【得捷电子Follow me第2期】ESP32彩灯控制器

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【得捷电子Follow me第2期】ESP32彩灯控制器 [复制链接]

 

视频介绍如下

 

任务一

        通过屏幕显示中文字符，使用ARDUINO编程，对于这款屏幕ST7789有很多得例程可以参考，这里使用TFT ESPI库，汉字取模后即可完成汉字显示得任务。

        显示汉字通过函数，绘制点阵字符，绘制函数如下，中文字符无法通过print打印，需要通过下面的函数输出。

void showMyFont(int32_t x, int32_t y, const char c[3], uint32_t color) { 
  for (int k = 0; k < 25; k++)// 根据字库的字数调节循环的次数
    if (hanzi[k].Index[0] == c[0] && hanzi[k].Index[1] == c[1] && hanzi[k].Index[2] == c[2])
    { 
        tft.drawBitmap(x, y, hanzi[k].hz_Id, hanzi[k].hz_width, 16, color);
    }
}
/*******************整句汉字显示****************/
void showMyFonts(int32_t x, int32_t y, const char str[], uint32_t color) { //显示整句汉字，字库比较简单，上下、左右输出是在函数内实现
  int x0 = x;
  for (int i = 0; i < strlen(str); i += 3) {
    showMyFont(x0, y, str+i, color);
    x0 += 17;
  }
}

屏幕初始化函数如下

void setup(void) {
  pinMode(45, OUTPUT);
  digitalWrite(45, HIGH); 
  tft.init();
  tft.setRotation(1);
  tft.begin();   
   tft.fillScreen(TFT_WHITE);               //初始化TFT屏幕
    pinMode(0,INPUT_PULLUP);
      strip.begin();
      strip.setBrightness(20);
 

}

实物显示效果：

任务二

        通过arduino编程，实现创建热点和连接wifi

    ·    创建热点，手机连接热点后，可以看到路由IP和程序中设定的是一样的。

         创建热点的程序如下：

#include <WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
 
const char* ssid = "aptest";
const char* password = "12345678";
 
WiFiServer ServerPort(1234);


IPAddress LocalIP(192,168,4,22);
IPAddress Gateway(192,168,4,22);
IPAddress SubNet(255,255,255,0);
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);
  
  WiFi.mode(WIFI_AP); // 设置为AP模式
  WiFi.softAPConfig(LocalIP,Gateway,SubNet);
  WiFi.softAP(ssid, password); // 创建WiFi接入点
  IPAddress ip = WiFi.softAPIP(); // 获取AP的IP地址
  ServerPort.begin();
  
}
 
void loop() {


  
}

        连接wifi，这里用手机创建一个热点，当ESP32连接到网络后，可以通过手机管理器看到ESP32的设备。下面的任务中由于没有用到网络功能，但例程有包含http的功能，对于一些类似小说网站，可以通过这个函数抓取到小说的文本内容。

    ·    连接wifi的代码如下：

#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>

const char* ssid     = "test";     // WIFI账户
const char* password = "12345678"; // WIFI密码
int page;
int pagestarchar[100]; 
int pageendchar[100];
int flag;

struct tx
{ int starchar;
  int endchar;
  int page_starchar;
  int page_endchar;
  int rowscount;
  String payload;
  };


tx tx;
void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.begin(ssid, password);
    for(uint8_t t = 4; t > 0; t--) {
        Serial.printf("[SETUP] WAIT %d...\n", t);
        Serial.flush();
        delay(1000);
        }
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.print(".");
    // wait 1 second for re-trying
    delay(1000);
  }
    Serial.print("Connected to ");
    Serial.println(ssid);
    HTTPClient http;
    Serial.print("[HTTP] begin...\n");
    http.begin("https://www.ppzuowen.com/book/en/wangerdedeshiyingwenban/534113.html"); //访问服务器地址https://www.ppzuowen.com/book/en/wangerdedeshiyingwenban/534113.html
    http.setUserAgent("Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/114.0.0.0 Safari/537.36");
    Serial.print("[HTTP] GET...\n");
    // start connection and send HTTP header
    int httpCode = http.GET();
    // httpCode will be negative on error
     if(httpCode > 0) {

     Serial.printf("[HTTP] GET... code: %d\n", httpCode);

            if(httpCode == HTTP_CODE_OK) {
                String payload = http.getString();
                tx.payload=payload;
 

            }
        } else {
            Serial.printf("[HTTP] GET... failed, error: %s\n", http.errorToString(httpCode).c_str());
        }
        http.end();   


}

任务三

        通过按键控制板上RGB显示灯效果，ARDUINO这里可以使用官方的库Adafruit_NeoPixel来控制LED效果显示.

        根据官方的引脚图，按键是0脚，当按键按下是，呼吸灯的颜色发生变化，以下是代码，引脚参考官方的资料。

        需要注意电源是通过一个IO口拉高的方式供电，因此要将这个IO口设置为高电平，灯珠才能正常亮起。

    ·    由于拍照的原因，这里灯珠的亮度设置不能太高。

#include <Adafruit_NeoPixel.h>
//#ifdef __AVR__
// #include <avr/power.h> // Required for 16 MHz Adafruit Trinket
//#endif

// Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?
#define PIN        33 // On Trinket or Gemma, suggest changing this to 1

// How many NeoPixels are attached to the Arduino?
#define NUMPIXELS 1 // Popular NeoPixel ring size

// When setting up the NeoPixel library, we tell it how many pixels,
// and which pin to use to send signals. Note that for older NeoPixel
// strips you might need to change the third parameter -- see the
// strandtest example for more information on possible values.
Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

#define DELAYVAL 500 // Time (in milliseconds) to pause between pixels
unsigned char a,b;
bool flag;
void setup() {
  // These lines are specifically to support the Adafruit Trinket 5V 16 MHz.
  // Any other board, you can remove this part (but no harm leaving it):
      pinMode(34, OUTPUT);
      pinMode(0,INPUT_PULLUP);
      pinMode(1,OUTPUT);
    digitalWrite(34, HIGH);
#if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000)
  clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif
  // END of Trinket-specific code.
  a=15;b=15;flag=true;
  pixels.begin(); // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)
}

void loop() {
  pixels.clear(); // Set all pixel colors to 'off'

  // The first NeoPixel in a strand is #0, second is 1, all the way up
  // to the count of pixels minus one.
  for(int i=0; i<NUMPIXELS; i++) { // For each pixel...

    // pixels.Color() takes RGB values, from 0,0,0 up to 255,255,255
    // Here we're using a moderately bright green color:
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(a, b, a));
    if(digitalRead(0)==0)
    { while(digitalRead(0)==0);
      if(flag){a=50;b=0;flag=false;}
      else{a=15;b=15;flag=true;}
    } 
    pixels.show();   // Send the updated pixel colors to the hardware.
    delay(DELAYVAL); // Pause before next pass through loop
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(a, b, 0));
    pixels.show();
     delay(DELAYVAL); 
  }
}

任务四

        任务四我这里选择控制12个ws2812灯珠，相当于结合了任务一和任务三的程序，这里用到另一个库Freenove_WS2812_Lib_for_ESP32来控制WS2812，因为这个库本身有两个效果不错的彩灯特效，所以直接引用了，没有继续使用官方的库。程序通过按键切换彩虹和流水灯两种灯效，当切换灯效时，屏幕显示效果一或者效果二。

        灯效可以参考Freenove_WS2812_Lib_for_ESP32库里面两个例程。

        以下是代码：

#include <TFT_eSPI.h> // Graphics and font library for ILI9341 driver chip
#include <SPI.h>
#include "MyFont.h"
#include "Freenove_WS2812_Lib_for_ESP32.h"
#define LEDS_COUNT  12
#define LEDS_PIN	2
#define CHANNEL		0


#define TFT_GREY 0x5AEB // New colour

TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();  // Invoke library

Freenove_ESP32_WS2812 strip = Freenove_ESP32_WS2812(LEDS_COUNT, LEDS_PIN, CHANNEL, TYPE_GRB);
u8 m_color[5][3] = { {255, 0, 0}, {0, 255, 0}, {0, 0, 255}, {255, 255, 255}, {0, 0, 0} };
int delayval = 100;

bool a;

/*******************单个汉字显示****************/
void showMyFont(int32_t x, int32_t y, const char c[3], uint32_t color) { 
  for (int k = 0; k < 25; k++)// 根据字库的字数调节循环的次数
    if (hanzi[k].Index[0] == c[0] && hanzi[k].Index[1] == c[1] && hanzi[k].Index[2] == c[2])
    { 
        tft.drawBitmap(x, y, hanzi[k].hz_Id, hanzi[k].hz_width, 16, color);
    }
}
/*******************整句汉字显示****************/
void showMyFonts(int32_t x, int32_t y, const char str[], uint32_t color) { //显示整句汉字，字库比较简单，上下、左右输出是在函数内实现
  int x0 = x;
  for (int i = 0; i < strlen(str); i += 3) {
    showMyFont(x0, y, str+i, color);
    x0 += 17;
  }
}



//tft espi vlw
void setup(void) {
  pinMode(45, OUTPUT);
  digitalWrite(45, HIGH); 
  tft.init();
  tft.setRotation(1);
  tft.begin();   
   tft.fillScreen(TFT_WHITE);               //初始化TFT屏幕
    pinMode(0,INPUT_PULLUP);
      strip.begin();
      strip.setBrightness(20); 

a=true;
 

}

void loop() {
    if(digitalRead(0)==0)
    { while(digitalRead(0)==0);
      a=!a;
    }
    if(a==true){
      tft.fillScreen(TFT_WHITE);
      showMyFonts(40, 50, "效果一", TFT_BLACK);
    for (int j = 0; j < 255; j += 2) {
    for (int i = 0; i < LEDS_COUNT; i++) {
      strip.setLedColorData(i, strip.Wheel((i * 256 / LEDS_COUNT + j) & 255));
    }
    strip.show();
    delay(10);
    }
    }
    if(a==false)
    {   tft.fillScreen(TFT_WHITE);showMyFonts(40, 50, "效果二", TFT_BLACK);
      	for (int j = 0; j < 5; j++) {
		for (int i = 0; i < LEDS_COUNT; i++) {
			strip.setLedColorData(i, m_color[j][0], m_color[j][1], m_color[j][2]);
			strip.show();
			delay(delayval);
		}
		delay(500);
	  }
    }
}

        这款开发板适合用作物联网方面应用，使用另外两种芯片SAMD21和RP2040作为从机，使得ESP32能够连接更多的设备。这里由于暂时没有无线模块，使用有线连接的方式分别使用RP2040和SAMD21控制LED的效果。

        这两款芯片都支持ARDUINO编程，使用同一个平台开发十分方便快捷。

        RP2040由于原来的库不支持彩灯，通过实测<FastLED.h>可以直接使用，RP2040所做的板子本身没有灯，外接了一个型号为B3DK3BRG的RGB灯珠来显示，显示的程序如下。

 #define FASTLED_FORCE_SOFTWARE_SPI
 #define FASTLED_FORCE_SOFTWARE_PINS
#include <FastLED.h>


#define NUM_LEDS 1  


#define DATA_PIN 1

CRGB leds[NUM_LEDS]; 



void setup() {

   	delay(2000);
    pinMode(34, OUTPUT);
    pinMode(1, OUTPUT);
    pinMode(2, OUTPUT);
    pinMode(5,INPUT_PULLUP);
    FastLED.addLeds<WS2811, DATA_PIN, RGB>(leds, NUM_LEDS);
    FastLED.setBrightness(100);


}


void loop() {

      leds[1] = CRGB::Black;leds[0] = CRGB::Black;
      FastLED.show();
      delay(1000);
      leds[1] = CRGB::White;leds[0] = CRGB::Black;
      FastLED.show();
      delay(1000);



}

        SAMD21这个小板子上带有LED指示灯，因此直接使用上门的灯做一个例程。

        通过对比，这款开发板支持低功耗，并且编译速度也比其他两款明显更快，但是下载程序相对不稳定，经常出现烧录失败的情况，失败后短接rst，出现U盘即可重新烧录，这里通过ESP32控制板上呼吸灯代码如下：

void setup() {
  // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  pinMode(1,INPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  if(digitalRead(1)){
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);                      // wait for a second
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);                      // wait for a second
  }
}

这次参加项目的心得体会
1. 如果熟悉python的话，尽量使用python开发会方便很多，因为arduino烧录是需要手动进入bootload，每次都要手动复位，并且串口也会经常变化导致电脑不稳定。
2. arduino虽然库比较多，但是很多库的使用需要注意引脚定义。
3. 用到的板子里，samd21的编译是最快的，但是如果输出感觉有问题，先重新烧一遍，有时候烧录成功，实际上并没有，这个bootload相对于rp2040和esp32 s3不那么稳定。
4. 这款板子的屏幕素质很不错，体积小巧，希望后面能在官网获取到更多开发资料。

 

Jacktang

电源是通过一个IO口拉高的方式供电，因此要将这个IO口设置为高电平，灯珠才能正常亮起，是这样子滴

chejm

楼主辛苦了，感谢楼主提供的这么好技术分享，顶起来

wolegequ2015

增加一点这次参加项目的心得体会，

1.如果熟悉python的话，尽量使用python开发会方便很多，因为arduino烧录是需要手动进入bootload，每次都要手动复位，并且串口也会经常变化导致电脑不稳定。

2.arduino虽然库比较多，但是很多库的使用需要注意引脚定义。

3.用到的板子里，samd21的编译是最快的，但是如果输出感觉有问题，先重新烧一遍，有时候烧录成功，实际上并没有，这个bootload相对于rp2040和esp32 s3不那么稳定。

4.这款板子的屏幕素质很不错，体积小巧，希望后面能在官网获取到更多开发资料。