Projek_Sensor_Jarak_Penghalang_Ultrasonic.ino

/*-----------------------------------------------
  IoT Smart Device Development Board
  by Dodit Suprianto | DSP-TECH

  Projek: Sensor Jarak Penghalang Ultrasonic

  Library:
  https://github.com/Simsso/ShiftRegister74HC595
  https://github.com/kiryanenko/SimpleTimer  
  https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306
  https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library
  -----------------------------------------------*/

/*-------------------------------------
  Menambahkan library yang diperlukan
  -------------------------------------*/
// library shift register 74HC595
#include <ShiftRegister74HC595.h>

// library timer (millis)/thread
#include <SimpleTimer.h>

// library OLED & Font
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Fonts/FreeSansBold18pt7b.h>

#include <Wire.h>

/*-------------------------------
  Alamat Kanal Shift Register:
  -------------------------------
  Kanal  0 = LED 1
  Kanal  1 = LED 2
  Kanal  2 = LED 3
  Kanal  3 = LED 4
  Kanal  4 = LED 5
  Kanal  5 = LED 6
  Kanal  6 = LED 7
  Kanal  7 = LED 8
  Kanal  8 = LED 9
  Kanal  9 = Buzz Piezo Speaker
  Kanal 10 = Relay
  Kanal 11 - 15 = Kanal expansi
  -------------------------------*/

/*------------------------------
  Pin Microcontroller NodeMCU
  ------------------------------*/
// Pin Shift Register
#define pinData       16 // pin D0
#define pinClock       2 // pin D4
#define pinLatch       0 // pin D3

// Pin Sensor jarak ultrasonic HC-SR04
#define pinEcho       12 // pin D6
#define pinTrigger    14 // pin D5

/*------------------------------
  Inisialisasi instance/object &
  Deklarasi varibale global
  -------------------------------*/
// Konstruktor instance Shift register
ShiftRegister74HC595<2> srChannel(pinData, pinClock, pinLatch);

// Konstruktor instance OLED 0.96"
Adafruit_SSD1306 display(128, 64, &Wire, -1);

// Varibale simpletimer (Timer interval)
// SimpleTimer semacam thread yang membentuk session
// tanpa mengganggu session program utama
SimpleTimer TimerSR04;

void setup() {
  /*----------------------------------------------------
    Mengatur baudrate serial MCU.
    Baurate disesuaikan dengan baudrate serial monitor)
    ----------------------------------------------------*/
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin();

  /*---------------------------------
    Mode pin sensor jarak ultrasonic
    ---------------------------------*/
  pinMode(pinTrigger, OUTPUT);
  pinMode(pinEcho, INPUT);

  /*---------------------------------------------
    Set seluruh kanal shift register menjadi OFF
    ---------------------------------------------*/
  srChannel.setAllLow();

  /*------------------------------------------
    Atur interval pembacaan sensor Ultrasonic
    interval 50 milidetik
    ------------------------------------------*/
  TimerSR04.setInterval(50);

  /*-------------------
    Inisialisasi OLED
    -------------------*/
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.clearDisplay();

  /*-----------------------------------
    Menampilkan pesan OLED pertamakali
    ------------------------------------*/
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("Selamat datang...");
  display.setCursor(0, 12);
  display.println("Projek Sensor Jarak");
  display.setCursor(0, 24);
  display.println("Ultrasonic HC-SR04");

  // menampilkan pesan string ke OLED
  display.display();

  // tunda tampilan selama 5 detik
  delay(5000);
}

void loop() {
  /*---------------------------------------
    pembacaan sensor jarak ultrasonic
    dengan interval pembacaan 50 milidetik
    ---------------------------------------*/
  if (TimerSR04.isReady()) {
    // update tampilan ke OLED setelah terjadi perubahan nilai
    updateOLED();

    // Progress bar LED
    LEDProgress();

    // timer di reset kembali ke counter 0
    TimerSR04.reset();
  }
}

/*------------------------------------------
  Fungsi menghitung jarak benda penghalang
  Dengan Sensor Ultrasonic HR-SR04
  ------------------------------------------*/
int SensorJarakUltraSonic() {

  // Membersihkan pin pinTrigger selama 2 microdetik
  digitalWrite(pinTrigger, LOW);
  delayMicroseconds(2);

  // Set pinTrigger menjadi HIGH selama 10 microdetik
  digitalWrite(pinTrigger, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(pinTrigger, LOW);

  // Menghitng jarak berdasarkan  waktu perjalanan
  // gelombang suara dalam mikrodetik
  long Durasi = pulseIn(pinEcho, HIGH);

  // Jarak dalam satuan centimeter
  int JarakCM = Durasi * 0.034 / 2;

  // Jarak dalam satuan inch
  int JarakInch = Durasi * 0.0133 / 2;

  Serial.println("Jarak Cm=" + String(JarakCM) + " Inch=" + String(JarakInch));
  return JarakCM;
}

/*---------------------------------------
  Menampilkan data terbaru ke layar OLED
  ---------------------------------------*/
void updateOLED() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);

  display.setCursor(0, 0);
  display.print("Distance");
  display.setCursor(75, 0);
  display.print(String(SensorJarakUltraSonic()));
  display.setCursor(100, 0);
  display.print("Cm");

  // mapping jarak menjadi gauge ke layar OLED
  // x = 0, y = 0, tinggi = 5 piksel dan
  // lebar = sesuai nilai mapping, antara 0-127 piksel
  // 450cm adalah kemampuan maksimum jarak dapat terdeteksi
  int gaugePB = map(SensorJarakUltraSonic(), 0, 450, 0, 127);
  // Menggambar kotak bar
  display.fillRect(0, 10, gaugePB, 5, SSD1306_INVERSE);
  display.display();

  // mengubah font lebih besar
  display.setFont(&FreeSansBold18pt7b);
  display.setCursor(30, 50);
  display.print(String(SensorJarakUltraSonic()));
  display.display();

  // set setting default OLED
  display.setFont();
}

/*------------------------------------------
  Gauge LED mengikuti besar kecil nilai
  jarak penghalang dengan sensor Ultrasonic
  ------------------------------------------*/
void LEDProgress() {
  // set semua LED menjadi mati (LOW)
  for (uint8_t i = 0; i <= 8; i++) {
    srChannel.set(i, LOW);
  }

  // Gauge diperhitungkan ketika benda berjarak <= 30cm
  byte validGauge;
  if (SensorJarakUltraSonic() > 30) {
    validGauge = 30;
  } else {
    validGauge = SensorJarakUltraSonic();
  }

  // Memetakan nilai jarak dari fungsi SensorJarakUltraSonic()
  // ke 9 LED (ch 0-8 shift register).
  // Pemetaan dibalik karena semakin dekat benda jumlah LED aktif semakin banyak
  int gaugeLED = map(validGauge, 30, 0, 0, 8);
  Serial.println("Distance: " + String(SensorJarakUltraSonic()));
  Serial.println("Gauge: " + String(gaugeLED));

  // Set channel shift register 0-8 sesuai nilai gauge bernilai HIGH
  for (uint8_t i = 0; i <= gaugeLED; i++) {
    // semua LED hidup
    srChannel.set(i, HIGH);
  }
}