ESP32 Aneroid Barometer using Squareline Studio and LVGL on CrowPanel Round display

1#include <Arduino.h>
2#include <lvgl.h>
3#include <Arduino_GFX_Library.h>
4#include <Wire.h>
5#include <Adafruit_BME280.h>
6
7extern "C" {
8  #include "ui.h"
9}
10
11// ---------- BME280 ----------
12Adafruit_BME280 bme;
13
14// Пинови за енкодерот од Radio.txt [cite: 244]
15#define ENCODER_CLK 4
16#define ENCODER_DT  42
17#define ENCODER_SW  41
18
19// Променливи за жолтата стрелка
20extern lv_obj_t * ui_Image5; // Дефинирано во ui_Screen1.h
21static float manual_pressure_set = 1013.0f; // Почетна вредност
22volatile long encoderValue = 0;
23long lastEncoderValue = 0;
24volatile int lastEncoded = 0;
25
26static const float ALTITUDE_M = 700.0f;   // твоја надморска висина
27static const float P_MIN_HPA = 950.0f;
28static const float P_MAX_HPA = 1050.0f;
29
30// update rate + smoothing
31static uint32_t lastReadMs = 0;
32static const uint32_t READ_PERIOD_MS = 1000;
33
34// “smoothed” pressure to avoid jitter
35static float p0_hpa_smoothed = 1000.0f;
36
37// ---------- NEEDLE LVGL OBJECT ----------
38// IMPORTANT: Ова мора да е точниот UI pointer за црната стрелка од SquareLine.
39// Отвори ui_Screen1.h и најди како се вика (пример: ui_ImageBlack или ui_needleBlack).
40// ТУКА стави го истиот.
41extern lv_obj_t * ui_Image2;   // <-- смени ако кај тебе е друго име
42
43// Ако 0° во код не ти е 950 позицијата, тука стави offset во степени.
44// Пример ако ти треба да ја ротираш “стартно” за -130°: NEEDLE_OFFSET_DEG = -130.0f;
45static const float NEEDLE_OFFSET_DEG = -131.0f;
46
47
48// -------------------- Panel constants --------------------
49static const uint16_t screenWidth  = 480;
50static const uint16_t screenHeight = 480;
51
52#define SCREEN_BACKLIGHT_PIN 6
53static const int pwmFreq = 5000;
54static const int pwmChannel = 0;
55static const int pwmResolution = 8;
56
57// -------------------- LVGL draw buffer --------------------
58static lv_disp_draw_buf_t draw_buf;
59static lv_color_t *buf1 = nullptr;   // LVGL color buffer (in PSRAM if possible)
60
61// -------------------- Display objects (same as factory) --------------------
62// NOTE: These pin mappings are copied from your factory .ino snippet.
63Arduino_ESP32RGBPanel *bus = new Arduino_ESP32RGBPanel(
64  16 /* CS */, 2 /* SCK */, 1 /* SDA */,
65  40 /* DE */, 7 /* VSYNC */, 15 /* HSYNC */, 41 /* PCLK */,
66  46 /* R0 */, 3 /* R1 */, 8 /* R2 */, 18 /* R3 */, 17 /* R4 */,
67  14 /* G0 */, 13 /* G1 */, 12 /* G2 */, 11 /* G3 */, 10 /* G4 */, 9 /* G5 */,
68  5 /* B0 */, 45 /* B1 */, 48 /* B2 */, 47 /* B3 */, 21 /* B4 */
69);
70
71// In factory they use Arduino_ST7701_RGBPanel + st7701_type5_init_operations
72// (these init operation arrays are provided by Arduino_GFX_Library for ST7701 panels)
73Arduino_ST7701_RGBPanel *gfx = new Arduino_ST7701_RGBPanel(
74  bus, GFX_NOT_DEFINED /* RST */, 0 /* rotation */,
75  false /* IPS */, screenWidth, screenHeight,
76  st7701_type5_init_operations, sizeof(st7701_type5_init_operations),
77  true /* BGR */,
78  10 /* hsync_front_porch */, 4 /* hsync_pulse_width */, 20 /* hsync_back_porch */,
79  10 /* vsync_front_porch */, 4 /* vsync_pulse_width */, 20 /* vsync_back_porch */
80);
81
82// -------------------- LVGL flush --------------------
83void my_disp_flush(lv_disp_drv_t *disp, const lv_area_t *area, lv_color_t *color_p)
84{
85  uint32_t w = (area->x2 - area->x1 + 1);
86  uint32_t h = (area->y2 - area->y1 + 1);
87
88#if (LV_COLOR_16_SWAP != 0)
89  gfx->draw16bitBeRGBBitmap(area->x1, area->y1, (uint16_t *)&color_p->full, w, h);
90#else
91  gfx->draw16bitRGBBitmap(area->x1, area->y1, (uint16_t *)&color_p->full, w, h);
92#endif
93
94  lv_disp_flush_ready(disp);
95}
96
97// -------------------- Backlight helper --------------------
98static void backlight_on(uint8_t level_0_255)
99{
100  ledcSetup(pwmChannel, pwmFreq, pwmResolution);
101  ledcAttachPin(SCREEN_BACKLIGHT_PIN, pwmChannel);
102  ledcWrite(pwmChannel, level_0_255);
103}
104
105static float seaLevelFromAltitude(float pressure_hpa, float altitude_m)
106{
107  // pressure_hpa = measured absolute pressure at altitude
108  // returns sea-level equivalent pressure
109  return pressure_hpa / powf(1.0f - (altitude_m / 44330.0f), 5.255f);
110}
111
112static float clampf(float x, float a, float b)
113{
114  if (x < a) return a;
115  if (x > b) return b;
116  return x;
117}
118
119static float pressureToAngleDeg(float p0_hpa)
120{
121  float p = clampf(p0_hpa, P_MIN_HPA, P_MAX_HPA);
122  float t = (p - P_MIN_HPA) / (P_MAX_HPA - P_MIN_HPA); // 0..1
123  return (t * 260.0f) + NEEDLE_OFFSET_DEG;
124}
125
126static void setNeedleAngleDeg(lv_obj_t *img, float angle_deg)
127{
128  // LVGL uses 0.1 degree units
129  int32_t a10 = (int32_t)lroundf(angle_deg * 10.0f);
130
131  // Ако не си го сетирал pivot во SquareLine:
132  // lv_img_set_pivot(img, 240, 240);  // <-- стави точни pivot координати за твојата стрелка
133
134  lv_img_set_angle(img, a10);
135}
136
137void IRAM_ATTR updateEncoder() {
138  int MSB = digitalRead(ENCODER_CLK);
139  int LSB = digitalRead(ENCODER_DT);
140  int encoded = (MSB << 1) | LSB;
141  int sum = (lastEncoded << 2) | encoded;
142
143  if (sum == 0b1101 || sum == 0b0100 || sum == 0b0010 || sum == 0b1011) encoderValue++;
144  if (sum == 0b1110 || sum == 0b0111 || sum == 0b0001 || sum == 0b1000) encoderValue--;
145
146  lastEncoded = encoded;
147}
148
149void setup()
150{
151  Serial.begin(115200);
152
153  // 1. I2C кон CrowPanel со зголемена брзина (400kHz)
154  Wire.begin(38, 39);
155  Wire.setClock(400000); 
156
157  bool ok = bme.begin(0x76);
158
159  float initial_p = bme.readPressure() / 100.0f;
160p0_hpa_smoothed = seaLevelFromAltitude(initial_p, ALTITUDE_M);
161
162  if (!ok) ok = bme.begin(0x77);
163  if (!ok) {
164    Serial.println("ERROR: BME280 not found!");
165    while (1) delay(1000);
166  }
167  
168  delay(200);
169  Serial.println("Boot...");
170
171  // 2. Вклучување на осветлувањето
172  backlight_on(220);
173
174  // 3. Иницијализација на дисплејот
175  Serial.println("gfx begin...");
176  gfx->begin(12000000); // Намалено на 12MHz за елиминирање на трепкањето
177  gfx->fillScreen(BLACK);
178
179  Serial.println("lv_init...");
180  lv_init();
181
182  // 4. Оптимизација на баферот во внатрешната RAM (SRAM)
183  // Ова го решава хоризонталното трепкање
184  size_t buffer_size = screenWidth * 40 * sizeof(lv_color_t);
185  lv_color_t *internal_buf = (lv_color_t *)heap_caps_malloc(buffer_size, MALLOC_CAP_INTERNAL | MALLOC_CAP_8BIT);
186
187  if (!internal_buf) {
188    // Ако нема доволно Internal RAM, користи PSRAM
189    internal_buf = (lv_color_t *)ps_malloc(buffer_size);
190    Serial.println("Warning: Using PSRAM for buffer");
191  }
192
193  lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf, internal_buf, NULL, screenWidth * 40);
194
195  // 5. Конфигурација на дисплеј драјверот
196  static lv_disp_drv_t disp_drv;
197  lv_disp_drv_init(&disp_drv);
198  disp_drv.hor_res = screenWidth;
199  disp_drv.ver_res = screenHeight;
200  disp_drv.flush_cb = my_disp_flush;
201  disp_drv.draw_buf = &draw_buf;
202  
203  // Исклучено full_refresh за побрзо цртање само на стрелката
204  disp_drv.full_refresh = 0; 
205  
206  lv_disp_drv_register(&disp_drv);
207
208  Serial.println("ui_init...");
209  ui_init();
210
211  // Иницијализација на енкодерот 
212  pinMode(ENCODER_CLK, INPUT_PULLUP);
213  pinMode(ENCODER_DT, INPUT_PULLUP);
214  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(ENCODER_CLK), updateEncoder, CHANGE);
215  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(ENCODER_DT), updateEncoder, CHANGE);
216
217  if (ui_Image5) {
218    lv_img_set_pivot(ui_Image5, 18, 150); // Жолта стрелка (исти димензии 50x240)
219    // Постави ја жолтата стрелка на почетна позиција (1013 hPa)
220    float startAng = pressureToAngleDeg(manual_pressure_set);
221    lv_img_set_angle(ui_Image5, (int32_t)(startAng * 10.0f));
222  }
223
224  // 6. Подесување на Pivot (Центар на ротација на стрелката)
225  if (ui_Image2) {
226    // x=25 (средина), y=220 (близу дното на стрелката)
227    lv_img_set_pivot(ui_Image2, 18, 150); 
228    Serial.println("Pivot adjusted.");
229  }
230
231  Serial.println("Done.");
232}
233
234// Помошна функција која LVGL ја повикува за да го менува аголот за време на анимацијата
235void set_needle_angle_anim(void * img, int32_t v)
236{
237    lv_img_set_angle((lv_obj_t *)img, v);
238}
239
240// Главна функција за активирање на анимацијата
241void update_needle_with_anim(lv_obj_t * obj, int32_t target_angle10)
242{
243    int32_t current_angle = lv_img_get_angle(obj);
244
245    // ЛОГИКА ЗА НАЈКРАТОК ПАТ:
246    // Го пресметуваме растојанието помеѓу моменталниот и новиот агол
247    int32_t diff = target_angle10 - current_angle;
248    
249    // Ако разликата е поголема од 180 степени (1800 единици), 
250    // значи анимацијата тргнала по подолгиот пат околу кругот.
251    // Со додавање/одземање на 3600 ја присилуваме да оди по краткиот пат.
252    if (diff > 1800) target_angle10 -= 3600;
253    else if (diff < -1800) target_angle10 += 3600;
254
255    lv_anim_t a;
256    lv_anim_init(&a);
257    lv_anim_set_var(&a, obj);
258    lv_anim_set_values(&a, current_angle, target_angle10); 
259    lv_anim_set_time(&a, 400); 
260    lv_anim_set_exec_cb(&a, set_needle_angle_anim);
261    lv_anim_set_path_cb(&a, lv_anim_path_ease_out); 
262    lv_anim_start(&a); 
263}
264
265void loop()
266{
267  static uint32_t last_tick = millis();
268  uint32_t current_tick = millis();
269  lv_tick_inc(current_tick - last_tick);
270 last_tick = current_tick;
271 
272 // Справување со енкодерот за жолтата стрелка
273  if (encoderValue != lastEncoderValue) {
274    // Секој чекор на енкодерот менува 1 hPa (можете да смените на 0.1 како кај радиото) 
275    float diff = (encoderValue - lastEncoderValue) * 1.0f; 
276    manual_pressure_set += diff;
277
278    // Ограничување во опсегот 950-1050 hPa [cite: 223, 331]
279    if (manual_pressure_set < 950.0f) manual_pressure_set = 950.0f;
280    if (manual_pressure_set > 1050.0f) manual_pressure_set = 1050.0f;
281
282    // Пресметка на агол и движење на жолтата стрелка [cite: 224, 225]
283    float yellowAng = pressureToAngleDeg(manual_pressure_set);
284    if (ui_Image5) {
285      lv_img_set_angle(ui_Image5, (int32_t)(yellowAng * 10.0f));
286    }
287
288    Serial.print("Manual Marker Set: ");
289    Serial.println(manual_pressure_set);
290
291    lastEncoderValue = encoderValue;
292  }
293
294  lv_timer_handler();
295
296  static uint32_t lastReadMs = 0;
297  static int32_t lastAngle10 = INT32_MIN;
298
299  if (millis() - lastReadMs >= 1000) { 
300    lastReadMs = millis();
301
302    float p_hpa = bme.readPressure() / 100.0f;
303    float p0_hpa = seaLevelFromAltitude(p_hpa, ALTITUDE_M);
304
305    // Филтерот може да остане 0.3f, анимацијата ќе го заврши останатото
306    const float alpha = 0.3f; 
307    p0_hpa_smoothed = (1.0f - alpha) * p0_hpa_smoothed + alpha * p0_hpa;
308
309    float ang = pressureToAngleDeg(p0_hpa_smoothed);
310    int32_t ang10 = (int32_t)lroundf(ang * 10.0f);
311
312    // Ажурирање со анимација
313    if (ui_Image2 && (lastAngle10 == INT32_MIN || abs(ang10 - lastAngle10) >= 3)) {
314      lastAngle10 = ang10;
315      
316      // ПОВИКУВАЊЕ НА АНИМАЦИЈАТА
317      update_needle_with_anim(ui_Image2, ang10);
318    }
319
320    // Serial испис
321    Serial.print("P0: ");
322    Serial.print(p0_hpa_smoothed, 2);
323    Serial.print(" hPa | Angle: ");
324    Serial.println(ang, 1);
325  }
326
327  delay(5);
328}