社區事跡：

個人簡介

張潞（論壇號：zhanglu1012)，嵌入式工程師, 擅長嵌入式開發。

大賽作品賞析

1. RT-Thread創新應用設計大賽
基于CH32V103的多功能推桿

項目簡介：

“創意源于生活，工具始于懶惰。” 在參加RTT大賽前，老婆在用電腦時和我抱怨開機鍵太遠了，每次都要站起來才能夠得到放在顯示器后面的主機上的開關，十分的不方便。確實，如果主機箱放在桌子底下或者顯示器后面，要開機的話要么得彎腰要么得站起來才能夠到，所以為了讓老婆可以坐著就把機器打開，我開始著手設計了這個多功能推桿。 整體造型外觀參考了最近比較火的夫妻游戲《雙人成行》第一關里面那個吸塵器的推桿開關，結構中采用阻尼器/滾珠軸承等器件，使其非常具有質感和手感。功能上我構思不能只有電腦開關這么簡單地一個功能，于是內部采用CH32V103、霍爾編碼器，振動馬達驅動等外設構建了一個具有開關/線性控制，力感反饋推桿，通過自定義USB TYPE-C接口和HID協議，實現了對電腦的開關機、音量控制、鼠標/鍵盤/搖桿模擬、甚至可以針對不同應用實現快捷鍵等功能。

硬件說明

我認為一個想法要有完整的設計，不能只停留在開發板上，所以在前期我使用開發板完成了軟件功能的實現，后面又設計并打樣了PCB和機械結構，把開發板上僅有的一枚CH32V103焊到了自制的PCB板上，安裝到3D打印的DEMO模型中，所以比較晚才完成提交項目。接下來我將從硬件和機械兩部分進行介紹。

首先是硬件部分，整體的硬件架構如下圖所示：

作為一個推桿，編碼器是必須的，為了結構簡單而不失分辨率性能，我選擇了12bit分辨率的AD5600線性旋轉霍爾傳感器，通過IIC與主控CH32V103相連接。

為了絲滑推感同時增加可玩性，我增加了DRV2605和線性馬達作為力反饋，DRV2605內置多種震感波形，結合線性馬達可以提供多種力反饋特性，也通過IIC與主控相連接。

在推桿一端，我設計了一個DRV2605帶燈的微觸開關，微觸開關的開關量，結合搖桿的線性控制量可以實現很多功能。在推桿本體中設計了兩個并聯的LED作為裝飾燈光，通過定時器可以實現呼吸燈效果。

在對推桿如何連接電腦這塊，我思考了很久，為了讓推桿能夠實現電腦開關機功能，最簡單的方式就是將一個開關輸出量與主機開關鍵并聯，直接控制短接就能開機了。但這也就意味著要有兩根線直接與主機相連。為了讓推桿和電腦還能走USB協議，那么也就還要至少接上DM DP GND三根線，再想獲得下電腦當前開機狀態，那就還得再接兩根線到主機的POWER LED上（可能你會說，為啥不用USB連接狀態判斷？因為剛開機那會兒還沒建立USB連接，這個狀態不可靠啊），算下來這就七根線了，另外推桿模塊也需要供電，要么外接電池，要么再接一個VCC到電腦上，那就需要8個線了，其中4跟可以用USB micro接口，但另外四根就很難受了。

可能你會說，為啥不用USB來啟動呢？我也想到了，但是查了不少資料，都說現再新的電腦都不支持USB遠程喚醒關機了的電腦，想想也是，系統都關了，USB通訊也建立不起來啊，（當然也是有部分電腦可以通過BIOS加載USB設備來啟動，但我的電腦不支持。。）

所以在簡潔美觀性的追求下，我的目光聚焦到了USBType-C接口，標準Type-C接口有24P，其中包含兩組USB3.x的差分數據線，但那個線間距是真的小啊，而且半插半帖的連接器也不好焊，所以我選擇了12P的剪裁版Type-C接口，其中包括一組USB2.0的接線，一組CC控制引腳和SBU控制引腳，后面這兩組引腳一般用于正反差識別、快充協議上，而我這里用不到這些功能，就正好替代成主機開關鍵和開關機狀態讀取功能，這樣一個Type-C接口就搞定了8根線的需求。為了也能正反插，在中間用二極管搭了個換向處理結構，這部分電路如下圖所示：

整個硬件原理圖如下圖所示：

電子發燒友論壇榮譽

2021年RT-Thread創新應用設計大賽二等獎

優秀工程師評語

張潞參與社區設計比賽取得優異成績，創建個人專欄分享文章，電子發燒友社區特此制作社區工程師專題，以資鼓勵。

了解更多工程師專題：https://bbs.elecfans.com/collection_454_1.html