通过最后一篇文章，你应该已经理解了基于ESP32与phyphox的DIS实验大概是什么样子的，只是上一篇文章只用了。ESP32自带模数转换(即电压传感器)，程序也使用自带示例，感觉有缺点。所以这篇文章，我们会让，ESP32连接外部传感器，通过编写程序驱动传感器测量数据并发送到手机上phyphox。 好了，就像以前一样，先来看视频: (观看视频请关注微信微信官方账号:宁中物理创新实验室) 你想在视频中找到位移传感器吗？跟随下面的教程，一起制作！
1.超声波测距模块
(下图来自某宝截图) 
需要注意的是，购买时必须购买标有宽电压的模块，因为常见模块为5V但是ESP32上，332是一份工作.3V不要认为我们使用电压下的单片机USB供电时使用5V，那是因为里面有一个降压模块，将是5V降低到了3.3V。所以记住，一定要买能支持3的.3V超声测距模块(其实好像比较便宜，我买的才2.7元一个，我搜了一个宝藏，以免我给别人做广告。 首先，让我们学习这个超声波测距模块的原理。 超声波：人耳能听到的声波频率为280HZ～20KHz。当声波的振动频率大于20时KHz或小于20Hz时，我们便听不见了。因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。因其方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。 最常用的超声测距方法是回声探测方法，如下图所示，超声发射器向某个方向发射超声波，计数器开始计时，超声波在空气中传播，遇到障碍物立即反射，超声接收器立即停止计时。空气中超声波的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，发射点与障碍物表面的距离可以计算s，即：s=340t/2。* 超声传感器HC-SR04上有四个针脚，分别是VCC”、“Trig”、“Echo”和“GND”，“VCC”和“GND在Trig当超声波接收口接收超声波时，在端部施加10微秒高压信号会触发超声波发射口发射8个超声波脉冲Echo端会输出高电压，超声波从发射到接收的时间是高接收的时间。” 以上内容来自我曾经写过的一本书(顺便说一句，我做了一个书的广告。一些想买的学生去了一些宝藏或一些东西。我手里的也是我自己买的，但Arduino，程序也是图形化的，适合小学生或刚入门的人): 在大致了解了这个模块的原理后，你可以找到一种方法让它ESP32来驱动它，其实很简单，就是让它ESP32给模块的“Trig在终端添加10微秒的高压信号，然后读取模块"Echo端口上的高压可以持续时间。
2、ESP32驱动超声波测距模块
在制作正式版本之前，我们先编写一个小程序来玩ESP32驱动超声波测距模块，将测得的时间转换为距离并发送给计算机，最后在计算机上显示距离值。以下是程序：
int trig_pin=12,echo_pin=13;//超声波模块trig接P12端口，echo接P13 float dis;///定义用于记录距离的变量 float checkdistance() {
//这是一个具有返回值的自定义函数，用于测量超声波模块 digitalWrite(trig_pin, LOW);//将trig端拉低 delayMicroseconds(2);/2微秒 digitalWrite(trig_pin, HIGH);//将trig端拉高 delayMicroseconds(10);//等微秒 digitalWrite(trig_pin, LOW);//将trig端拉低 float distance = pulseIn(echo_pin, HIGH) / 58.00;//测量echo高电平持续时间，并将其转化为单位厘米的距离值 return distance;//返回距离值 }//自定义函数结束 void setup() {
//初始化函数
pinMode(trig_pin,OUTPUT);//将trig端定义为输出端
pinMode(echo_pin,INPUT);//将echo端定义为输入端
Serial.begin(115200);//开启串口
}
void loop() {
//主函数
dis=checkdistance();//调用自定义函数测距，并将距离值赋值给dis变量
Serial.println(dis);//通过串口输出dis变量值
delay(100);//等待100毫秒
}
具体的接线为：
超声波模块 ESP32 Vcc -------- 3V3 Gnd -------- GND Trig -------- P12 Echo -------- P13 下图是我用一个面包板来帮助接线（不知道面包板是什么，请自行百度，或者买我的书来看），由于这块ESP32端口号都印在了背面，插到面包板后就看不到了，所以请先拍照保存，接线时请断开电源并仔细认真，不要接错了以免烧板！ 接好线烧完程序后，点击Arduino IDE右上角的串口监视器，就像放大镜的那个图标。 点击后就可以打开串口监视器，注意将右下角的波特率设置为115200，之后就可以看到从ESP32发过来的距离数据了。
3、基于ESP32和phyphox的位移传感器
接下去进入今天的最后一段，开始来完成视频中的位移传感器制作。 其实接线已经不需要改变了，只要改一下程序就可以了，以下是程序，注意阅读程序里的注释部分来理解程序，开始学的时候可以抄别人的程序，读懂程序，并尝试做一些小的修改，例如改一下采样频率，在phyphox上显示的文字啦之类的。
//本程序由宁中物理创新实验室所有，如需使用请注明出自宁中物理创新实验室！ #include <phyphoxBle.h> //加载phyphoxBle库函数 int trig_pin=12,echo_pin=13;//将超声波模块的trig接P12端口，echo接P13 float dis;//定义一个用来记录距离的变量 float checkdistance() { //这里为带有返回值的自定义函数，用来完成超声波模块的测量 digitalWrite(trig_pin, LOW);//将trig端拉低 delayMicroseconds(2);//等待2微秒 digitalWrite(trig_pin, HIGH);//将trig端拉高 delayMicroseconds(10);//等待10微秒 digitalWrite(trig_pin, LOW);//将trig端拉低 float distance = pulseIn(echo_pin, HIGH) / 58.00;//测量echo高电平持续时间，并将它转化为距离值，单位厘米 return distance;//返回距离值 }//自定义函数结束 void setup() { //初始化函数从“{”开始到“}”结束 // setup是初始化函数，也就是esp32刚通电时会运行一遍 pinMode(trig_pin,OUTPUT);//将trig端定义为输出端 pinMode(echo_pin,INPUT);//将echo端定义为输入端 Serial.begin(115200); //开启esp32的串口，用来发数据给电脑，这里可以不用 PhyphoxBLE::start("位移传感器");//开启蓝牙，引号内的文字会出现在phyphox搜索蓝牙设备时 PhyphoxBleExperiment Voltmeter;//开启一个实验，取名为Voltmeter Voltmeter.setTitle("超声波位移传感器实验");//会显示在phyphox主页面上的实验名称 Voltmeter.setCategory("宁中物理创新实验室");//会显示在phyphox的实验类别 Voltmeter.setDescription("用来测位移的！");//会显示在phyphox的实验介绍里 PhyphoxBleExperiment::View firstView;//在实验界面里添加一个显示界面 firstView.setLabel("位移"); //界面上显示的标签 PhyphoxBleExperiment::Graph firstGraph; //在phyphox里添加一个图像 firstGraph.setLabel("位移-时间图像");//图像的名称 firstGraph.setUnitX("s");//x轴坐标单位 firstGraph.setUnitY("cm");//y轴坐标单位 firstGraph.setLabelX("时间");//x轴物理量名称 firstGraph.setLabelY("位移");//y轴物理量名称 firstGraph.setChannel(0, 1);//开启一个蓝牙数据通道 firstView.addElement(firstGraph); //将图像添加到显示界面上 Voltmeter.addView(firstView); //将显示界面添加到实验 PhyphoxBLE::addExperiment(Voltmeter); //将实验设置通过蓝牙发送到phyphox }//初始化函数结束，在初始化函数里其实设置了一些phyphox中要显示的元素 //以下为主程序，esp32在运行时主程序内的程序是循环运行的 //也就是第一遍结束第二遍又开始,周而复始，直到断电 void loop() { //主程序开始 dis=checkdistance();//调用自定义函数测距，并将距离值赋值给dis变量 delay(1); //运行暂停1毫秒，让蓝牙模块准备好 PhyphoxBLE::write(dis);//将voltage通过蓝牙发送到手机端的phyphox delay(18);//暂停18毫秒，这里经测试最小可以填4，再小esp32就会卡死，也就是差不多50Hz }//主程序结束
将程序上传到ESP32后，打开手机上的phyphox，用上一篇中的方法添加实验： 然后打开超声波位移传感器实验，连接名为“位移传感器”的蓝牙设备，测试一下吧： 如果你想用它来研究弹簧振子的运动，请参照第二篇中的内容，将数据共享到电脑端，然后用excel进行数据拟合处理。 由于超声波测距仪的原理所致，因为声速会受到温度、风速、湿度、气压等等各种因素的影响，所以为了更精确的测量距离还需要测量这些值，并都声速进行修正，当然除了这些因素外，ESP32本身的计时精度也会影响距离的测量，所以超声波测距模块其实精度并不高，一般情况下只能精确到1cm左右，所以用它来做物理的位移传感器其实并不是很好，当然也有贵点的超声波测距模块可以选用，可以适当的增加精度。在之后的篇章中，我会为大家带来更精确的位移测量模块，敬请期待吧！ 这篇到这里就结束了，回顾一下这篇的内容： （1）认识了超声波测距模块。 （2）使用ESP32读取超声波测距模块的小实验。 （3）基于ESP32和phyphox的超声波位移传感器制作。