會揮手的桌上機器人：ESP32 伺服馬達入門

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 * TinyBot Forge — 會揮手的桌上機器人（伺服馬達入門）
 * https://tinybotforge.com
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 * 不用額外函式庫：直接用 ESP32 的 LEDC 產生 50 Hz 伺服訊號。
 * 硬體：ESP32 DevKit V1、SG90 伺服馬達、HC-SR04（選配，有人靠近才揮手）
 * 環境：Arduino IDE 2.x + ESP32 開發板套件 3.x
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const int PIN_SERVO = 23;
const int PIN_TRIG = 18;
const int PIN_ECHO = 19;       // HC-SR04 ECHO 需經 1kΩ/2kΩ 分壓
const bool USE_SENSOR = true;  // 沒接超音波就改成 false，會每 5 秒揮一次

// SG90：週期 20 ms（50 Hz），脈寬約 0.5 ms = 0°、2.4 ms = 180°
const int SERVO_FREQ = 50;
const int SERVO_BITS = 14;           // 14 bit → 0–16383
const int PULSE_MIN_US = 500;
const int PULSE_MAX_US = 2400;
const float WAVE_TRIGGER_CM = 40.0;

void servoWrite(int angle) {
  angle = constrain(angle, 0, 180);
  int us = map(angle, 0, 180, PULSE_MIN_US, PULSE_MAX_US);
  // 脈寬換成工作週期：duty = us / 20000 × 16383
  uint32_t duty = (uint32_t)us * ((1UL << SERVO_BITS) - 1) / 20000UL;
  ledcWrite(PIN_SERVO, duty);
}

// 平滑移動：一度一度轉，動作比較自然，也比較不會拉低電壓
void servoSweep(int from, int to, int stepDelayMs) {
  int step = (to > from) ? 1 : -1;
  for (int a = from; a != to; a += step) {
    servoWrite(a);
    delay(stepDelayMs);
  }
  servoWrite(to);
}

float readDistanceCm() {
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(PIN_TRIG, HIGH); delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);
  unsigned long us = pulseIn(PIN_ECHO, HIGH, 25000UL);
  return us == 0 ? 999.0 : us / 58.0;
}

void wave() {
  servoSweep(90, 150, 4);          // 舉手
  for (int i = 0; i < 3; i++) {    // 揮三下
    servoSweep(150, 110, 3);
    servoSweep(110, 150, 3);
  }
  servoSweep(150, 90, 6);          // 放下
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(PIN_TRIG, OUTPUT);
  pinMode(PIN_ECHO, INPUT);
  ledcAttach(PIN_SERVO, SERVO_FREQ, SERVO_BITS);
  servoWrite(90);
  delay(500);
}

void loop() {
  if (USE_SENSOR) {
    float cm = readDistanceCm();
    Serial.printf("距離 %.1f cm\n", cm);
    if (cm < WAVE_TRIGGER_CM) {
      wave();
      delay(1500);  // 揮完休息一下，避免一直重複
    }
    delay(100);
  } else {
    wave();
    delay(5000);
  }
}