【2024 DigiKey创意大赛】+ 体感控制小游戏的实现
本帖最后由 zsy-s 于 2024-11-26 11:00 编辑# 前言
本设计只要是实现了通过传感器，实现对被控物的移动，实现体感小游戏的小设计。
时间紧迫，原先设计的许多细节不实现了，最先最简单的被控物移动。
本项目基于官方例程 usb_keyboard 修改。
使用了两个模块：ESP32-S3-LCD-EV-Board和 ICM-20948
# 结构设计
## ESP32-S3-LCD-EV-Board
ESP32-S3-LCD-EV-Board搭载了ESP32-S3-WROOM-1模组，该模组内置ESP32-S3系列芯片，配备了一块GC9503CV LCD触摸屏，支持480x480分辨率，显示效果清晰。同时，它采用了FT5x06触摸屏驱动，确保触摸操作的准确性和响应速度。这样的配置使得用户可以通过触摸方式与开发板进行交互，ESP32-S3-LCD-EV-Board以其强大的核心性能、清晰的显示效果、准确的触摸操作、丰富的扩展接口以及详细的文档和例程等优点，成为了一款备受关注的屏幕交互开发板。它适用于物联网应用、AIoT领域的多种应用场景以及智能家居控制等领域，是开发者和工程师们进行项目开发的得力助手。
## ICM-20948
ICM-20948是一款备受好评的高性能九轴运动传感器，集成了3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁力计以及数字运动处理器（DMP），使得这款传感器能够同时监测设备的旋转、加速度以及磁场信息，非常适合用于姿态检测、运动跟踪等应用场景。支持I2C和SPI通信接口，这两种接口都是常用的微控制器通信协议，使得传感器与微控制器的连接更加便捷。ICM-20948的低功耗和高精度特性使其成为物联网应用中的理想选择。例如，在智能家居系统中，可以利用该传感器监测门窗的开关状态、人体的运动状态等。是一款性能卓越、功能强大的九轴运动传感器。其低功耗、高精度、封装小巧以及完善的驱动支持等特点，使得它在物联网应用、可穿戴设备、无人机与机器人等领域具有广泛的应用前景。对于需要精确运动检测的开发者来说，ICM-20948无疑是一个值得考虑的选择。
# 代码讲解
功能简单，从大佬 alanlan86 借了一些代码，计算出来航向角的值。
得到传感器的方向角
```c
void
icm_read_task(void *args)
{
esp_err_t ret = icm20948_configure(ACCE_FS_2G, GYRO_FS_1000DPS);
if (ret != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "ICM configuration failure");
vTaskDelete(NULL);
}
ESP_LOGI(TAG, "ICM20948 configuration successfull!");
icm20948_acce_value_t acce;
icm20948_gyro_value_t gyro;
icm20948_temp_value_tttmp;
icm20948_Drec_t *ffff ;
while(1) {
ret = icm20948_get_acce(icm20948, &acce);
if (ret == ESP_OK){
//ESP_LOGI(TAG, "ax: %lf ay: %lf az: %lf", acce.acce_x, acce.acce_y, acce.acce_z);
}
ret = icm20948_get_gyro(icm20948, &gyro);
if (ret == ESP_OK){
//ESP_LOGI(TAG, "gx: %lf gy: %lf gz: %lf", gyro.gyro_x, gyro.gyro_y, gyro.gyro_z);
}
icm20948_get_Temp(icm20948, &ttmp);
if (ret == ESP_OK){
//ESP_LOGI(TAG, "temp: %lf",ttmp.temp);
}
ffff = getxAngle(acce.acce_x_r,acce.acce_y_r,acce.acce_z_r,gyro.gyro_y);
// ESP_LOGI(TAG, "getxAngle: %d : %d",ffff->xxx,ffff->yyy);
while(((ffff->xxx != 1) && (ffff->xxx != 0)) && ((ffff->yyy != 1) && (ffff->yyy != 0))){
ffff->xxx = ffff->xxx/2;
ffff->yyy = ffff->yyy/2;
}
xxCnt = ffff->xxx;
yyCnt = ffff->yyy;
ESP_LOGI(TAG, "------getxAngle: %d : %d",xxCnt,yyCnt);
vTaskDelay(10 / portTICK_PERIOD_MS);
}
vTaskDelete(NULL);
}
```
移动被控物的代码，通过传感器得到移动方向
```c
void MoveMan()
{
ESP_LOGI(TAG, "--------xxCnt[%d]------yyCnt[%d]----------",xxCnt,yyCnt);
lv_coord_t xx = lv_obj_get_x(objMan);
lv_coord_t yy = lv_obj_get_y(objMan);
if((xxCnt == 0) && (yyCnt == 0)) return;
//lv_style_set_translate_y(&styleMan, -20); //Translation
if(xxCnt < 0){
//xx += -1;
xx = xx <= -4? -1:xx-1;
xxCnt++;
}else if(xxCnt == 0){
}else{
xx = 470 < xx? 468:xx+1;
xx += 1;
xxCnt--;
}
if(yyCnt < 0){
//yy += -1;
yy = yy < -4? -1:yy-1;
yyCnt++;
}else if(yyCnt == 0){
}else{
//yy += 1;
yy = 470 < yy? 468:yy+1;
yyCnt--;
}
//ESP_LOGI(TAG, "---move-----x[%d]------y[%d]----------",xx,yy);
lv_obj_set_pos(objMan, xx, yy);
}
```
循环刷新 ui上被控物
```c
while (1) {
//ESP_LOGI(TAG, "------------------------");
//vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));
MoveMan();
}
```
# 疑难问题
了解了一个新的知识点： 卡尔曼滤波器
十分遗憾，真看不明白，数学知识忘光光了。
相关文档：[卡尔曼滤波：从入门到精通](https://zhuanlan.zhihu.com/p/36745755 "卡尔曼滤波：从入门到精通")
esp32 项目添加一个自定义的模块操作：
开始是加到了managed_components文件夹中，按照官方文件添加了 cmakelsit和kconfig文件。
但是通过idf menuconfig 找不到自定义的组件。
后来查看项目路径，发现managed_components是有配置，编译脚本自动创建的受管理的组件。
自定义组件需要新建文件夹 components， 就能找到了。
# 代码/手册/文档
# 演示视频
19b25d397f73670e55c4c5e4d3c932c7<br/>
# 项目总结
非常感谢eeworld的活动，有幸参数本次活动。非常抱歉，由于时间紧张，项目没有完全实现功能设计。代码编写过程中确实学到了很多新东西。一个简单的陀螺仪，会有如此多的细节需要考虑。esp32项目结构有很多细节需要继续研究。
总之，下次会留出足够时间去实现设想，研究的深一点，细一点，再次感谢eeworld。 <p>可以做一个贪吃蛇的小游戏。</p>
<p>有点小意思。。。。。。。。。。。。。。还可以做更多吗。。。<img height="48" src="https://bbs.eeworld.com.cn/static/editor/plugins/hkemoji/sticker/facebook/loveliness.gif" width="48" /></p>
<p> </p>
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