内容介绍
内容介绍
一、项目简介
本项目是Fastbond智能建筑项目,使用了ESP32作为物联主控,驱动墨水屏,使用PWM信号驱动美信MAX16820芯片控制宿舍灯光的亮暗变化,同时设计了基于ADI公司LTC4054芯片的锂电池充电管理电路,可以在没有外部供电的情况下,进行墨水屏刷新的操作。
二、电路介绍
电路图使用AD21进行设计,主要模块有ESP32,墨水屏驱动,LED驱动,充电模块,按键,温湿度传感器,电源。
1、ESP32模块
设计使用ESP32WROOM模块,设计了外围电路。
2、墨水屏驱动
借鉴了微雪电子的E-Paper ESP32 Driver Board电路,对墨水屏外围电路进行了设计
3、LED驱动
LED驱动使用了美信公司的MAX16820 LED驱动芯片,具有最高2M的驱动频率,使用PWM进行控制。
4、充电模块与电源
使用ADI公司的LTC4054进行锂电池充电控制,对锂电池输出使用ASM1117-3.3转换电压,外部输入使用TPS563201DCDC转换器进行转换。
三、代码介绍
ESP32的墨水屏驱动代码来自微雪E-Paper ESP32 Driver Board,在原有代码的基础上增加了图片压缩算法,实现了对上传的图品进行自适应,避免过大图片无法上传的问题。
1、图片压缩算法
使用canvas,将图片压缩到指定分辨率,实现在屏幕上显示完整的图片
<input id="file" type="file">
<script type="text/javascript">
var eleFile = document.querySelector('#file');
// 压缩图片需要的一些元素和对象
var reader = new FileReader(),
//创建一个img对象
img = new Image();
// 选择的文件对象
var file = null;
// 缩放图片需要的canvas
var canvas = document.createElement('canvas');
var context = canvas.getContext('2d');
// base64地址图片加载完毕后
img.onload = function() {
// 图片原始尺寸
var originWidth = this.width;
var originHeight = this.height;
// 最大尺寸限制,可通过国设置宽高来实现图片压缩程度
var maxWidth = 800,
maxHeight = 800;
// 目标尺寸
var targetWidth = originWidth,
targetHeight = originHeight;
// 图片尺寸超过400x400的限制
if(originWidth > maxWidth || originHeight > maxHeight) {
if(originWidth / originHeight > maxWidth / maxHeight) {
// 更宽,按照宽度限定尺寸
targetWidth = maxWidth;
targetHeight = Math.round(maxWidth * (originHeight / originWidth));
} else {
targetHeight = maxHeight;
targetWidth = Math.round(maxHeight * (originWidth / originHeight));
}
}
// canvas对图片进行缩放
canvas.width = targetWidth;
canvas.height = targetHeight;
// 清除画布
context.clearRect(0, 0, targetWidth, targetHeight);
// 图片压缩
context.drawImage(img, 0, 0, targetWidth, targetHeight);
/*第一个参数是创建的img对象;第二个参数是左上角坐标,后面两个是画布区域宽高*/
//压缩后的图片base64 url
/*canvas.toDataURL(mimeType, qualityArgument),mimeType 默认值是'image/jpeg';
* qualityArgument表示导出的图片质量,只要导出为jpg和webp格式的时候此参数才有效果,默认值是0.92*/
var newUrl = canvas.toDataURL('image/jpeg', 0.92);//base64 格式
//console.log(canvas.toDataURL('image/jpeg', 0.92)); preview.style.backgroundImage='url(' + newUrl + ')';
};
// 文件base64化,以便获知图片原始尺寸
reader.onload = function(e) {
img.src = e.target.result;
};
eleFile.addEventListener('change', function(event) {
file = event.target.files[0];
// 选择的文件是图片
if(file.type.indexOf("image") == 0) {
reader.readAsDataURL(file);
}
});
</script>
2、LED驱动
/**
******************************************************************************
* @file Loader.h
* @author Waveshare Team
* @version V1.0.0
* @date 23-January-2018
* @brief The main file.
* This file provides firmware functions:
* + Initialization of Serial Port, SPI pins and server
* + Main loop
*
******************************************************************************
*/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "srvr.h" // Server functions
const int buttonPin0 = 32;
const int buttonPin1 = 33;
const int buttonPin2 = 25;
int pwm = 0, pwm_o = 0, pwm_off = 500;
int light_flag = 0; //0关灯,1开灯
/* Entry point ----------------------------------------------------------------*/
void setup()
{
// Serial port initialization
Serial.begin(115200);
delay(10);
ledcSetup(8, 200, 10); //设置LEDC通道8频率为200,分辨率为10位,即占空比可选0~1023
ledcAttachPin(13, 8); //设置LEDC通道8在IO13上输出
pinMode(buttonPin0, INPUT_PULLUP);
pinMode(buttonPin1, INPUT_PULLUP);
pinMode(buttonPin2, INPUT_PULLUP);
// Server initialization
Srvr__setup();
// SPI initialization
EPD_initSPI();
// Initialization is complete
Serial.print("\r\nOk!\r\n");
}
/* The main loop -------------------------------------------------------------*/
void loop()
{
// The server state observation
Srvr__loop();
if (digitalRead(buttonPin0) == LOW) //S0开关
{
Serial.println(">>>k0");
while (digitalRead(buttonPin0) == LOW);
if (light_flag)
{
pwm_off = pwm;
pwm = 0;
light_flag = 0;
}
else
{
pwm = pwm_off;
light_flag = 1;
}
}
if (digitalRead(buttonPin1) == LOW) //S1变亮
{
Serial.println(">>>k1");
while (digitalRead(buttonPin1) == LOW);
if (light_flag)
{
pwm += 100;
pwm = (pwm > 1000) ? 1000 : pwm;
}
}
if (digitalRead(buttonPin2) == LOW) //S1变暗
{
Serial.println(">>>k2");
while (digitalRead(buttonPin2) == LOW);
if (light_flag)
{
pwm -= 100;
pwm = (pwm < 100) ? 100 : pwm;
}
}
if (pwm != pwm_o)
{
Serial.println(pwm);
ledcWrite(8, pwm); //设置输出PWM
pwm_o = pwm;
}
}
四、实物展示
软硬件
附件下载
ESP32Epaper.rar
项目源代码
PCB3.html
动态BOM表
团队介绍
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