基于 ESP32-S3 的智能家居键盘 SmartKB32_v2 双模控制器设计

• 方案 A：2804 云台电机 + 径向磁铁
• 方案 B：3205B 去限位版云台电机

软件架构与关键实现

软件系统围绕'事件触发'和'配置管理'构建。

3.1 核心：按键映射表与触发事件

键盘的每个按键行为由'映射表'配置文件决定。

• 映射表：类似 Excel 表格，定义物理按键在不同条件下的动作。
• 动作类型：包含超过 230 种触发事件，如键盘事件、系统事件、智能家居事件等。

// 简化的映射表数据结构示例
typedef struct {
    uint16_t key_id;        // 物理按键的编号
    action_t tap_action;    // 单击时触发的动作
    action_t hold_action;   // 长按时触发的动作
    action_t knob_action;   // 配合旋钮时触发的动作
    uint8_t target_layer;   // 该按键所属的映射表（层）
} key_mapping_t;

// 动作类型枚举
typedef enum {
    ACTION_NONE,
    ACTION_KEYPRESS,        // 发送键盘按键
    ACTION_CONSUMER,        // 发送多媒体键
    ACTION_SWITCH_LAYER,    // 切换映射表
    ACTION_HOMEASSISTANT,   // 控制智能家居
    // ... 其他事件类型
} action_type_t;

创新点在于左侧特殊按键：长按执行普通功能，单击切换映射表。

3.2 双模连接与 Web 服务器

• 蓝牙/有线双模：固件实现标准 HID 协议，插入 USB 线自动有线模式，拔掉后自动蓝牙配对。
• 内置 Web 服务器：
  1. 键盘启动后创建 Wi-Fi 热点。
  2. 连接热点后访问管理地址（如 192.168.4.1）。
  3. 在网页上拖拽配置按键功能，保存至 SD 卡立即生效。

3.3 智能旋钮（FOC 控制）的实现

1. 角度感知：旋钮底部安装环形磁铁，MPU6050 测量磁场矢量计算旋转角度。
2. 力反馈（FOC）：ESP32-S3 控制电机产生反向扭矩，模拟机械旋钮刻度感。
3. 屏幕交互：OLED 屏幕显示当前模式下的参数，如亮度百分比或画笔大小。

如何开始你的复刻与开发之旅

4.1 获取资源

所有开发资源在开源平台仓库中，包含源代码、电路原理图、PCB 文件、3D 打印外壳文件及 BOM 表。

4.2 烧录与配置步骤

1. 硬件焊接与组装：按 BOM 表采购元件，焊接 PCB，组装结构件。
2. 烧录固件：
   • 使用 USB 线连接键盘到电脑。
   • 按住 Boot 按钮再按 Reset 按钮进入下载模式。
   • 使用官方工具将 .bin 固件烧录到芯片 0x0 地址。
3. 首次使用与配置：
   • 烧录完成后连接电脑识别为 USB 键盘。
   • 连接键盘 Wi-Fi 热点，浏览器访问配置页面。
   • 在'映射表管理'中导入预设配置或创建新配置。

4.3 二次开发建议

• 添加新的触发事件：在固件的事件枚举和处理函数中添加新逻辑。
• 修改 Web 界面：修改固件 data 目录下的 HTML/CSS/JS 文件。
• 接入其他智能家居平台：修改网络通信代码，接入 Home Assistant、MQTT 等协议。