wangrong
2026-08-24 beef6536e7c8dd3f5cbe8f73585611479910bea7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
#include <driver/gpio.h>
#include <driver/i2c_master.h>
#include <esp_adc/adc_cali.h>
#include <esp_adc/adc_cali_scheme.h>
#include <esp_adc/adc_oneshot.h>
#include <esp_err.h>
#include <esp_log.h>
#include <esp_timer.h>
 
#include "esp_idf_version.h"
#include "led/circular_strip.h"
#include "sdkconfig.h"
 
#include "application.h"
#include "button.h"
#include "codecs/es8311_audio_codec.h"
#include "config.h"
#include "sleep_timer.h"
#include "wifi_board.h"
 
#ifdef IMU_INT_GPIO
#include <esp_sleep.h>
 
#include "bmi270_api.h"
#include "i2c_bus.h"
#endif  // IMU_INT_GPIO
 
#ifdef CONFIG_IDF_TARGET_ESP32S3
#define TAG "esp_spot_s3"
#elif defined(CONFIG_IDF_TARGET_ESP32C5)
#define TAG "esp_spot_c5"
#else  // target
#error "Unsupported target"
#endif  // target
 
#ifdef IMU_INT_GPIO
namespace Bmi270Imu {
 
static bmi270_handle_t bmi_handle_ = nullptr;
 
esp_err_t Initialize(i2c_bus_handle_t i2c_bus, uint8_t addr = BMI270_I2C_ADDRESS) {
    if (bmi_handle_) {
        return ESP_OK;
    }
 
    if (!i2c_bus) {
        ESP_LOGE(TAG, "Invalid I2C bus for BMI270");
        return ESP_ERR_INVALID_ARG;
    }
 
    esp_err_t ret = bmi270_sensor_create(i2c_bus, &bmi_handle_, bmi270_config_file,
                                         BMI2_GYRO_CROSS_SENS_ENABLE | BMI2_CRT_RTOSK_ENABLE);
    if (ret != ESP_OK || !bmi_handle_) {
        ESP_LOGE(TAG, "BMI270 create failed: %s", esp_err_to_name(ret));
        return ret == ESP_OK ? ESP_FAIL : ret;
    }
    ESP_LOGI(TAG, "BMI270 initialized");
    return ESP_OK;
}
 
// Only used for deep sleep wakeup with wrist gesture interrupt
esp_err_t EnableImuIntForWakeup() {
    if (!bmi_handle_) {
        return ESP_ERR_INVALID_STATE;
    }
 
    const uint8_t sens_list[] = {BMI2_ACCEL, BMI2_WRIST_GESTURE};
    int8_t rslt = bmi270_sensor_enable(sens_list, 2, bmi_handle_);
    if (rslt != BMI2_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to enable BMI270 sensors: %d", rslt);
        return ESP_FAIL;
    }
 
    struct bmi2_sens_config config = {.type = BMI2_WRIST_GESTURE};
    rslt = bmi270_get_sensor_config(&config, 1, bmi_handle_);
    if (rslt != BMI2_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to get wrist gesture config: %d", rslt);
        return ESP_FAIL;
    }
    config.cfg.wrist_gest.wearable_arm = BMI2_ARM_RIGHT;
    rslt = bmi270_set_sensor_config(&config, 1, bmi_handle_);
    if (rslt != BMI2_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to set wrist gesture config: %d", rslt);
        return ESP_FAIL;
    }
 
    struct bmi2_int_pin_config pin_config = {};
    pin_config.pin_type = BMI2_INT1;
    pin_config.pin_cfg[0].input_en = BMI2_INT_INPUT_DISABLE;
    pin_config.pin_cfg[0].lvl = BMI2_INT_ACTIVE_HIGH;
    pin_config.pin_cfg[0].od = BMI2_INT_PUSH_PULL;
    pin_config.pin_cfg[0].output_en = BMI2_INT_OUTPUT_ENABLE;
    pin_config.int_latch = BMI2_INT_NON_LATCH;
    rslt = bmi2_set_int_pin_config(&pin_config, bmi_handle_);
    if (rslt != BMI2_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to set BMI270 INT pin: %d", rslt);
        return ESP_FAIL;
    }
 
    struct bmi2_sens_int_config int_config = {.type = BMI2_WRIST_GESTURE, .hw_int_pin = BMI2_INT1};
    rslt = bmi270_map_feat_int(&int_config, 1, bmi_handle_);
    if (rslt != BMI2_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to map BMI270 interrupt: %d", rslt);
        return ESP_FAIL;
    }
 
    return ESP_OK;
}
 
}  // namespace Bmi270Imu
 
#endif  // IMU_INT_GPIO
 
class EspSpot : public WifiBoard {
private:
    i2c_master_bus_handle_t i2c_bus_ = nullptr;
    Button boot_button_;
    Button key_button_;
    adc_oneshot_unit_handle_t adc1_handle_;
    adc_cali_handle_t adc1_cali_handle_;
    bool adc_calibration_lock_ = false;
    bool key_long_pressed_ = false;
    int64_t last_key_press_time = 0;
    SleepTimer* sleep_timer_ = nullptr;
#ifdef IMU_INT_GPIO
    i2c_bus_handle_t shared_i2c_bus_handle_ = nullptr;
    static constexpr int kDeepSleepTimeoutSeconds = 10 * 60; // 10 minutes
    bool imu_ready_ = false;
#endif
 
#ifdef IMU_INT_GPIO
    void InitializeI2c() {
        // Initialize I2C peripheral
        i2c_config_t i2c_bus_cfg = {
            .mode = I2C_MODE_MASTER,
            .sda_io_num = AUDIO_CODEC_I2C_SDA_PIN,
            .scl_io_num = AUDIO_CODEC_I2C_SCL_PIN,
            .sda_pullup_en = true,
            .scl_pullup_en = true,
            .master =
                {
                    .clk_speed = I2C_MASTER_FREQ_HZ,
                },
            .clk_flags = 0,
        };
        shared_i2c_bus_handle_ = i2c_bus_create(I2C_NUM_0, &i2c_bus_cfg);
        if (!shared_i2c_bus_handle_) {
            ESP_LOGE(TAG, "Failed to create shared I2C bus");
            ESP_ERROR_CHECK(ESP_FAIL);
        }
 
#if ESP_IDF_VERSION >= ESP_IDF_VERSION_VAL(5, 3, 0) && !CONFIG_I2C_BUS_BACKWARD_CONFIG
        i2c_bus_ = i2c_bus_get_internal_bus_handle(shared_i2c_bus_handle_);
#else
#error "ESP-Spot board requires i2c_bus_get_internal_bus_handle() support"
#endif
        if (!i2c_bus_) {
            ESP_LOGE(TAG, "Failed to obtain master bus handle");
            ESP_ERROR_CHECK(ESP_FAIL);
        }
 
        esp_err_t imu_ret = Bmi270Imu::Initialize(shared_i2c_bus_handle_);
        if (imu_ret != ESP_OK) {
            ESP_LOGW(TAG, "BMI270 initialization failed, deep sleep disabled (%s)", esp_err_to_name(imu_ret));
        } else {
            imu_ready_ = true;
        }
    }
#else
    void InitializeI2c() {
        i2c_master_bus_config_t i2c_bus_cfg = {
            .i2c_port = I2C_NUM_0,
            .sda_io_num = AUDIO_CODEC_I2C_SDA_PIN,
            .scl_io_num = AUDIO_CODEC_I2C_SCL_PIN,
            .clk_source = I2C_CLK_SRC_DEFAULT,
            .glitch_ignore_cnt = 7,
            .intr_priority = 0,
            .trans_queue_depth = 0,
            .flags =
                {
                    .enable_internal_pullup = 1,
                },
        };
        ESP_ERROR_CHECK(i2c_new_master_bus(&i2c_bus_cfg, &i2c_bus_));
    }
#endif  // IMU_INT_GPIO
 
    void InitializeADC() {
        adc_oneshot_unit_init_cfg_t init_config1 = {.unit_id = ADC_UNIT_1};
        ESP_ERROR_CHECK(adc_oneshot_new_unit(&init_config1, &adc1_handle_));
 
        adc_oneshot_chan_cfg_t chan_config = {
            .atten = ADC_ATTEN,
            .bitwidth = ADC_WIDTH,
        };
        ESP_ERROR_CHECK(adc_oneshot_config_channel(adc1_handle_, VBAT_ADC_CHANNEL, &chan_config));
 
#ifdef ADC_CALI_SCHEME_CURVE_FITTING_SUPPORTED
        adc_cali_handle_t handle = nullptr;
        esp_err_t ret = ESP_FAIL;
 
        adc_cali_curve_fitting_config_t cali_config = {
            .unit_id = ADC_UNIT_1,
            .atten = ADC_ATTEN,
            .bitwidth = ADC_WIDTH,
        };
        ret = adc_cali_create_scheme_curve_fitting(&cali_config, &handle);
        if (ret == ESP_OK) {
            adc_calibration_lock_ = true;
            adc1_cali_handle_ = handle;
            ESP_LOGI(TAG, "ADC Curve Fitting calibration succeeded");
        }
#endif  // ADC_CALI_SCHEME_CURVE_FITTING_SUPPORTED
    }
 
    void InitializeButtons() {
        boot_button_.OnClick([this]() {
            HandleUserActivity();
            EnterWifiConfigMode();
        });
 
        key_button_.OnClick([this]() {
            HandleUserActivity();
            auto& app = Application::GetInstance();
            app.ToggleChatState();
            key_long_pressed_ = false;
        });
 
        key_button_.OnLongPress([this]() {
            HandleUserActivity();
            int64_t now = esp_timer_get_time();
            auto* led = static_cast<CircularStrip*>(this->GetLed());
 
            if (key_long_pressed_) {
                if ((now - last_key_press_time) < LONG_PRESS_TIMEOUT_US) {
                    ESP_LOGW(TAG, "Key button long pressed the second time within 5s, shutting down...");
                    led->SetSingleColor(0, {0, 0, 0});
 
                    gpio_hold_dis(MCU_VCC_CTL);
                    gpio_set_level(MCU_VCC_CTL, 0);
 
                } else {
                    last_key_press_time = now;
                    BlinkGreenFor5s();
                }
                key_long_pressed_ = true;
            } else {
                ESP_LOGW(TAG, "Key button first long press! Waiting second within 5s to shutdown...");
                last_key_press_time = now;
                key_long_pressed_ = true;
 
                BlinkGreenFor5s();
            }
        });
    }
 
    void InitializePowerCtl() {
        InitializeGPIO();
 
        gpio_set_level(MCU_VCC_CTL, 1);
        gpio_hold_en(MCU_VCC_CTL);
 
        gpio_set_level(PERP_VCC_CTL, 1);
        gpio_hold_en(PERP_VCC_CTL);
    }
 
    void InitializeGPIO() {
        gpio_config_t io_pa = {.pin_bit_mask = (1ULL << AUDIO_CODEC_PA_PIN),
                               .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,
                               .pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
                               .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
                               .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE};
        gpio_config(&io_pa);
        gpio_set_level(AUDIO_CODEC_PA_PIN, 0);
 
        gpio_config_t io_conf_1 = {.pin_bit_mask = (1ULL << MCU_VCC_CTL),
                                   .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,
                                   .pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
                                   .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
                                   .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE};
        gpio_config(&io_conf_1);
 
        gpio_config_t io_conf_2 = {.pin_bit_mask = (1ULL << PERP_VCC_CTL),
                                   .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,
                                   .pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
                                   .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
                                   .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE};
        gpio_config(&io_conf_2);
 
#ifdef IMU_INT_GPIO
        gpio_config_t io_conf_imu_int = {
            .pin_bit_mask = (1ULL << IMU_INT_GPIO),
            .mode = GPIO_MODE_INPUT,
            .pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
            .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_ENABLE,
            .intr_type = GPIO_INTR_NEGEDGE,
        };
        gpio_config(&io_conf_imu_int);
        gpio_install_isr_service(0);
#endif  // IMU_INT_GPIO
    }
 
    void HandleUserActivity() {
        if (sleep_timer_) {
            sleep_timer_->WakeUp();
        }
    }
 
#ifdef IMU_INT_GPIO
    void InitializePowerSaveTimer() {
        if (!imu_ready_) {
            ESP_LOGW(TAG, "IMU not ready, skip deep sleep timer");
            return;
        }
        if (sleep_timer_) {
            return;
        }
        sleep_timer_ = new SleepTimer(-1, kDeepSleepTimeoutSeconds);
        sleep_timer_->OnEnterDeepSleepMode([this]() { EnterDeepSleep(); });
        sleep_timer_->SetEnabled(true);
        ESP_LOGI(TAG, "Deep sleep timer enabled, timeout=%ds", kDeepSleepTimeoutSeconds);
    }
 
    void EnterDeepSleep() {
        if (!imu_ready_) {
            ESP_LOGW(TAG, "Skip deep sleep because IMU is not ready");
            return;
        }
 
        auto* led = static_cast<CircularStrip*>(GetLed());
        if (led) {
            led->SetSingleColor(0, {0, 0, 0});
        }
 
        if (Bmi270Imu::EnableImuIntForWakeup() != ESP_OK) {
            ESP_LOGE(TAG, "IMU wakeup configuration failed, abort deep sleep");
            return;
        }
 
        const uint64_t wakeup_mask = (1ULL << KEY_BUTTON_GPIO) | (1ULL << IMU_INT_GPIO);
        ESP_ERROR_CHECK(esp_sleep_enable_ext1_wakeup(wakeup_mask, ESP_EXT1_WAKEUP_ANY_HIGH));
        ESP_LOGI(TAG, "Entering deep sleep, waiting for key or wrist gesture");
        esp_deep_sleep_start();
    }
#endif  // IMU_INT_GPIO
 
    void BlinkGreenFor5s() {
        auto* led = static_cast<CircularStrip*>(GetLed());
        if (!led) {
            return;
        }
 
        led->Blink({50, 25, 0}, 100);
 
        esp_timer_create_args_t timer_args = {.callback =
                                                  [](void* arg) {
                                                      auto* self = static_cast<EspSpot*>(arg);
                                                      auto* led = static_cast<CircularStrip*>(self->GetLed());
                                                      if (led) {
                                                          led->SetSingleColor(0, {0, 0, 0});
                                                      }
                                                  },
                                              .arg = this,
                                              .dispatch_method = ESP_TIMER_TASK,
                                              .name = "green_blink_timer"};
 
        esp_timer_handle_t green_blink_timer = nullptr;
        ESP_ERROR_CHECK(esp_timer_create(&timer_args, &green_blink_timer));
        ESP_ERROR_CHECK(esp_timer_start_once(green_blink_timer, LONG_PRESS_TIMEOUT_US));
    }
 
public:
    EspSpot() : boot_button_(BOOT_BUTTON_GPIO), key_button_(KEY_BUTTON_GPIO, true) {
        InitializePowerCtl();
        InitializeADC();
        InitializeI2c();
        InitializeButtons();
#ifdef IMU_INT_GPIO
        InitializePowerSaveTimer();
#endif  // IMU_INT_GPIO
    }
 
    virtual Led* GetLed() override {
        static CircularStrip led(LED_GPIO, 1);
        return &led;
    }
 
    virtual AudioCodec* GetAudioCodec() override {
        static Es8311AudioCodec audio_codec(i2c_bus_, I2C_NUM_0, AUDIO_INPUT_SAMPLE_RATE, AUDIO_OUTPUT_SAMPLE_RATE,
                                            AUDIO_I2S_GPIO_MCLK, AUDIO_I2S_GPIO_BCLK, AUDIO_I2S_GPIO_WS,
                                            AUDIO_I2S_GPIO_DOUT, AUDIO_I2S_GPIO_DIN, AUDIO_CODEC_PA_PIN,
                                            AUDIO_CODEC_ES8311_ADDR, false);
        return &audio_codec;
    }
 
    virtual void SetPowerSaveLevel(PowerSaveLevel level) override {
        if (sleep_timer_) {
            sleep_timer_->SetEnabled(level == PowerSaveLevel::LOW_POWER);
        }
        WifiBoard::SetPowerSaveLevel(level);
    }
 
    virtual bool GetBatteryLevel(int& level, bool& charging, bool& discharging) override {
        if (!adc1_handle_) {
            InitializeADC();
        }
 
        int raw_value = 0;
        int voltage = 0;
 
        ESP_ERROR_CHECK(adc_oneshot_read(adc1_handle_, VBAT_ADC_CHANNEL, &raw_value));
 
        if (adc_calibration_lock_) {
            ESP_ERROR_CHECK(adc_cali_raw_to_voltage(adc1_cali_handle_, raw_value, &voltage));
            voltage = voltage * 3 / 2;  // compensate for voltage divider
            ESP_LOGI(TAG, "Calibrated voltage: %d mV", voltage);
        } else {
            ESP_LOGI(TAG, "Raw ADC value: %d", raw_value);
            voltage = raw_value;
        }
 
        voltage = voltage < EMPTY_BATTERY_VOLTAGE ? EMPTY_BATTERY_VOLTAGE : voltage;
        voltage = voltage > FULL_BATTERY_VOLTAGE ? FULL_BATTERY_VOLTAGE : voltage;
 
        // Calculate battery level percentage
        level = (voltage - EMPTY_BATTERY_VOLTAGE) * 100 / (FULL_BATTERY_VOLTAGE - EMPTY_BATTERY_VOLTAGE);
 
        // ESP-Spot does not support charging detection, so we use MCU_VCC_CTL to determine charging status
        charging = gpio_get_level(MCU_VCC_CTL);
        discharging = !charging;
        ESP_LOGI(TAG, "Battery Level: %d%%, Charging: %s", level, charging ? "Yes" : "No");
        return true;
    }
};
 
DECLARE_BOARD(EspSpot);