X-Knob:基于无刷电机的力反馈智能旋钮


X-KNOB

去年(2021)网上冲浪发现了smart_knob,心动不已。但一番了解后,马上被缺货的“天价”无刷电机劝退。最近在刷 B 站时发现 @455555菌 和 虫二大佬(@fywbcchong2)开源的Super Dial 电机旋钮屏,这就到我动手玩一玩的时候了。

  • Super Dial 电机旋钮屏替换了原 smart_knob 的“昂贵电机”且采用了直筒设计,个人觉得更为美观。
  • 另外,smart_knob 作者在项目中提到未来想使用 lvgl 来设计 UI,之前我也玩过 X-TRACK,UI 极其丝滑。当时基于稚晖君的Peak 修改了部分硬件在 ESP32 上把玩了一番Deck。因此,本项目将会是 Smart Knob + Deck(X-Track UI) 的一个合成版。故我把它称为 X-Knob。

Demo video

演示视频

开源链接_X-Knob

3D CAD

上图(3D 装配图)来自455555菌的视频

X-KNOB 支持的特性:

  • [x] X-TRACK UI 框架
  • [x] 7 种旋钮模式:边界限制、棘轮、回弹等模式的组合
  • [x] 实现基于 LVGL 框架下 smart-knob 的 UI
  • [x] Surface Dial

待支持的特性:

  • [ ] 基于 ESP32-S3 USB CDC 实现类似 Electron_Bot 的电脑配件模式

实现记录

LVGL

基于已有框架增添自己的图片:

UI 设计工具:

SimpleFOC

X-TRACK

消息通信机制

  • Subscribe/Unsubscribe:订阅者向发布者发起/取消订阅
  • Publish: 发布者向订阅者发布消息

    • 当发布者调用此函数时,消息通知框架将会依次调用各个订阅者通过SetEventCallback() 函数注册的回调函数。
  • Notify: 订阅者向发布者主动发送消息

    • 当订阅者调用此函数时,消息通知框架将调用发布者通过SetEventCallback()函数注册的回调函数。
  • Pull: 订阅者主动向发布者拉消息

    • 消息框架将调用发布者注册的回调函数。这种情况下,发布者注册的 callback 是判断EVENT_SUB_PULL事件,将信息填充到订阅者指定的 buf 中

个人理解:刚开始接触 X-TRACK 的消息通信框架时,看到 Subscribe 调用,以为这是标准的 Pub/Sub 模型,Pulblish 调用向所有订阅者发布消息,额外的 Notify 调用可以指定某个订阅者发送特定消息。但是实际用起来发现跟我想得不一样,Notify 调用是订阅者向发布者发送消息。所以这里的 Pub/Sub 更向是 Server/Client 的架构,Sub 通过 Subscribe 调用类似 client 的 connect 调用发起连接。不过对 publisher 来说, publish 调用省去了 server/client 模式下对 server 对 client 的管理逻辑。

硬件

结构上可优化的点:

  • 屏幕固定不稳,容易晃动,导致屏幕显示和面板对不齐出现黑边:适配件应该开更深的孔?
  • 上下结构件互相摩擦,有一些噪音

电路问题:

  • 需要去掉 USB 接口到 ESP32-S3 GPIO19 和 GPIO20 的两个电容,去掉后可正确识别出 USB 串口,可以直接通过改串口下载程序

参考项目

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