简介

点击查看本项目的前世。
本项目迭代了两个硬件版本。
第一版: L298N H桥芯片+钮子开关双电源切换+温湿度传感器+光照传感器+双光耦。
第二版: AT8870 H桥芯片，移除钮子开关，增加OLED接口和位置，移除光照传感器。移除一个光耦。增加三个按键。

本项目包含了一个AT8870 H桥驱动，用于驱动电机。以及外置一个雨滴传感器接口，板载一个温湿度传感器。ART-Pi板载的AP6212无法接入涂鸦，所以改为使用涂鸦WB3S模块，通过MCU接入方式连接涂鸦云，操作系统采用RT-Thread，将涂鸦MCU SDK集成到RT-Thread项目中。MCU开发IDE使用RT-Thread Studio。

硬件是基于ART-Pi的扩展板，排针根据ART-Pi扩展引脚设计，本项目的软件必须配合本硬件以及ART-Pi使用才能连接涂鸦云。脱离ART-Pi单独使用时也可以作为外接的电机驱动板来用。

使用RT-Thread接入涂鸦的，大概我这个项目是本站（全网）第一个？

硬件设计

1. 电源

因为电机需要24V输入，电源方案： 电源从扩展板输入24V，通过扩展板的板载TPS54331将24V转为5V，然后通过P1的+5V_USB引脚向ART-Pi供电。24电源DC口设计了过压、过流保护电路。

2. 电机驱动

电机驱动使用了单通道H桥电流控制电机驱动器AT8870。特点:
●宽电压供电，6.5V-38V
●低RDS(ON)电阻
●PWM电流整流/限流
●支持低功耗休眠模式
●过温关断电路
●短路保护
●欠压锁定保护
●自动故障恢复
●3.6A峰值驱动输出，2A持续输出能力
原计划使用了电子推杆，直接给24V即可驱动，正负极换向即可反方向运动。结果测试过程中Boom了一个AT8870，看来AT8870驱动能力不够，所以demo改为驱动小电流的电机，用来拉个窗帘或者卷帘还是OK的。

3. 雨滴检测

外置雨滴检测模块，原计划通过板载LM393比较器来判断是否下雨。 最后决定直接使用ART-Pi的ADC来检测。由于不需要太高的速度，所以就没有使用DMA了，而且似乎RTT框架也没有封装ADC的DMA？所以就直接使用一个任务循环检测就好了。 雨滴检测接口也预留了数字输入，也通过外置模块高低电平产生的中断来判断是否下雨。

4. 温湿度检测

没有使用常见的SHT31，而是使用TI的HDC1080DR，而且它更便宜啊。最终把它设计到板子右上角，通过槽孔隔离，底层通孔开窗，尽量减少板子自身发热对温度测量的影响。

5. 按键

1. 配网按键：按键进入配网状态，可以在smartconfig和ap config之间切换。
2. 关窗按键：按下会进入关窗操作（旋转电机），中间再按可以暂停，然后再按继续完成余下关窗操作。同时屏幕会显示正在关窗。
3. 开窗按键：按下会进入开窗操作（反向旋转电机）。操作逻辑同上。同时屏幕会显示正在开窗。

6. OLED 显示

显示内容：

• 时钟（软件RTC，使用了涂鸦模块NTP功能定期同步时钟）。
• 窗户状态
• 开关状态
• 实时天气（使用了涂鸦模块天气预报功能）
• 室内温湿度（板载HDC1080提供）
• 按键的时候提示正在开窗还是关窗
  OLED驱动芯片为SSD1315，全局刷新模式。初始化代码和网上流行的的略有差别。

Note：
>RTT和RTT Studio第一次接触，希望能一次性搞定所有代码。已有freeRTOS和CubeMX的基础，想来应该不是问题吧。
>第一次尝试使用多页原理图。还算顺利。

原理图所有阻容均支持嘉立创SMT基础库。

软件设计

• 软件工程由RT-Thread Studio中创建，由于涂鸦模块的MCUSDK处理了所有网络请求，所以没有使用任何RT-Thread软件包。项目使用了RT-Thread软件RTC。NTP时间同步以及天气信息获取都从MCU SDK实现。
• 项目充分利用了RT-Thread的多线程特性，使用事件来实现线程之间的相互通讯。
• 项目使用了RT-Thread自动初始化的特性，所以在main()中基本看不到其他初始化函数。
• RT-Thread 版本: 4.0.3
• RT-Thread Studio 版本: 2.0.0

关于OLED驱动和硬件I2C

一开始先尝试了RT-Thread的u8g2软件包，确实能很快驱动OLED屏幕。但是它使用了GPIO模拟I2C，却没有使用RT-Tread的软件I2C框架，而我的两个I2C设备都挂在这个I2C总线上，修改起来很麻烦。于是放弃软件I2C，改用硬件I2C，然后毫不意外遇上了传说中的STM32 I2C锁死问题，通过重新初始化解决。
驱动OLED遇到了很多问题，一开始使用局部刷新方式，但是会随机出现一些部分错位。然后改用全局刷新，却在开机的时候垂直错位4个bit。然后debug了很久，通过修改offset设置修复。但是发现运行久了还是会逐渐发生错位。这是一个很奇怪的现象，在其他芯片上没出现过这种问题。可能与I2C锁死的处理方式有关？需要进一步检查。

我还曾经尝试使用硬件I2C + DMA，折腾了2天之后才发现ART-Pi引出的I2C4只支持BDMA，而BMDA只能访问SRAM4，如果要使用DMA就要把buffer存放或者映射到SRAM4，这个...在CubeMX里面操作还比较麻烦，需要修改LD文件。于是暂时放弃。

关于HDC1080

HDC1080的调试也花了不少时间，最开始也曾经尝试使用RT-Thread的HDC1000软件包（与HDC1080兼容）。但是RTT注册了软件I2C1之后，软件包在初始化设备的时候却提示找不到i2c1。于是放弃。软件包使用了传感器框架反而使得初始化和访问变得很复杂。
改用硬件I2C之后，由于HAL进行了I2C读写封装，如果HDC1080直接使用HAL_I2C_MEM_Write（）会导致测量命令发送失败，读取温湿度也失败。网上资料很少，最后终于从国外网友的一篇帖子里面找到灵感，解决了它的读取问题。

源文件简要说明：

├─applications
│  │  app_event.c //事件和全局变量
│  │  app_event.h
│  │  app_gpio.c  //配网按键相关
│  │  app_oled_hwi2c.c //oled显示相关
│  │  app_ti_hdc1080.c //温湿度传感器相关
│  │  app_uart.c        //串口及天气相关
│  │  app_uart.h
│  │  app_window_control.c  //电机控制相关
│  │  main.c                //入口文件
│  │  oled.c                //OLED驱动相关
│  │  oled.h
│  │  oledfont.h            //OLED字体相关
|   |--mcusdk                //tuya MCU SDK

> 注：源码中的真实PRODUCT_KEY已移除。
>

Github地址

Github项目地址

图片

第二版实物	第一版3D预览

最后的建议

1. 尽量还是做一个电机部分的电源隔离，否则可能会对OLED显示产生干扰。
2. 如果不隔离，至少要增加一个扩展板5V输出防倒灌二极管。
3. 如果使用推杆这类无需调速的应用，还是继电器最佳。