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挑战进阶任务

1. 蓝牙将测光结果回传到手机显示；

2. 通过手机远程控制舵机按压快门按钮；

蓝牙 BLE

简单介绍

ESP32-S3 是一款双核XTensa LX7微控制器，运行频率为240MHz。除了其内部的512KB SRAM外，它还集成了集成的2.4GHz、802.11b/g/n Wi-Fi和蓝牙5（LE）连接性，提供长距离支持。它有45个可编程GPIO，并支持丰富的外围设备。ESP32-S3 支持更大的高速八通道SPI闪存以及具有可配置数据和指令缓存的PSRAM。

ESP32-S3 支持 2.4GHz Wi-Fi（802.11 b/g/n），带宽支持为 40MHz。蓝牙低功耗子系统通过编码物理层和广告扩展支持长距离传输。它还支持更高的传输速度和数据吞吐量，具有 2Mbps 物理层。Wi-Fi 和蓝牙 LE 的射频性能在高温下仍然保持优越。

即此块开发板仅支持蓝牙BLE，不支持经典蓝牙。

库介绍

基于NimBLE的arduino-esp32蓝牙低功耗（BLE）库。这是一个更新和更低的资源替代原来的bluedoid BLE库esp32。使用闪存空间,少大约100 kb ram少50%相同的功能。几乎100%兼容现有的应用程序代码，包括迁移指南。

为了使用蓝牙BLE，安装了 NimBLE-Arduino 库，并且顺利运行其中的示例。

考虑到进阶任务有两个需求：

1. 开发板通过蓝牙将测光结果回传到手机，即需要一个 notify 属性；

2. 手机可以远程控制舵机按压快门，需要一个 write 属性。

即BLE程序至少需要两个属性，很简单。

蓝牙上报测光结果

任务拆解

BLE 广播，手机连接，读取 notify 消息即传感器光强度数值。

任务实现

简单来说，把任务封装成两个函数

1. setup_ble_server_task()

2. loop_ble_server_task()

setup_ble_server_task

1. 进行 BLE 初始化，调用 BLEDevice::Init("EEPW-DIY3") 创建一个 BLE 设备并命名为 EEPW-DIY3 并且广播名字也为这个；

2. 创建一个 server

3. 为这个 server 注册了回调函数，回调函数 MyServerCallbacks 负责管理 onConnect, onDisconnect() 等事件；

4. 设置这个 server 的 UUID；

5. 创建一个权限为 NOTIFY 的 characteristic ，指定 UUID 为 CHARACTERISTIC_UUID_TX；

6. 创建一个权限为 WRITE 的 characteristic，制定 UUID 为 CHARACTERISTIC_UUID_RX，并且绑定它的回调事件为 MyCharCallbacks()，舵机的启动就在这个回调函数中；

7. 启动广播；

loop_ble_server_task()

这个函数非常简单：

1. 只有当有设备连接到BLE时，才会调用函数 build_upload_msg() 把光照强度封装成字符串，然后通过 NOTIFY 属性上报给手机；

2. 此函数管理设备连接状态，当设备断开连接时，又重新开启广播。

构造光照强度上报信息

此函数仅仅把光照强度封装在字符串中，为了方便仅仅用一个字符串来表示。如果后期需要上报更多消息，可以封装成 JSON 格式方便解析和管理。

舵机

模块介绍

DFRobot DF9GMS是一个360度微伺服系统。它使用了一个塑料齿轮驱动器，而且轻而紧凑。它可用于各种应用程序和DIY产品，如玩具车、船、风车等。360度伺服系统的操作更类似于直流电机，而不是标准的伺服系统，因为只有旋转方向和速度可以控制。轴的内部也没有硬件停止，所以轴可以自由旋转。与普通的直流电机相比，360度伺服电机不需要额外的电机驱动器，而且是即插即用的，紧凑和方便。Arduino的控制方法也是一样的。当伺服系统在4.8 ~ 6V电源上工作时，扭矩可达到1.2 ~ 1.6Kg x cm。

需要注意360度舵机不能精准地控制旋转角度，只能控制方向和速度：

1. 控制舵机的输入参数范围[0, 180]。

2. 其中90度表示停转；小于90度表示顺时针旋转，从0~90速度越来越慢；

3. 大于90度表示逆时针旋转，从90~180速度越来越慢；

库介绍

安装的库是 ESP32Servo 库。

允许ESP32开发板使用Arduino语义控制舵机、蜂鸣器和模拟写入电机。该库可以控制多种类型的舵机。

该库利用ESP32的PWM定时器，最多可以控制16个独立通道上的舵机。

目前还没有尝试在同一通道上支持多个舵机。

舵机控制快门按钮

此任务模拟舵机控制快门按钮，实际上只是让舵机旋转一定的角度并回到原始位置即可。

任务拆解成两部分：

1. 舵机接收到命令开始旋转；

2. 持续一定时间后舵机往反方向旋转回到原始位置；

硬件连接

舵机有三根线：

1. 红色，接电源，需要5V供电，不然3.3V带不起来；

2. 棕色，接GND；

3. 黄色，控制管脚，PWM控制信号接在此管脚上，这里选择数字管脚16；

由于我的开发板是3V3供电，但是点击需要5V供电，因此用外部电源给电机供电，但是两个电源的GND连在一起。最后的实物连接如下图所示：

舵机控制

舵机初始化

初始化舵机，非常简单。

舵机旋转

舵机旋转用一个状态机来控制，先正转一定的时间，然后反转一定的时间，最后停止，结束状态机。

注意 my_snap_flag 表示值为时才开始转动舵机，这个变量只有在手机通过BLE的 WRITE 属性写入 snap 字符串时才置1，即手机控制舵机触发动作。

蓝牙回调

手机连接到BLE，往 WRITE 属性写入 snap 字符串，在 Server 端的 onWrite 回调中检查字符串为 snap 时，才调用 servo_snap_activate()，此时舵机才开始转动。

成果视频