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学习记录：自平衡莱洛三角形v2（RGB版本）学习记录_立创开源社区

作者：黑客灵魂 | 2024-06-24 23:36:03

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立创开源社区

来源：

v1版本:：【开源】百元内可自制的自平衡莱洛三角形_哔哩哔哩_bilibili

v2版本： 【开源】自平衡莱洛三角形V2 | 我加了RGB性能翻倍_哔哩哔哩_bilibili

原作者开源链接：https://gitee.com/coll45/foc  

（本篇文章所有函数均为此开源网站下载函数）

说明：第一次接触Arduino和ESP32

关于此作品，作者在立创开源社区做了详细描述：

立创社区链接：v1：自平衡的莱洛三角_esp32_可充电_10*10版本 - 立创EDA开源硬件平台

                         v2：莱洛三角V2-esp32-无刷驱动EG2133 - 立创EDA开源硬件平台

参考文件：

灯哥开源FOC：【发布】不足百元！双路无刷电机驱动器 -灯哥双路无刷FOC驱动板正式开源！支持四足机器人！_哔哩哔哩_bilibili

simpleFOC库

KalmanFilter

FOC算法入门：FOC算法入门_梦如南伐的博客-CSDN博客_foc

爱转的光凌 ：CH32读取MPU6050姿态数据(卡尔曼滤波法)_哔哩哔哩_bilibili

由于之前分析了v1版本的基本代码，v2版本和v1版本基本差不多，此次只考虑v2版本的RGB和he触摸按键的实现。

RGB有关

依照作者所提供原理图，RGB接口接在了ESP32的IO16端口。状态指示灯接在IO4端口。RGB灯组使用的WS2812通过Adafruit_NeoPixel库控制。

（发表一下自己的小看法：RGB和touch的函数文件非常不规范，引以为戒！！不要这么操作！）

在RGB.h文件中调用了Adafruit_NeoPixel库并且宏定义WS2812控制端口

  1. //RGB.h
  2.  
  3. #include <Adafruit_NeoPixel.h>
  4.  
  5. // Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?
  6. #define LED_PIN    16
  7.  
  8. // How many NeoPixels are attached to the Arduino?
  9. #define LED_COUNT 21

在main函数中的setup配置了RGB

  1. //RGB.h
  2. unsigned char brightness = 30;
  3.  
  4.   //main
  5.  
  6. void setuo()
  7. {
  8.     .........................
  9.  
  10.   strip.begin();           // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)
  11.                            //调用此函数显示,操作后必须调用显示
  12.   strip.show();            // Turn OFF all pixels ASAP
  13.                                    //设置亮度，在RGB.h中配置了
  14.   strip.setBrightness(brightness); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
  15.  
  16.   colorWipe_delay(strip.Color(255, 106, 106),50); //R,G,B
  17.   colorWipe_delay(strip.Color(0, 255, 255),50);
  18.   colorWipe_delay(strip.Color(148, 0, 211),50);
  19.  
  20.  
  21.     .........................
  22. }

colorWipe_delay

  1. //RGB.h
  2.  
  3. void colorWipe_delay(uint32_t c, uint8_t wait) {
  4.   for(uint16_t i=0; i<strip.numPixels(); i++) {
  5.     strip.setPixelColor(i, c);
  6.     strip.show();
  7.     delay(wait);
  8.   }
  9. }

RGB.h文件下面包含了部分RGB灯效，通过判断触摸调用改变灯效。

  1. //RGB.h
  2.  
  3. void strip1();
  4. void strip2();
  5. void strip3();
  6. void rainbow1();
  7. void rainbow2();
  8. void pulse_rainbow1();
  9. void rgb_off();
  10.             ....................

触摸函数

触摸函数相关定义

  1. //tourch.h
  2.  
  3. const int threshold_top = 40;   //触摸阈值
  4. const int single_count[3] = {10,10,10};   //单击时间   实际时间为20*10 = 200ms
  5. const int long_count[3] = {80,80,80};   //长按时间    实际时间为80*10 = 800ms
  6. unsigned long touch_last_time;
  7. int touch_count[3] = {0,0,0}; //持续触摸计数
  8. int touch_touched[3] = {0,0,0};   //单击,长按判断  单击值为1，长按值为2  没点击为0
  9. bool touch_STATE[3] = {1, 1, 1}; // 定义按键触发对象状态变量初始值为true默认开启 T2 T3 T4
  10.  
  11. int rgb_flag = 1;
  12. int rgb_modle = 8;//有几种RGB效果就写几

触摸感应判断

  1. //tourch.h
  2.  
  3. //在main中loop函数调用touchAttach(touchID,touchPin)
  4. void touchAttach(int touchID, uint8_t touchPin) {
  5.   int touchread = touchRead(touchPin);        //触摸返回函数
  6.  
  7.   if ( touchread <= threshold_top ) { //达到触发值的计数
  8.     //delay(38);  // 0.038秒
  9.     touch_count[touchID]++; //持续触摸计数
  10.   } 
  11.   //没有触摸时才进入触摸类型判断函数  
  12.   else
  13.   {
  14.   if ( touch_count[touchID] >= single_count[touchID] && 
  15.                                     touch_count[touchID] < long_count[touchID])
  16.     touch_touched[touchID] = 1;//持续触摸时间达到单击
  17.   else if(touch_count[touchID] >= long_count[touchID])
  18.     touch_touched[touchID] = 2;
  19.   else
  20.       touch_touched[touchID]= 0;
  21.   touch_count[touchID] = 0;  //持续触摸计数清零
  22.   }
  23. }

loop函数中，通过触摸改变RGB灯效

​

  1. //main
  2.  
  3. void loop()
  4. {
  5.     .........................
  6.     
  7.   // 触摸效果以及RGB灯效
  8.   unsigned long currentMillis = millis();  //获取开机后运行的时间长度ms
  9.   if(currentMillis - voltage_last_time >=1000)
  10.   {
  11.     voltage_last_time = currentMillis;
  12.     voltage_detection();        //有关电池电压检测加输出结果的函数！
  13.   }
  14.   if(currentMillis - touch_last_time >= 10)  //  Check for expired time
  15.   {       
  16.     touch_last_time = currentMillis;                            //  Run current frame
  17.   
  18.      /*******************************************************
  19.      ESP32LED闪烁
  20.      功能：实现触摸按键按一下改变LED得状态
  21.      引脚：
  22.      T0：GPIO 4
  23.      T1：GPIO 0
  24.      T2：GPIO 2
  25.      T3：GPIO 15
  26.      T4：GPIO 13
  27.      T5：GPIO 12
  28.      T6：GPIO 14
  29.      T7：GPIO 27
  30.      T8：GPIO 33
  31.      T9：GPIO 32
  32.      arduino 也内置有相应的语法：touchRead（Touch Pin *）;
  33.      https://img-blog.csdnimg.cn/d117f52b602e45f78ed63ca82a610b32.png
  34.      *******************************************************/
  35.      touchAttach(0,T2);
  36.      touchAttach(1,T3);
  37.      touchAttach(2,T4);
  38.      int i;
  39.      for(i = 0;i<3;i++)
  40.      {
  41.        if(touch_STATE[i]&&touch_touched[i]) //开启检测&&有按下
  42.         {
  43.             if(touch_touched[i] == 1)
  44.             {
  45.               single_event(i);  //触摸单击函数
  46.             }
  47.             else
  48.               long_event(i);    //触摸长按函数
  49.         }
  50.      }
  51.   }
  52.  
  53.  
  54.     .........................
  55.  
  56. }

按键模式处理函数

  1. //main
  2.  
  3. void loop()
  4. {
  5.     .........................
  6.  
  7. //  Update current time  更新RGB效果
  8.  
  9.   //就是隔一段时间运行一次
  10.   if(currentMillis - pixelPrevious >= pixelInterval) //  Check for expired time
  11.   {        
  12.     pixelPrevious = currentMillis;                            //  Run current frame
  13.     switch(rgb_flag)
  14.     {
  15.     case 0 :
  16.       rgb_off();
  17.       break;
  18.     case 1 :
  19.       if(motor.shaft_velocity>0)
  20.       {
  21.         pixelInterval = 150 - motor.shaft_velocity;
  22.         strip2();
  23.       }
  24.       else
  25.       {
  26.         pixelInterval = 150 + motor.shaft_velocity;
  27.         strip3();  
  28.       }
  29.       break;
  30.     case 2 :
  31.       pixelInterval = 100;
  32.       strip2();
  33.       break;
  34.     case 3 :
  35.       pixelInterval = 100;
  36.       strip3();  
  37.       break;
  38.     case 4 :
  39.       strip1();
  40.       break;
  41.     case 5 :
  42.       rainbow1();  
  43.       break;
  44.     case 6 :
  45.       rainbow2();  
  46.       break;
  47.     case 7 :
  48.       pulse_rainbow1();  
  49.       break;
  50.     }
  51.   }
  52.  
  53.     .........................
  54.  
  55. }

触摸单机函数

  1. //main
  2.  
  3.  
  4. //触摸单击函数处理
  5. void single_event(int touchID)
  6. {
  7.   switch(touchID){
  8.     case 0  :            //亮度减
  9.        if(brightness<=15) //亮度
  10.         brightness = 15; 
  11.        brightness-=15;
  12.        EEPROM.writeUChar(28, brightness);  EEPROM.commit();
  13.        strip.setBrightness(brightness); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
  14.        break; 
  15.     case 1  :           //亮度加
  16.       if(brightness>=240)
  17.             brightness = 240;
  18.        brightness+=15;      
  19.        EEPROM.writeUChar(28, brightness);  EEPROM.commit();
  20.        strip.setBrightness(brightness); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
  21.        break; 
  22.     case 2 :            //RGB开关
  23.        if(rgb_flag)
  24.           rgb_flag = 0;
  25.        else
  26.           rgb_flag = EEPROM.readUChar(32);
  27.        break; 
  28.   }  
  29. }

触摸长按函数

  1. //main
  2.  
  3.  
  4. //触摸长按函数处理
  5. void long_event(int touchID)
  6. {
  7.   switch(touchID){
  8.     case 0  : //长按投币    //切换RGB
  9.        if(rgb_flag == 0)
  10.           rgb_flag = rgb_modle;
  11.        rgb_flag--;
  12.        strip.setBrightness(brightness); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
  13.        EEPROM.writeUChar(32, rgb_flag);  EEPROM.commit();
  14.        break; 
  15.     case 1  :  //长按收藏    //切换RGB
  16.        rgb_flag++;
  17.        if(rgb_flag>=rgb_modle)
  18.           rgb_flag = 0;
  19.        strip.setBrightness(brightness); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
  20.        EEPROM.writeUChar(32, rgb_flag);  EEPROM.commit();
  21.        break; 
  22.     case 2 : //长按点赞
  23.        if(wifi_on_off)
  24.         {
  25.            motor.enable();
  26.           WiFi.disconnect();
  27.           WiFi.mode(WIFI_OFF);
  28.           Serial.println("WIFI_OFF");
  29.         }
  30.        else
  31.        {
  32.         motor.disable();
  33.         AutoWifiConfig();//打开wifi
  34.         Serial.println("WIFI_ON");
  35.        }
  36.        wifi_on_off = !wifi_on_off;
  37.        Motor_enable_flag = !Motor_enable_flag;
  38.        break; 
  39.   }  
  40. }

在setup函数中，写了brighyness、rgb_flag到EEPROM

  1.    //main  
  2.  
  3.       EEPROM.writeUChar(28,brightness); delay(10);EEPROM.commit();
  4.       EEPROM.writeUChar(32,rgb_flag); delay(10);EEPROM.commit();

电池检测的函数

这一部分比较简单

  1.  
  2.  
  3.  
  4. void voltage_detection()
  5. {
  6.   #if defined(BAT_VOLTAGE_SENSE_PIN)  //电池电压检测
  7.   bat_voltage = return_voltage_value(BAT_VOLTAGE_SENSE_PIN);
  8.   //driver.voltage_power_supply = bat_voltage;
  9.   //Serial.println(driver.voltage_power_supply);
  10.   if (bat_voltage < min_voltage && !battery_low)
  11.   {
  12.     battery_low = 1;
  13.     Serial.print(driver.voltage_power_supply);
  14.     Serial.println("V ");
  15.     Serial.print(bat_voltage);
  16.     Serial.println("V battery_low!!");
  17.     while (battery_low)
  18.     {
  19.       rgb_off();
  20.       motor.disable();
  21.  
  22.       bat_voltage = return_voltage_value(BAT_VOLTAGE_SENSE_PIN);
  23.       if (bat_voltage >= (min_voltage + 0.5)) {
  24.         Serial.print(driver.voltage_power_supply);
  25.         Serial.println("V");
  26.         Serial.print(bat_voltage);
  27.         Serial.println("V battery ok");
  28.         digitalWrite(ACTIVE_PIN, 0);  //电池电压恢复则常亮，需reset重启
  29.         //battery_low = 0;
  30.       } else {  //电池电压低闪灯
  31.         if (millis() % 500 < 250)
  32.           digitalWrite(ACTIVE_PIN, 0);
  33.         else
  34.           digitalWrite(ACTIVE_PIN, 1);
  35.       }
  36.     }
  37.   }
  38. #endif
  39. }

return_voltage_value(int pin_on)

  1. double return_voltage_value(int pin_no)
  2. {
  3.   double tmp;
  4.   double ADCVoltage;
  5.   double inputVoltage;
  6.   analogSetPinAttenuation(pin_no, ADC_6db);  //制定引脚输入衰减
  7.  
  8.   for (int i = 0; i < 20; i++)
  9.   {
  10.                     //默认12位分辨率
  11.     ADCVoltage = analogReadMilliVolts(pin_no) / 1000.0;
  12.     inputVoltage = (ADCVoltage * R1_VOLTAGE) / R2_VOLTAGE;
  13.  
  14.     tmp = tmp + inputVoltage + ADCVoltage; 
  15.                                 // formula for calculating voltage in i.e. GND
  16.   }
  17.   inputVoltage = tmp / 20;
  18.   if(inputVoltage!=0)
  19.     inputVoltage = inputVoltage + 0.001;
  20. /*
  22.   for (int i = 0; i < 20; i++)
  23.   {
  24.     tmp = tmp + analogRead(pin_no);
  25.   }
  26.   tmp = tmp / 20;
  28.   ADCVoltage = ((tmp * 3.3) / 4095.0) + 0.165;
  29.   inputVoltage = ADCVoltage / (R2_VOLTAGE / (R1_VOLTAGE + R2_VOLTAGE)); 
  30.                     // formula for calculating voltage in i.e. GND
  31. */
  32.  
  33.   return inputVoltage;
  34. }

有关OTA的问题没有探讨

最后、原作者代码很乱、引以为戒。

编译成功了！重装了好几个库，不知道是不是我的版本不对~

项目v1,v2的代码和实现方法有了简要的理解，嗯~ ~ ~ 对我的工作还是比较满意~硬件电路比较简单啦~ 看看作者给的原理图基本上就清晰啦！！总之，这个项目就这样吧，如果以后想继续研究SimpleFOC和Kalman的原理和代码实现的时候，再更新这个专栏吧~ ~ ~  ！

加油学习~ 多看项目~ 多学原理~

一定要多看原理，不要单纯复刻，烧录谁不会

再次感谢大佬提供的开源项目！！！

最后附上大佬的B站链接：455555菌的个人空间_哔哩哔哩_Bilibili

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