Projeto final da Owlficina de Microcontroladores · ESP32 · MicroPython · Wokwi
🎮 Abrir e executar nosso projeto no Wokwi
O Projeto_M.M. é uma experiência interativa em que a distância de uma mão (representada por um objeto virtual na simulação) controla a velocidade de uma melodia. Quanto mais perto do sensor ultrassônico, mais rapidamente as notas são tocadas; quanto mais longe, mais lentamente elas são tocadas.
Esta imagem mostra a montagem produzida pelo grupo no Wokwi. O projeto foi desenvolvido e testado virtualmente, sem montagem física.
- Bianca Vieira da Silva
- Marina Piccolo Gritti Rahman
- Samuel Riki Alruiz Nunez
A proposta é criar um instrumento musical simples que não exige contato físico para alterar o ritmo. Um ESP32 executa o código em MicroPython, um HC-SR04 mede a distância da mão e um buzzer passivo reproduz uma sequência de notas.
Funcionalidades principais
- Medição contínua da distância no sensor ultrassônico.
- Aceleração da melodia quando a mão se aproxima.
- Desaceleração da melodia quando a mão se afasta.
- Exibição da distância e do multiplicador de velocidade no terminal do Wokwi.
- Retorno à velocidade normal quando não há uma leitura válida.
A melodia é definida diretamente no programa: o projeto não reproduz arquivos MP3. A velocidade muda porque a duração de cada nota muda, enquanto sua frequência permanece a mesma.
| Quantidade | Componente | Função |
|---|---|---|
| 1 | ESP32 DevKit V1 | Executa o código e controla o sensor e o buzzer |
| 1 | Sensor HC-SR04 | Mede a distância por ultrassom |
| 1 | Buzzer passivo | Produz as notas musicais por PWM |
| 6 | Fios virtuais | Fazem as ligações entre os componentes |
Ferramentas: Wokwi para simulação e MicroPython para programação.
As ligações utilizadas no arquivo diagram.json são:
| Componente | Terminal | ESP32 | Função |
|---|---|---|---|
| HC-SR04 | VCC | VIN (5 V) | Alimentação do sensor |
| HC-SR04 | GND | GND | Terra comum |
| HC-SR04 | TRIG | GPIO 5 (D5) | Disparo do pulso ultrassônico |
| HC-SR04 | ECHO | GPIO 18 (D18) | Leitura do tempo de retorno |
| Buzzer | 2 (+) | GPIO 19 (D19) | Sinal PWM das notas |
| Buzzer | 1 (−) | GND | Terra do buzzer |
Nota sobre hardware real: a saída ECHO do HC-SR04 alimentado a 5 V precisa de adaptação de nível lógico antes de ser ligada ao ESP32 (3,3 V). A ligação acima descreve a simulação no Wokwi.
O circuito original do grupo pode ser visto na imagem acima e está descrito integralmente em diagram.json.
Simulação original do grupo: Projeto_M.M. no Wokwi. O projeto já está montado com o ESP32, o HC-SR04 e o buzzer. Basta abrir o link e iniciar a simulação.
-
O ESP32 envia um pulso de aproximadamente 10 μs ao pino
TRIG. -
O sensor HC-SR04 retorna um pulso no pino
ECHO. -
A função
time_pulse_us()mede a duração do retorno. -
A distância aproximada, em centímetros, é calculada por:
distância (cm) = duração do pulso (μs) / 58
Se a medição falhar, o programa considera a velocidade normal (1,0x).
A distância fica limitada à faixa de 5 a 40 cm. A partir dela, o programa calcula um multiplicador de velocidade entre 2,0x e 0,5x, de maneira linear.
| Distância | Velocidade aproximada | Resultado |
|---|---|---|
| 5 cm | 2,0x | Melodia mais rápida |
| 20 cm | 1,36x | Velocidade intermediária |
| 40 cm | 0,5x | Melodia mais lenta |
A duração de cada nota segue:
duração ajustada = duração original / multiplicador de velocidade
Assim, notas com menor duração produzem um ritmo mais rápido.
A lista melodia armazena pares de frequência (Hz) e duração (s). Para cada nota, o ESP32 mede a distância, calcula a velocidade e utiliza PWM para controlar o buzzer. Ele toca a nota por 85% de sua duração ajustada e deixa uma breve separação de 15%. A sequência recomeça continuamente.
O grupo executou a simulação no Wokwi e confirmou que o buzzer toca, que as leituras aparecem no terminal e que a velocidade da melodia muda ao alterar a distância do HC-SR04. A imagem nesta documentação foi capturada do circuito utilizado no teste.
- Abra o Projeto_M.M. no Wokwi.
- Clique em ▶ para iniciar a simulação.
- Clique no HC-SR04 e altere a distância.
- Ouça a melodia e acompanhe a distância e a velocidade no terminal.
Projeto_M.M. — Owlficina de Microcontroladores.