智能家居控制器 SmartKB32_v2 - 嘉立创EDA开源硬件平台

# # 作为一个嵌入式爱好者，对各类设计软件运用的需求不同，对键盘快捷键的使用率也不同，市面上的键盘，对宏定义的层数没法完全兼容每款软件的需求，许多客制化键盘或多或少会带有旋钮功能，但大都只是调节电脑音量、屏幕亮度等，且旋钮都在键盘右侧，无法便捷与设计需求，因此我结合了键盘及SmartKnob的设计，将其合二为一，并且接入了Surface dial且采用了左手设计提高了智能旋钮的利用率，配合鼠标及键盘上的多重键位映射表，实现更快捷的工作需求。 而本设计可控制自研的一些用电设备（包括智能台灯，桌面电源等）。 作为一个懒癌患者，忘记各类账号密码是常有的事，所以本设计支持指纹识别一键输入账号密码及电脑开机密码等 # **本项目开源所有硬件及软件。** **开源程序源文件，会不定时更新固件** **仅限个人学习复刻，未经作者允许，禁止商用。转载或引用需注明原作者与工程链接** # 最低每套成本仅120！！！ ### （2024.5.6）本次更新点！！！ * **新增3205B电机版替换原有的2804电机（3205B电机货源充足可放心复刻）** * **重构映射表生成器，采用更简单易懂的交互界面设置新的映射表，可以对每个按钮单独设置为鼠标或键盘等** * **新增旋钮功能自定义，一层映射表可定义一种功能，可随映射表的切换而切换旋钮功能** # # **视频地址：** [智能家居控制器（SmartKB32）](https://b23.tv/N9h1bWg)

**源代码开源地址**：[智能家居控制器（SmartKB32）](https://gitee.com/jiawenling/smart-kb32_v2)

**固件附烧录器、3D打印文件、SD卡配置文件地址**：见附件（已于2024.3.7更新至最新版固件） **键位映射表生成器**：[跳转至附件](#section1)

**更多疑问进群了解**：Q群(559484463) # 1. 利用SD卡中的JSON文件添加或修改键位映射，理论上可以预存上百款APP映射表 2. 利用SD卡中的JSON文件配置密码管理器，理论上可以预存256个账号密码 3. 内置时钟芯片，可定时开关某设备，联网时会以网络时钟为主 # * 双TypeC设计，其中一端为12V供电使用，另一端采用了正反插设计，正插为主控的OTG接口，反插为副控的串口转USB接口 * **surface dial** 与原版功能相同，（*dial控制与键盘屏幕控制共用一套控制，通过键盘第X7Y1按钮实现两者的切换*） * 可同时模拟键盘、鼠标、游戏手柄、Surface Dial等 **一键休眠功能**：通过双按键（X1Y1+X1Y5)实现双按键的休眠功能，触发时可保存当前智能设备的状态并关闭所有联动智能设备 **一键开机功能**：通过双按键（X1Y1+X2Y5)实现双按键的开机功能，触发时可通过上次休眠时所保存的设备状态使设备进入此前状态 **对智能家居设备的控制：** 可通过智能台灯控制区域按钮实现对智能台灯的色温及亮度控制，及键盘屏幕跳转到台灯控制弹窗界面，可利用旋钮进行精细的色温及亮度调控。 可通过桌面电源控制区域按钮实现对桌面电源的控制，控制采用了双层键位映射，实现点按开关及双按键实现pwm控制（pwm接口仅限两个） ***可能有望实现的功能**：* 1. *电脑上位机开发* 2. *手机APP开发* #     #   #  #  **映射表生成器2.0：**支持对旋钮功能的自定义，允许每个映射表定义一种旋钮功能用于电脑控制。同时键盘支持每个按键分别模拟成键盘、鼠标，游戏手柄等输出。 **下一步升级方案：** 可能会集成到模块内部，无需手动将映射表移入SD卡中。 # ##### 本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。 # ## **一、.键盘旋钮输出map数组，修改映射表时会更新此数组** ``` C++ /** * @brief 旋钮输出数组 * * 规范化 * |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 | * |KEYOUT_TYPE |值（键值\X轴）|权重（键值\X轴）|null（键值\权重）|电机可以运动的个数|电机位置|电机每一步的度数| * |未定义 |值（键值\Y轴）|权重（键值\Y轴）|null（键值\权重）|正常旋转时的制动强度 |超出界限后的制动强度|每一步所代表的值| * |KEYOUT_TYPE |键值|键值|键值| */ uint8_t dial_map[3][7] = { {KDial, 1, 20, NULL, NULL, NULL, 0x1e}, // 顺时针 {KDial, 1, 20, NULL, 0x0a, 0x14, 0x08}, // 逆时针 {KDial, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // 按下 }; /** * @brief 键盘输出数组 * * 规范化 * |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 | * |KEYOUT_TYPE |键值 |键值 |键值 |键值 |键值 |键值 | */ uint8_t key_map[17][7] = { {KBpress, (char)' ', NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X2Y1 {KBpress, KEY_RIGHT_CTRL, (char)'s', NULL, NULL, NULL, NULL}, // X2Y2 {KBpress, KEY_RIGHT_CTRL, (char)'a', NULL, NULL, NULL, NULL}, // X2Y3 {KBpress, KEY_RIGHT_CTRL, (char)'z', NULL, NULL, NULL, NULL}, // X2Y4 {KBpress, KEY_DELETE, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X3Y1 {KBpress, KEY_LEFT_ARROW, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X3Y2 {KBpress, KEY_HOME, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X3Y3 {KBpress, KEY_RIGHT_CTRL, (char)'x', NULL, NULL, NULL, NULL}, // X3Y4 {KMouse_move, 127, 127, 127, 137, NULL, NULL}, // X4Y1 {KMouse_press, MOUSE_LEFT, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X4Y2 {KBWrite, (char)'h', (char)'e', (char)'l', (char)'l', (char)'o', NULL}, // X4Y3 {KDial, DIAL_PRESS, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X4Y4 {KBpress, KEY_RIGHT_ARROW, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X5Y2 {KBpress, KEY_END, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X5Y3 {KBpress, KEY_RIGHT_CTRL, (char)'v', NULL, NULL, NULL, NULL}, // X5Y4 {KBpress, KEY_RETURN, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}, // X6Y3 {KBpress, KEY_BACKSPACE, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL} // X6Y4 }; ``` ## **二、.json文件书写规范**：（可通过web自动生成，[web见附件](#section1)） ### **键盘映射表**添加方法：直接将新的映射表Json文件移至SD卡的keymap文件夹中即可 ``` json { "X2Y1": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X2Y2": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X2Y3": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X2Y4": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X3Y1": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X3Y2": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X3Y3": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X3Y4": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X4Y1": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X4Y2": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X4Y3": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X4Y4": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X5Y2": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X5Y3": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X5Y4": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X6Y3": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "X6Y4": [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00],      "DIALR": [0x07, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1e],      "DIALL": [0x07, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0a, 0x14, 0x08],      "DIALB": [0x07, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00] } ``` # ## **一、组装结构爆炸图**  # 主控部分：通过蓝牙与电脑通信，实现蓝牙键盘功能 通过espnow实现与自制设备通信 利用MPU6050实现foc旋钮闭环控制 利用WM8978实现音效功能 副控部分：通过wifi和点灯科技实现手机远程控制，及与米家设备联动控制，及支持小爱音箱语言控制 利用74HC165芯片实现对每个按键状态的采样 利用74HC595芯片实现对状态指示灯的控制 利用DS1302芯片实现定时功能的准确性 利用Max4466实现声音采样 #

**利用官方烧录器进行固件烧录，附件中附带了官方烧录器**

**主控烧录**

**副控烧录**

# **键盘pcb打板厚度为1.6mm** **屏幕和电机驱动版pcb打板厚度为1.0mm（3205B去限位版云台电机打板厚度为1.6mm）** **键盘定位板厚度为1.5mm** **电机中间采用M2.5*27mm的铜柱焊接固定（3205B去限位版云台电机采用M2.5*2mm的铜柱）** **电机 云台电机2804 或 3205B去限位版云台电机** **径向磁铁 ：外径10mm 内径6.3mm 厚度2mm（3205B去限位版云台电机不需要）** # # # **其他** 2023.7 开始各种模块的打样测试 2023.9 开始功能框架架构及UI界面设计 2023.10.14 新增Surface dial功能，部分按钮新增防连击功能，优化按钮按下传输协议 2023.10.21重新定义键位顺序枚举， 优化键位触发发送协议以支持改键位映射代码 2023.10.26 完成各种模块的验证并完成集成电路设计，开始打样 2023.10.27 外壳设计完成 2023.11.13 完成样板的测试，开始外壳的打印申请 2023.12.5 完成样品组装及测试，进入医学生的考试月......(漫长的等待中） 2024.1.5 新增加部分按钮弹窗提示功能，优化部分功能并转用rtos系统开发 2024.2.3 新增旋钮对键位映射修改方法 2024.2.4 优化键位映射表切换程序 2024.2.7 新增番茄时钟定时器 2024.3.3 新增有线键盘、鼠标、手柄、surface dial；剔除无线键盘、无线鼠标 2024.3.31 新增基于HTML5的键位映射表生成器 2024.5.6 新增3205B去限位版电机对2804电机的替换设计，重新设计键位映射表生成器 ## 映射表生成器见附件中的(SmartKB32_2.0.html)文件