柔性灯丝小夜灯

 

项目属性

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

 

目录

1. 项目说明

    1.1 项目简介

    1.2 项目功能

    1.3 实物图

2. 硬件说明

    2.1 硬件功能

    2.2 硬件图示

    2.3 引脚定义

3. 软件说明

    3.1 上电流程图

    3.2 代码简单说明

        3.2.1文件说明

        3.2.2 esp32_code.py说明

    3.3 MPU6050数据简单处理

4. 设计注意事项

    4.1 BOM

    4.2 组装

    4.3 软件烧录

    4.4 使用说明

    4.5 其他

 

1. 项目说明

 

1.1 项目简介

        光源为柔性灯丝，主控为ESP32的小夜灯。

 

1.2 项目功能

        1）按键切换呼吸灯和常亮模式；

        2）常亮模式下顺时针扭动小夜灯提高亮度，逆时针扭动小夜灯降低亮度；

        3）监测电池电压，低电量打开LED指示灯、控制ESP32睡眠并关闭灯丝；

        4）连接WIFI，通过网页查看电量、控制亮度、切换呼吸灯和常亮模式。

                                           Web界面

 

1.3 实物图

                                      具体功能见演示视频

 

2. 硬件说明

 

2.1 硬件功能

        1）Type-C接口，包括USB转TTL、ESD防护、过流保护；

        2）电源管理，包括DC-DC、电池电压监测、锂电池充电电路、充电分流；

        3）ESP32主控，包括自动下载电路；

        4）MPU6050加速度传感器；

        5）柔性灯丝，由MOS管控制；

        6）一个自定义按键、一个LED。

 

2.2 硬件图示

 

2.3 引脚定义

        MPU6050：SCL=GPIO22，SDA= GPIO23；

        柔性灯丝：GPIO4；

        按键：GPIO25；

        LED指示灯：GPIO32；

        电压监测（ADC）：GPIO35。

 

3. 软件说明

 

3.1 上电流程图

 

3.2 代码简单说明

 

3.2.1文件说明

        代码使用Micropython编写，包括三个文件电压boot.py、esp32_code.py、microWebSrv.py。其中，esp32_code.py和microWebSrv.py可被mpy-cross工具链生成esp32_code.mpy和microWebSrv.mpy文件加快运行速度。

        Micropython上电默认执行boot.py。

        microWebSrv.py是一个Web服务器，详见：https://github.com/jczic/MicroWebSrv/。

        esp32_code.py是项目主程序。

 

3.2.2 esp32_code.py说明

        可调整设置

        代码中，按键由按键中断控制，MPU6050数据读取、呼吸灯闪烁、电池电压监测由Timer定时器控制。代码主要由MPU6050类，Power类、各个回调函数和中断函数构成，不难理解。

 

3.3 MPU6050数据简单处理

        图中Z方向的角加速度即需要的数据，可以通过Z方向角加速度判断有没有扭动小夜灯。

        代码中，通过Timer定时器每隔100ms读取五组MPU6050的Z方向角加速度并取均值（耗时4ms）。获得的数据如图所示。

        代码采用最简单的处理方式，如果0.3秒内没有调整亮度，且该次加速度值超过限值（例如：2000），则根据加速度正负值加减亮度，测试效果良好。

 

4. 设计注意事项

 

4.1 BOM

 

4.2 组装

        1)将沉孔磁铁拧到顶盖上。

        2）首先将灯丝穿过底盖打印件（先做！！！！），然后用灯丝磁铁固定，将钢珠固定在灯丝上。

        3）剪短灯丝电源线至合适长度，有条件的话压个xh2.54端子，或焊到焊盘上，注意正负极，电池粘贴固定在图中位置。

        5）使用铜柱和螺丝固定PCB和底座。

        6）顶盖和底盖扣到高硼硅玻璃管上，完工。

 

4.3 软件烧录

        首先使用乐鑫flash_download_tool工具烧录ESP32_GENERIC-20240222-v1.22.2固件。

        然后使用MicroPython File Uploader工具连接串口后依次上传boot.py、esp32_code.mpy、microWebSrv.mpy（.py和.mpy均可，但mpy文件小，运行速度快）。

        PS：mpy文件生成方法

        1）首先pip install mpy-cross 安装工具链

        2）cmd切换到文件目录后执行 mpy-cross -march=xtensawin xxx.py

 

4.4 使用说明

        可以调整esp32_code.py中的这几行，设置wifi等。

      按住按键再拨动开关，并持续3~4s左右连接WIFI，打开Web服务（IP地址可以通过连接串口查看或进入路由器后台查看）

      直接拨动开关则不打开Web服务。

 

4.5 其他

        本人并非电子类或计算机相关专业，代码和硬件仅能完成所需功能，欢迎指正，但请大佬们轻喷！

        本人不对因复刻本项目造成的任何事故负责！