niet is ingedrukt?
2. Schrijf een programma dat telt hoe vaak de knop is ingedrukt en de teller print.
3. Laat de LED na een bewegingsmelding nog 5 seconden aan blijven, ook als de PIR alweer laag is.

Lab: knop schakelt LED en bewegingsmelder

Samenvatting

• Pin(n, Pin.IN, Pin.PULL_UP): ingang met interne pull-up; ingedrukt = 0.
• Een zwevende ingang geeft willekeurige waarden.
• Contactdender: een knop stuitert enkele milliseconden; wacht even na een verandering.
• Digitale sensoren geven zelf hoog/laag; meet tijd met ticks_ms en ticks_diff.

Volgende les: sensoren die geen 0 of 1 geven, maar een waarde ertussen.