EEPW论坛

一、环境搭建。

这次活动开发板 Adafruit开发板 1528-5691-ND 主控为ESP32-S3。可以支持esp-idf、Arduino、microPython、CircuitPython。这次完成任务，我使用的是CircuitPython。

从https://learn.adafruit.com/esp32-s3-reverse-tft-feather/update-tinyuf2-bootloader-for-circuitpython-10-4mb-boards-only下载固件“tinyuf2-adafruit_feather_esp32s3_reverse_tft-0.33.0-combined.bin”，和CircuitPython的固件文件。使用flash tool先将固件烧入开发板。然后通过电脑将CircuitPython拖入U盘即可完成CircuitPython环境的搭建。开发工具我选择用thonny。

tinyuf2-adafruit_feather_esp32s3_reverse_tft-0.33.0-combined.zip

adafruit-circuitpython-adafruit_feather_esp32s3_reverse_tft-en_US-10.0.3.zip

二、驱动板载的全彩LED灯。

Adafruit-ESP32-S3-TFT-Feather板子上集成了一颗WS2812全彩LED灯。在CircuitPython下使用neopixel库来驱动。

import time
import board
import neopixel

pixel = neopixel.NeoPixel(board.NEOPIXEL, 1)

pixel.brightness = 0.3

while True:
    pixel.fill((255, 0, 0))
    time.sleep(0.5)
    pixel.fill((0, 255, 0))
    time.sleep(0.5)
    pixel.fill((0, 0, 255))
    time.sleep(0.5)

三、接近传感器的测试。

购买的器件中有一个接近传感器Littelfuse 接近传感器 18-59001-1-T-02-A-ND。测试了一下，是一个霍尔传感器。当有磁铁靠近探头时，就会短路，用来无接触地感知物体的接近。

import board
import digitalio
import time

# 初始化按键（假设按键连接在 GPIO0 引脚）
button = digitalio.DigitalInOut(board.D5)
button.direction = digitalio.Direction.INPUT
button.pull = digitalio.Pull.UP  # 上拉电阻

while True:
    if not button.value:  # 按键按下时读取值为 False
        print("磁铁靠近！")
        time.sleep(0.2)  # 简单防抖延时
    time.sleep(0.01)

四、基础任务1、实现颜色传感器驱动，按键获取当前颜色数据并可以通过串口或屏幕进行打印。2、实现板载RGB的全彩控制，实时显示当前获取的颜色

给Adafruit-ESP32-S3-TFT-Feather板子焊上了排针，使用面包板来连接DFRobot 颜色传感器。这里遇到一个问题。开发板的背面有电池接口，焊上排针后，排针没有比电池接口高多少。导致插入面包板时插不紧，时不时有接触不良情况出现。

TCS3200颜色传感器是一款全彩的颜色检测器，包括了一块TAOS TCS3200RGB感应芯片和4个白色LED灯，TCS3200能在一定的范围内检测和测量几乎所有的可见光。TCS3200有大量的光检测器，每个都有红绿蓝和清除4种滤光器。每6种颜色滤光器均匀地按数组分布来清除颜色中偏移位置的颜色分量。内置的振荡器能输出方波，其频率与所选择的光的强度成比例关系。

这里在使用TCS3200颜色传感器时，我使用一块TFT屏幕作为颜色的来源，所以就没有打开TCS3200颜色传感器上的LED灯。颜色只是识别红、绿、蓝三种颜色。在TCS3200颜色传感器初始化时进行一次使用白光的校准。然后每次按下按键就开始测量当前颜色，并在串口和屏幕打印识别信息。最后驱动LED灯显示对应的颜色。

#1、实现颜色传感器驱动，按键获取当前颜色数据并可以通过串口或屏幕进行打印；
import board  
import digitalio  
import time  
import neopixel  
import displayio  
import terminalio  
from adafruit_display_text import label  
from tcs3200 import TCS3200
import neopixel

pixel = neopixel.NeoPixel(board.NEOPIXEL, 1)

def detect_color(r, g, b):
    """
    智能颜色识别算法
    返回: 颜色名称字符串
    """
    total = r + g + b
    if total < 30: return "黑色"
    if total > 600: return "白色"
    
    # 计算各通道占比
    r_ratio, g_ratio, b_ratio = r/total, g/total, b/total
    
    # 基于比例和绝对值的综合判断
    if r_ratio > 0.45 and r > 80: return "RED"
    if g_ratio > 0.42 and g > 80: return "GREEN"
    if b_ratio > 0.42 and b > 80: return "BLUE"
    return "UNKNOWN"


# 初始化板载按键D0/BOOT0，按下接地  
button0 = digitalio.DigitalInOut(board.BUTTON)  
button0.switch_to_input(pull=digitalio.Pull.UP)

# 创建TCS3200对象  
color_sensor = TCS3200(s0_pin=board.A0,s1_pin=board.A1,s2_pin=board.A2,
                       s3_pin=board.A3,out_pin=board.A5 )

#首先做白平衡校准
color_sensor.calibrate_white_balance()  
# 主循环  
while True:  
    time.sleep(0.05)    
    # 读取按键0  
    if not button0.value:  
        print("button0按下")
        if color_sensor is not None:  
            try:  
                # 调用read_rgb方法读取颜色值  
                R_Val, G_Val, B_Val = color_sensor.read_rgb()    
                print("RGB: {:.3f},{:.3f},{:.3f}".format(R_Val, G_Val, B_Val),detect_color(R_Val, G_Val, B_Val))
                if detect_color(R_Val, G_Val, B_Val)=="RED":
                    pixel.fill((255, 0, 0))
                elif detect_color(R_Val, G_Val, B_Val)=="GREEN":
                    pixel.fill((0, 255, 0))
                elif detect_color(R_Val, G_Val, B_Val)=="BLUE":
                    pixel.fill((0, 0, 255))
                else:
                    pixel.fill((0, 0, 0))
                    
                
            except Exception as e:  
                print(f"读取颜色传感器错误: {e}")

校正

识别到红色。板载的全彩LED灯，在板子的背面，只能通过边上漏出的光看见显示的颜色。

基础任务3、实现蜂鸣器驱动，并播放八阶音符

手头有一个蜂鸣器模块。使用的是手机上的蜂鸣器。效果要比圆柱形蜂鸣器好一些。ESP32S3使用pwm方波，通过变换频率来变换音阶。

import board
import pwmio
import time  
pwm = pwmio.PWMOut(board.D13, duty_cycle=0, frequency=440, variable_frequency=True)  
  
  
# 8 音阶频率（C4, D4, E4, F4, G4, A4, B4, C5）  
note_names = ['C4', 'D4', 'E4', 'F4', 'G4', 'A4', 'B4', 'C5']  
frequencies = [261, 293, 329, 349, 392, 440, 493, 523]  
  
# 音符播放控制函数  
def play_note(note):  
    if note in range(len(note_names)):  
        names = note_names[note]  
        freq = frequencies[note]  
        print(f"Playing {names} at {freq} Hz")  
        pwm.frequency = int(freq)  
        pwm.duty_cycle = 2 ** 10  
    else:  
        print(f"Note {names} is not valid in the scale")  

# 停止播放音符  
def stop_playing():  
    pwm.duty_cycle = 0
    
note_index = 0  # 当前音符的索引  
 
while True:  
    stop_playing()  # 停止当前音符（如果正在播放）  
    play_note(note_index)  # 播放下一个音符    
    note_index = (note_index + 1) % len(note_names)  # 切换到下一个音符，若达到最后一个音符则从头开始                   
    time.sleep(1)  # 延时1秒