基于ESP32-C3的月球灯

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零、模型说明

月球模型链接：https://www.thingiverse.com/thing:3242080
法兰、底座模型见附件（.SLDPRT文件为SW 2020创建，请使用2020以上版本打开）。

月球模型需要向热床反法向偏移一定距离，使其具有一定的基准平面安装底座。
接着导入法兰模型，调整到合适的位置使其两者能够良好吻合。
然后合并两者模型，或者直接进行切片（直接切片会有略微挤出溢出-走线重复）。
最后导入打印机打印。
（打印效果见Figure7）

法兰孔建议嵌入M3的土八螺母/铜嵌螺母以获得更好的装配效果。
装配的螺丝采用M3x26（？好像是这个参数，模型不在手边有点忘了，更长也无所谓）。

（好久之前打印的月球模型，当时打印机调教得不好，层纹还是很明显。）

一、效果展示

基于ESP32-C3的月球灯

Figure1 实物图1

基于ESP32-C3的月球灯

Figure2 实物图2

基于ESP32-C3的月球灯

Figure3 爆炸图

二、硬件设计

控制器需要尽可能小巧，因此需要采用体积较小的元件。

2.1 MCU

MCU采用ESP32-C3-MINI-N4，该封装外形小巧，且相对于QFN芯片更易于焊接、外围阻容少。
内置USB JTAG控制器，可以直接使用USB进行烧录，省下一颗USB-TTL芯片的成本和空间（虽然ESP32-C3成本比较高）。
具有WIFI和蓝牙功能，可以接入物联网平台。

2.2 电源管理

电源管理需要满足电池的充电、系统供电的分配和控制。电源架构如下图所示：

基于ESP32-C3的月球灯

Figure4 电源架构

电源管理采用ETA6002。

2.3 灯光

那必须要有 R！G！B！
采用了较为主流的WS2812b灯珠。选用更小封装的型号可能会更好，但由于手头还有不少5050封装的，因此就直接用了。
由于空间有限，只放进了两颗，亮度比较有限。
但，应该没人用这玩意照明吧？

2.4 电池

选用了一个尺寸为L35W30H10mm的聚合物电池，容量为1000mAh。
电池链接：https://item.taobao.com/item.htm?id=589740856789&spm=a1z10.1-c.w4004-22660760862.4.2c3e7f05jPE9V6&skuId=4258503775257
（卡其色 103035-1000毫安）

三、软件设计

3.1 按键功能

在按键功能方面，软件需要实现：灯光的开关、灯光亮度切换、灯光颜色的切换。
本项目采用了单个按键的功能复用实现。
分别为：

KEY1长按：发光开/关
KEY1双击：发光颜色切换（预设5种）
KEY1单击：亮度切换（8个亮度等级）

在按键功能复用上，调用了OneButton库予以实现。

3.2 WS2812b控制

WS2812b是一款可编程的RGB灯珠，可以通过程序进行控制。
本项目采用了FastLED库予以实现控制。

3.3 低功耗&物联网

目前续航效果较差，亮度最高状态下约能连续使用6h。
因此，希望通过让MCU闲时进入低功耗状态以降低MCU的部分功耗、提高续航。

物联网后可以使用APP查看灯的状态、控制灯的状态或者接入米家灯。

目前这两个功能仍在开发中（咕咕）。

四、更多图片

基于ESP32-C3的月球灯

Figure5 实物图3

基于ESP32-C3的月球灯

Figure6 实物图4

基于ESP32-C3的月球灯

Figure7 实物图5

基于ESP32-C3的月球灯

Figure8 实物图6（该侧为Type-C接口和复位按键-需要顶针）

基于ESP32-C3的月球灯

Figure9 实物图7（该侧为多功能按键）

基于ESP32-C3的月球灯

Figure10 实物图8

附录

附录1：源代码

#include <Arduino.h>
#include <FastLED.h>
#include "OneButton.h"

// FastLED
#define NUM_LEDS 2             // LED灯珠数量
#define DATA_PIN 10              // Arduino输出控制信号引脚
#define LED_TYPE WS2812         // LED灯带型号
#define COLOR_ORDER GRB         // RGB灯珠中红色、绿色、蓝色LED的排列顺序
 
uint8_t max_bright = 255;       // LED亮度控制变量，可使用数值为 0 ～ 255， 数值越大则光带亮度越高
 
CRGB leds[NUM_LEDS];            // 建立光带leds

// OneButton
#define button1_Pin 5
OneButton button1(button1_Pin, true);

// 变量
unsigned char status=0; // LED开关状态
unsigned char brightness=0; // 亮度状态
unsigned char colorStatus=0;  // 颜色状态

// 函数
void click1()
{
  if(status)
  {
    brightness+=32;
    FastLED.setBrightness(brightness);
    FastLED.show();
    if(brightness<10)
    {
      brightness=0;
    }
  }
}

void doubleclick1()
{
  if(status)
  {
    colorStatus++;
    switch(colorStatus)
    {
      case 0: fill_solid(leds, 2, CRGB::White);break;
      case 1: fill_solid(leds, 2, CRGB::LightBlue);break;
      case 2: fill_solid(leds, 2, CRGB::LightCoral);break;
      case 3: fill_solid(leds, 2, CRGB::Pink);break;
      case 4: fill_solid(leds, 2, CRGB::MediumPurple);break;
      case 5: fill_solid(leds, 2, CRGB::Gold);break;
      case 6: colorStatus=0;
    }
    FastLED.show();
  }
}

void longPressStart1()
{
  status=!status;
  if(status & brightness==0)
  {
    brightness=128;
  }
  else if(!status)
  {
    brightness=0;
  }
  FastLED.setBrightness(brightness*status);
  FastLED.show();
}

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  LEDS.addLeds<LED_TYPE, DATA_PIN, COLOR_ORDER>(leds, NUM_LEDS);  // 初始化光带 
  FastLED.setBrightness(brightness);                            // 设置光带亮度
  fill_solid(leds, 2, CRGB::White);
  FastLED.show();
  
  button1.attachClick(click1);
  button1.attachDoubleClick(doubleclick1);
  button1.attachLongPressStart(longPressStart1);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  button1.tick();
  delay(50);
}

链接：https://oshwhub.com/carele_i/moonlight

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零、模型说明

一、效果展示