【2024 DigiKey 创意大赛】基于NRF52840的低功耗可扩展编程旋钮
本帖最后由 qwert1213131 于 2024-10-30 13:51 编辑<p align="center"><b>基于NRF52840的低功耗可扩展编程旋钮</b></p>
<p align="right">作者：qwert1213131</p>
<p><b>一、作品简介</b></p>
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<p>本项目主要作为桌面外设使用，具有多媒体控制、宏键盘、室内空气质量监测、番茄钟等功能。底部引出了磁吸式I2C接口，可扩展支持多种传感器，实现更多的功能，支持热插拔。外壳完全自主设计，支持机械轴按键的旋钮屏，支持热插拔轴座，可替换各种轴体。</p>
<p>物料清单：</p>
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<li>ARGON KIT ，基于 Nordic nRF52840，具有内置电池充电电路，和esp32协处理器，支持usb、ble和wifi。</li>
<li>SGP30 AIR QUALITY SENSOR BREAKOUT，有一个标准的热板 MOX 传感器，以及一个小型微控制器，用于控制板的电源、读取模拟电压、跟踪基线校准、计算 TVOC 和 CO2e 值，并提供 I2C 接口读取。</li>
<li>STEMMA QT BME680 SENSOR BOARD，包含温度、湿度、气压和 VOC 气体传感功能，并提供 I2C 接口读取。</li>
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<p><b>二、系统框图</b> </p>
<p>项目以Argon Kit作为核心控制板，通过gpio连接到旋转编码器和机械轴按键，使用I2S接口控制喇叭模块，屏幕采用SPI协议通信，传感器部分，通过I2C协议进行通信，获取相关数据，并且使用了磁吸式触点的方式与各个传感器进行连接，可组合扩展多个模块，支持热插拔。</p>
<p>结构设计上主要是将显示、机械按键和旋钮进行了统一组合，采用层叠方式设计了整套外观。</p>
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<p>软件层面，既然是以可编程旋钮来命名，那必须能支持更多自定义代码的特性在内，这也是选择使用Python语言进行开发的意义所在。</p>
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<p><b>三、各部分功能说明</b></p>
<p><b>主控模块</b></p>
<p>使用Argon套件作为项目的核心单元，支持USB、BLE、WIFI，通过SPI来控制圆形彩屏，使用USB或锂电池供电，也可为其他模块提供3.3v供电。</p>
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<p><b>显示旋钮</b></p>
<p>使用中空旋转编码器，很适合将机械轴按键放入其中，屏幕的fpc排线长度也合适，可以共同实现显示旋钮；便于进行人机界面的交互操作。</p>
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<p><b>环境传感器</b></p>
<p>使用了来自Adafruit Industries LLC的BME680和SGP-30开发套件用作环境监测，可获取到温度、湿度、气压、CO2、TVOC等数据。而且它们都支持I2C接口，非常适合级联通信，为了方便增加更多的模块，我采用了弹性磁吸顶针的方式，可随时热插拔。</p>
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<p>每个模块放入一个磁吸模块中，当然也可以一次放入多个传感器模块，可按需安装</p>
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<p><b>声光电路</b></p>
<p>为了能方便的作出提醒，加入了炫彩LED和喇叭单元。</p>
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<p>以上内容都是将核心板安装在主板后实现的</p>
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<p><b>四、作品源码</b></p>
<p>源码地址<a href="https://download.eeworld.com.cn/detail/qwert1213131/634833" target="_blank"><u>download.eeworld.com.cn/detail/qwert1213131/634833</u></a></p>
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<div>3D打印文件</div>
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<div>电路硬件文件</div>
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<p><b>五、</b><b>作品功能演示视频</b></p>
<p><a href="https://training.eeworld.com.cn/video/41485"><u>2024digikey多功能旋钮-2024digikey多功能旋钮-EEWORLD大学堂</u></a></p>
<p><iframe allowfullscreen="true" frameborder="0" height="450" src="https://training.eeworld.com.cn/shareOpenCourseAPI?isauto=true&lessonid=41485" style="background:#eee;margin-bottom:10px;" width="700"></iframe><br />
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<p><b>六、项目总结</b></p>
<p>首先很感谢得捷和eeworld组织的这次活动，让我有机会参与，并感受到各个开发板的魅力。</p>
<p>项目基本实现了最初的目标，其中的app框架还能实现更多有趣的功能。Python语言的方便，是毋庸置疑的，CircuitPython更是对嵌入式硬件的开发提供了诸多便利。NRF52840有着很强大丰富的外设，远不只本项目所展示的这些内容。CircuitPython也提供了强大的底层支持，通过相关库的定义，很容易实现想要的功能。后期再利用协处理器esp32的wifi，可实现更多物联网项目，argon套件的可玩性还是非常高的。</p>
<p>第一次尝试设计显示旋钮，从外观到结构以及屏幕编码器的选型，经历了多次改版，才终于有了现在的模样。</p>
<p>磁吸式的设计还是比较方便的，降低线缆的杂乱以及误操作性。</p>
<p>目前的设计由于只是原型搭建，因此使用现成的开发套件是最快的方式，这些套件提供了丰富的接口和资料，方便进行设计,降低由于个人焊接水平差异而造成的时间损失。</p>
<p>贴子分享汇总：</p>
<p><a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1290193-1-1.html"><u>【2024 DigiKey 创意大赛】1、物料开箱帖 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛</u></a></p>
<p><a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1290550-1-1.html"><u>【2024 DigiKey 创意大赛】2、主控板烧录 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛</u></a></p>
<p><a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1290940-1-1.html"><u>【2024 DigiKey 创意大赛】3、PCB 打样 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛</u></a></p>
<p><a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1292185-1-1.html"><u>【2024 DigiKey 创意大赛】4、PCB物料到货焊接组装 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛</u></a></p>
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<p><b>七、其他</b></p>
<div>文档</div>
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<p>超棒啊，支持一波，如果能用lvgl写个界面就更好了</p>
jd3096 发表于 2024-10-30 14:24
超棒啊，支持一波，如果能用lvgl写个界面就更好了
<p>好主意啊，lvgl的ui工具也还是很棒的</p>
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