FastBond2阶段1-基于ESP32的智能屏幕灯设计

内容介绍

一、项目思路

屏幕灯是每一个理工科学生屏幕上必备的内容。本项目的目标是设计一款灯具，专为显示器屏幕背光照明而设计，以提供不同的控制方式，包括App控制、机械按键、红外感应和语音控制。这款灯具将提供用户多样的方式来调整亮度、色温和其他设置，以满足不同环境和用户需求。

设备功能主要有以下四个部分：

1.App控制：用户可以通过手机App连接灯具，远程控制亮度、色温和其他设置。App还可以提供时间调度功能，自动开关灯光。

2.机械按键：设备上将配备一组物理按键，包括电源开关、亮度调节和色温调节按钮，以便用户在不使用App或语音控制时进行手动调整。

3.红外感应：灯具将装备红外传感器，可以检测用户的存在。当有人靠近屏幕时，灯光可以自动亮起，并在离开后自动关闭，以提高节能效果。

4.语音控制：灯具将支持语音助手，如Amazon Alexa、Google Assistant或Apple Siri。用户可以通过语音命令来控制灯光，例如“打开灯光”、“调低亮度”或“增加色温”。

二、方案框图

根据比赛要求，这次使用得捷的Scheme-it来设计框图，非常方便！！后续要好好看看，在更多的项目上用起来！

本项目的主要框图如下，得捷网站链接如下：https://www.digikey.cn/schemeit/project/fastbond2-chewing-智能屏幕灯-cfb5b820665c49e4b10c511a75fd4f77

1.启动和连接：

用户可以使用机械按键将灯具开启或关闭。用户也可以通过App打开，首次使用时，需要进行设备的Wi-Fi连接和配对。

2.App控制：

用户通过App连接到设备，可以在App上进行以下操作：

调整亮度：滑动屏幕或使用亮度调节按钮。

调整色温：选择所需的色温。

定时控制：设置灯具的开启和关闭时间。

实时状态：查看当前灯具的状态和设置。

3.机械按键控制：

用户可以通过设备上的物理按键进行操作：

电源开关：单击来打开或关闭灯具。

亮度调节：单击或旋转按钮以增加或减小亮度。

色温调节：单击或旋转按钮以更改色温。

4.红外感应：

设备通过红外感应器检测到用户的存在。

当用户靠近时，灯光会自动亮起。

当用户离开后一段时间，灯光会自动关闭以节省能源。

5.语音控制：

用户可以通过语音助手（如Amazon Alexa、Google Assistant）进行控制。

用户可以说出指令，例如“Alexa，打开灯光”或“Google，调高亮度”。

三、主要部件介绍

1、ESP32-WROOM-32

Schtoeta 的 ESP32-WROOM-32 是一款功能强大的通用 Wi-Fi +BT +BLE MCU 模块，适用于从低功耗传感器网络到最苛刻任务的各种应用，如语音编码、音乐流媒体和 MP3 解码。

该模块的核心是 ESP32-D0WDQ6 芯片。嵌入式芯片设计为可扩展，适应性强。有两个 CPU 内核可以单独控制，CPU 时钟频率可在 80 MHz 到 240 MHz 之间调节。用户还可以关闭 CPU 并利用低功耗协处理器来持续监视外围设备的变化或阈值跨越。ESP32 集成了丰富的外设，包括电容式触摸传感器、霍尔传感器、SD 卡接口、以太网、高速 SPI、UART、I²S 和 I²C。

蓝牙、低功耗蓝牙和 Wi-Fi 的集成带来了功能齐备的模块，并确保了广泛的适应性。使用 Wi-Fi 可以通过 Wi-Fi 路由器实现大范围的物理范围和直接连接到互联网，而使用蓝牙可以让用户方便地连接到手机或广播低功耗信标以进行检测。ESP32 芯片的休眠电流小于 5μA，因此适用于电池供电和可穿戴电子应用。该模块支持高达 150 Mbps 的数据速率和天线的 20 dBm 输出功率，以确保最宽的物理范围。因此，该模块提供业界领先的规格和电子集成、范围、功耗和连接的最佳性能。

为 ESP32 选择的操作系统是带有 LwIP 的 freeRTOS；同时内置硬件加速的 TLS 1.2。还支持安全（加密）无线 (OTA) 升级，因此用户即使在发布后也能以最低的成本和精力升级其产品。

2、STEVAL-SMARTAG NFC 传感器

STMicroelectronics 智能灵活的 NFC 追踪器评估板 STEVAL-SMARTAG2 和 STEVAL-SMARTAG1 配备了传感器。它们包括一个全面的软件库和一个示例应用程序，用于从 Android 或 iOS 设备通过 NFC 监控和记录传感器数据。超低功耗传感器节点评估板安装有一个 ST25DV NFC 标签、一个 STM32L4 或 STM32L0 Arm® Cortex®-M0+、环境传感器（温度、湿度和压力）以及运动（加速计）传感器。STEVAL-SMARTAG2 评估板可配备由全波整流器供电的电池充电器，用于 NFC 能量收集。STEVAL-SMARTAG1 具有用于供电的 NFC 收集功能和用于 CR2032 电池的电池座。

四、总结

以上便是FastBond活动阶段一的内容。这些控制流程将提供用户多样化的选择，以根据其需求和偏好来控制显示器屏幕灯。无论是通过物理按键、智能手机App、红外感应还是语音控制，用户都可以轻松地定制其照明体验。

同时很感谢硬禾提供了这样一个机会来完成我心目中屏幕灯的设计。这对于在学校中主要以理论学习的我来说是一次难得的实践机会，这对我来说也是一次不可多得的锻炼机会。