基于ESP32的低功耗蓝牙暗室定时器

描述

显影就是让曝光的胶片或相纸发生一系列的化学反应。它涉及带出曝光图像的“显影”，停止显影化学反应以冻结图像的“停止”，以及消除介质光敏性以便在正常光线下观看的“定影”。所有的化学反应都对数量、温度和时间敏感，不同的胶片和显影液对显影时间的要求也不同。显影时间过长或过短都会改变图像的质量。

有一个小众类别的暗室计时器应用程序，但我对它们有两个关键问题。首先，有些提供“暗室”模式，将界面全部变为红色，但这并不能阻止通知或意外滑动中断并导致曝光错误。其次，由于化学物质，暗室是潮湿的地方。这在手机上效果不佳。

所以，我决定构建自己的解决方案！

设计

 

暗室计时器应用程序具有一个关键优势：开发时间选择。由于胶片、显影剂、温度等的所有组合，显影时有多种选择可供选择。因此，我选择不为计时器本身设计任何类型的界面——而是选择将界面实现为应用程序，并使用低功耗蓝牙将时间选择传输到计时器。

计时器本身只需要一个按钮来启动计时器。每个计时器完成后，它会前进到下一个计时器（鉴于开发是一个三步过程，每个步骤都需要一个不同的计时器）。

电子产品

 

对于定时器本身，没有界面意味着它可以非常简单：它只需要一个四位七段显示器，一个启动/跳过当前定时器的按钮，以及一种调节亮度的方法。对于显示器，Adafruit 有一个完美的红色 1.2 英寸显示器，可通过 I2C 接口。为了控制显示和接收时间，我选择了基于ESP32 的TinyPico ，因为它内置了 BLE 模块、I2C 引脚和模拟引脚。瞬时按钮启动定时器，连接到模拟引脚的电位器设置显示屏的亮度。当每个计时器完成时，蜂鸣器也会响起。

软件

 

该应用程序的数据来自电影社区网站，该网站拥有广泛的电影和开发商数据库。这是我在 iOS 开发中使用新的（差不多）SwiftUI 界面设计功能的第一个项目，它使将数据模型连接到一系列下钻表变得轻而易举。它似乎没有长期使用的所有自定义选项，UITableView但对于简单的需求，它要好得多。在应用程序中，我还添加了定义自定义计时器序列的功能。

 

为了在 BLE 消息中将选定的时间集发送到计时器，我设计了一种自定义数据格式，将整数数组编码为字节数组。消息的第一个字节包含“开始字符”，ASCII 码0x02，第二个字节是一个无符号整数，它是消息中定时器的数量，然后消息的其余部分是该长度中指定的两个字节对的数量少量。每对都是无符号的 16 位秒整数。消息的最后部分是 ASCII 代码0x03，表示消息结束。

发送：

func send(times: [UInt16]) {
    var message = Data()

    message.append(MessageStart)
    
    message.append(UInt8(times.count))

    times.forEach { time in
        let parts : [UInt8] = [
            UInt8(time & 0x00FF),
            UInt8(time >> 8)
        ]
        parts.forEach { part in
            message.append(part)
        }
    }

    message.append(MessageEnd)

    if let clockDevice = self.clockDevice, let clockCharacteristic = self.clockCharacteristic {
        clockDevice.writeValue(message, for: clockCharacteristic, type: CBCharacteristicWriteType.withResponse)
    }
}

收到：

bool readBLE() {
  std::string value = pCharacteristic->getValue();
  if (value.compare(lastBLEValue) == 0) {
    return false;
  }
  lastBLEValue = value;
  const char* bytes = value.c_str();
  int l = value.length();
  if (bytes[0] != MESSAGE_START) {
    return false;
  }
  int length = uint8_t(bytes[1]);
  if (length >= MAX_LENGTH || length == 0 || bytes[2 + (length * 2)] != MESSAGE_END) {
    return false;
  }
  for (int i = 0; i < length; i++) {
     timerSet[i] = uint16_t(bytes[(i * 2) + 2]) | (uint16_t(bytes[(i * 2) + 3]) << 8);
     Serial.printf("Seconds: %d\n", timerSet[i]);
  }
  currentTimersN = length;
  return true;
}

在 GitHub 上查看完整代码

外壳

 

我在 Fusion360 中为外壳建模。这些部分是：

• 外壳
• 穿孔板的支架
• 垫片将显示屏与机箱正面齐平
• 电位器旋钮
• 按钮的圆顶形盖

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