Search Code

Мен бұл $40 ESP32 тақтасына схема сыздым және AI оны түсіндірді

Мен бұл $40 ESP32 тақтасына схема сыздым және AI оны түсіндірді

Саусағыңызбен схема сызыңыз, AI оны түсіндіріп береді

Саусағыңызбен сенсорлық экранға сызыңыз немесе жазыңыз, ASK түймесін басыңыз, AI не сызғаныңызды айтады - экранда және дауыстап. Үш режим: пішінді атау, қолжазбаны оқу немесе қолмен сызылған схеманы түсіндіру.

Соңғысы ең қызықтысы. Батареяны, резисторды және жарықдиодты сызыңыз, плата компоненттерді атап, схеманың не істейтінін айтады.

Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-7-_main

Бұл жоба шешуі тиіс мәселе

Бұл дисплейден SPI арқылы пикселдерді кері оқу мүмкін емес, ал графикалық кітапхана әдетте жадыда көшірмесіз тікелей панельге сызады - сондықтан ешқайда жіберуге скриншот жоқ. Шешім - панельге тікелей ешқашан сызбау. Бұл эскиз Arduino_Canvas ішіне сызады, ол PSRAM-да толық кадр буферін сақтайды. Бұл буфер суреттің өзі, сондықтан fmt2jpg() оны тікелей JPEG-ге айналдырады.

 

Неге сия ақ фонда қара

Көру модельдері ашық фондағы қараңғы белгілерді керісіншеге қарағанда әлдеқайда сенімді оқиды және бұл камерада қағазға ұқсайды. Түймелер панельге сызылады, канвасқа емес, сондықтан олар AI көретін суреттің ешқашан бөлігі болмайды - ол тек таза ақ өрістегі сіздің сызбаңызды ғана алады.

Сызықтарды нақты сызықтарға айналдыру

Сызу қаламға ұқсауы үшін екі нәрсе дұрыс болуы керек еді, нүктелік матрицаға емес:

  • Канвас әр сенсорлық үлгіде экранға жіберілмейді - бұл әр жолы SPI арқылы 115 КБ итеріп, бәрін баяулатады. Әр сызық канвасқа сызылып, панельге бөлек боялады, бұл ештеңе тұрмайды.
  • Сызық панель шамамен 70 миллисекунд тыныш болғаннан кейін ғана аяқталады. Сенсорлық контроллер әр сұрауда нүкте қайтармайды, ал әр бос сұрауды көтерілген саусақ ретінде қарастыру сызықты бөлек нүктелерге бөледі.

Үш режим, бір сызба

Сіздің сызбаңыз жауаптың астында сақталады, сондықтан СЫЗУҒА ҚАЙТУ түймесін басып, режимді өзгертіп, сол эскиз туралы басқа сұрақ қоюға болады. Сурет ретінде ол сызықтар мен пішіндер; инженер ретінде сұралса, ол схемаға айналады.

Жақсы нәтижеге арналған кеңестер

  • Арзан сыйымдылық стилус саусақ ұшынан әлдеқайда жақсы жұмыс істейді.
  • Үлкен сызыңыз - канвас 240×240, сондықтан ұсақ бөлшектер емес, бірнеше үлкен элементтер.
  • Алақанды қабылдамау жоқ. Қолыңызды шыныдан алыс ұстаңыз.

MaTouch AI ESP32-S3 2.8" платасы туралы

Бұл беттегі әр жоба Makerfabs компаниясының MaTouch AI ESP32-S3 2.8" TFT ST7789V платасында жұмыс істейді. Бұл барлығы біріктірілген плата: түсті сенсорлық экран, 3 мегапиксельді камера, екі микрофон және нақты динамик күшейткіші, барлығы 8 МБ PSRAM бар ESP32-S3 арқылы басқарылады. Дәл осы комбинация бұл AI жобаларын басқа ештеңе қосылмаған бір платада мүмкін етеді.

8 МБ PSRAM осындағы кез келген басқа саннан маңызды. Ол платаға камера кадрын, бірнеше секунд жазылған аудионы немесе base64-пен кодталған фотоны бір уақытта жадыда ұстауға мүмкіндік береді - мұның ешқайсысы ESP32-нің қалыпты жадына сыймайды.

Өндіруші құжаттамасы: Makerfabs wiki беті.

Негізгі сипаттамалар

  • Процессор: ESP32-S3, екі ядролы 240 МГц, WiFi 2.4 ГГц + Bluetooth 5.0
  • Жады: 16 МБ флэш, 8 МБ PSRAM (осындағы барлық дерлік жобалар үшін қажет)
  • Дисплей: 2.8" IPS, 320×240, ST7789V драйвері, SPI
  • Сенсор: GT911 сыйымдылық, бір уақытта 5 саусақты қадағалайды
  • Камера: OV3660, 3 мегапиксель, 2048×1536-ға дейін
  • Микрофондар: екі INMP441 I2S цифрлық микрофон (нағыз стерео жұп)
  • Динамик: MAX98357A D класты күшейткіш, 4 Ω кезінде 3.2 Вт
  • Сақтау: microSD карта ұясы (SPI режимі)
  • Қуат: USB-C, JST батарея қосқышы, TP4056 зарядтағыш, қуат қосқышы
  • Сондай-ақ платада: WS2812B RGB жарықдиоды, PCF8563T батареямен қамтамасыз етілген нақты уақыт сағаты және ресми сипаттамаларда көрсетілмеген MAX17048 батарея өлшегіші

Оны батареядан қуаттау керек пе? Екі USB-C розеткасы, TP4056 зарядтағышы және қуат қосқышы толық түсіндірілген, схемасымен бірге, платаны тестілеу мақаласында — қай розетка зарядтайтыны және қосқыш қосулы немесе өшірулі болуы керектігі қоса.

Arduino IDE параметрлері

Бұл параметрлер маңызды. Адамдар осы платамен көбінесе кездесетін мәселелердің бірі - осылардың біреуінің қате болуы, және олар ядро нұсқасын өзгерткенде қалпына келеді, сондықтан кез келген өзгерістен кейін оларды қайта тексеріңіз.

Параметр Мәні
Плата ESP32S3 Dev Module
ESP32 ядро нұсқасы 2.0.17
PSRAM OPI PSRAM
Flash өлшемі 16MB (128Mb)
Бөлім схемасы 16M Flash (3MB APP/9.9MB FATFS)
USB CDC On Boot Өшірілген
Жүктеу жылдамдығы 921600
Жүктеу алдында барлық Flash өшіру Өшірілген
Порт CH340K USB-C порты

Қажетті кітапханалар

Бұл жоба төмендегі кестедегі әрбір кітапхананы қажет етеді - артық емес, кем емес. Көбісі Arduino IDE ішіндегі Tools → Manage Libraries арқылы тікелей орнатылады, бірақ GFX Library for Arduino ZIP файлынан орнатылуы керек. Нұсқа нөмірлері маңызды, сондықтан дәл тізімделгендерді қолданыңыз.

Кітапхана Нұсқасы Авторы Орнату көзі
GFX Library for Arduino 1.5.6 moononournation ZIP файлы - төменде қараңыз
bb_captouch 1.3.1 Larry Bank Library Manager
ArduinoJson 7.x Benoit Blanchon Library Manager
Adafruit NeoPixel кез келген жаңа Adafruit Library Manager

GFX кітапханасын ZIP файлынан орнату

  1. ZIP файлын жүктеп алыңыз. Ол осы жобаның жүктемесіне қосылған, немесе оны Arduino_GFX репозиторийінен ала аласыз - жасыл Code түймесін басыңыз, содан кейін Download ZIP.
  2. Оны қайта таба алатын жерге сақтаңыз. Оны ашып шығармаңыз.
  3. Arduino IDE ішінде SketchInclude LibraryAdd .ZIP Library түймесін басыңыз.
  4. Жүктеп алған ZIP файлына өтіп, Open түймесін басыңыз.
  5. IDE оны орнатады және терезенің төменгі жағында растайды. Егер сізде 1.6 нұсқасы орнатылған болса, алдымен Documents/Arduino/libraries қалтасынан сол қалтаны жойыңыз, әйтпесе екеуі қайшылыққа әкеледі.

 

Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-6-robojax экранда қолмен жазылған
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-3-схема қолмен сызылған
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-4-hello сөзі қолмен жазылған

secrets.h файлын орнату

WiFi мәліметтеріңіз және кез келген API кілттері secrets.h файлына жазылады, ол орынбасар мәндермен жүктемеге қосылған. Arduino IDE ішінде сол қойындыны ашып, оларды өзіңіздікімен ауыстырыңыз.

API кілттерін алу

Бұл жоба бұлтты AI қызметімен сөйлеседі, сондықтан сізге өз кілтіңіз қажет. Егер мұны бұрын ешқашан жасамаған болсаңыз, уайымдамаңыз - бұл қызметке тіркелгіңізді анықтайтын құпия сөз сияқты идея. Бұл бір рет, бірнеше минут алады.

OpenAI - көздер

OpenAI суреттерге қарайтын көру моделін ұсынады. Тек сурет жіберетін жобаларға ғана осы қажет.

  1. platform.openai.com/api-keys сайтына өтіп, кіріңіз немесе тіркелгі жасаңыз.
  2. Create new secret key түймесін басып, оған атау беріп, жасаңыз.
  3. Оны дереу көшіріп алыңыз - ол тек бір рет көрсетіледі.
  4. Billing бөлімін ашып, аз мөлшерде кредит қосыңыз. API алдын ала төленеді және сізде болуы мүмкін кез келген ChatGPT жазылымынан бөлек.

Кілтті secrets.h файлына OPENAI_KEY ретінде енгізіңіз.

Microsoft Azure Speech - тыңдау және сөйлеу үшін

Azure сіздің сөзіңізді мәтінге айналдырады және жауапты дауысқа қайтарады. Тегін деңгей осы беттегі барлығы үшін жеткілікті.

  1. portal.azure.com сайтына өтіп, Microsoft тіркелгісімен кіріңіз (тегін тіркелгі жеткілікті).
  2. Егер Azure-ды бұрын қолданбаған болсаңыз, үш нұсқаны ұсынатын Welcome to Azure экранын көресіз. Start with an Azure free trial таңдаңыз - Azure сізге ештеңе жасауға рұқсат бермес бұрын жазылым қажет. (Студенттер оның орнына Azure for Students таңдауы керек: нәтиже бірдей, карта қажет емес.) Manage Microsoft Entra ID опциясын елемеңіз, бұл мүлдем басқа нәрсе.
  3. Create a resource түймесін басып, Speech іздеп, Microsoft шығарған Speech service таңдаңыз.
  4. Форманы толтырыңыз: кез келген ресурс тобы, кез келген атау және жақын жердегі Region таңдаңыз - сол аймақты дәл көрсетілгендей жазып алыңыз, мысалы eastus.
  5. Pricing tier үшін F0 (Free) таңдаңыз. Бұл айына шамамен бес сағат сөйлеуді мәтінге айналдыру және жарты миллион таңба мәтінді сөйлеуге мүмкіндік береді.
  6. Review + create, содан кейін Create түймесін басыңыз. Шамамен бір минут күтіп, содан кейін Go to resource түймесін басыңыз.
  7. Сол жақ мәзірде Keys and Endpoint ашыңыз. KEY 1 және Location/Region көшіріп алыңыз.

Оларды secrets.h файлына AZURE_SPEECH_KEY және AZURE_REGION ретінде енгізіңіз.

Іске қосу құны

Өте аз, бірақ тегін емес, және жобаны жұмыс істеп қалдырмас бұрын шамамен қанша жұмсайтыныңызды білуіңіз керек.

Қызмет Шамамен құны
OpenAI vision модельге байланысты әр суретке шамамен бір-екі цент
Azure Speech тегін деңгей айына шамамен 5 сағат тыңдау және 0.5 М таңба сөйлеуді қамтиды

Бағалар өзгереді, сондықтан бұларды нақты баға емес, нұсқаулық ретінде қарастырыңыз. Осы қызметтердің әрқайсысында жұмсағаныңызды көре алатын пайдалану беті бар және барлығы шығын шегін белгілеуге мүмкіндік береді - бұл бірінші күні жасауға тұрарлық.

Ақаулықтарды жою

Белгі Себебі және шешімі
Экран қара болып қалады Қате GFX кітапхана нұсқасы (1.5.6 қолданыңыз) немесе қате плата параметрлері.
PSRAM alloc failed Tools → PSRAM OPI PSRAM деп орнатылмаған.
Ештеңе жүктелмейді / COM порты жоқ Қате USB-C порты немесе CH340 драйвері орнатылмаған.

Суреттер

Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-7-_main
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-7-_main
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-2-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-2-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-3-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-3-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-4-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-4-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-5-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-5-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-6-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-6-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-7-_main
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-7-_main
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-8-
Makerfab_ESP32S3-MaTouch-draw-8-
Makerfab ESP32S3 MaTouch draw 1
Makerfab ESP32S3 MaTouch draw 1
890-Makerfabs MaTouch ESP32-S3 2.8" Camera and Touchscreen: Daraw AI (video 2)
Тіл: C++
/*
 * ===========================================================================
 *  08_Draw_AI  —  MaTouch AI ESP32-S3 2.8" TFT ST7789V
 * ===========================================================================
 *
 *  ---------------------------------------------------------------------------
 *  ROBOJAX.COM  -  MaTouch AI ESP32-S3 2.8" project series
 *
 *    WATCH THE Introduction and face recognition VIDEO
 *        https://youtu.be/6AL3g3tC_Hk
 *    Video 2: Draw AI - https://youtu.be/FaIW1MVIsj4
 *
 *    WRITTEN TUTORIALS - every project, with photos and full explanation
 *        Camera and touchscreen.... https://robojax.com/RTJ849
 *        Offline face recognition.. https://robojax.com/RTJ850
 *        AI voice assistant........ https://robojax.com/RTJ851
 *        AI vision................. https://robojax.com/RTJ852
 *        Draw AI  ................. https://robojax.com/RTJ867 (this code)
 *
 *    GET THE BOARD - SAVE $5 with coupon code:  Robojax_Makerfab
 *        https://www.makerfabs.com/matouch-ai-esp32s3-2-8-tft-st7789v.html
 *        (enter the code at checkout)
 *
 *  All of this code is free. If it helped you, a subscribe on YouTube is
 *  the best way to support more of it.
 *  ---------------------------------------------------------------------------
 *
 *  Draw or write on the touchscreen with your finger, tap ASK, and an AI
 *  tells you what you drew - on the screen and out loud.
 *
 *  THREE MODES (tap MODE to cycle):
 *
 *      WHAT IS THIS?    draw a house, a cat, a triangle -> it names it
 *      READ THIS        write HELLO in big letters -> it reads it back
 *      EXPLAIN CIRCUIT  sketch a battery, resistor and LED -> it tells you
 *                       what the components are and what the circuit does
 *
 *  That last mode is the interesting one: a hand-drawn schematic, explained
 *  by an AI, on a forty-dollar board with no computer attached.
 *
 *  NO CAMERA IS USED by this sketch. That means the J1/J3 Mabee sockets are
 *  free GPIO here (see 07_GPIO_Test), and there is no camera/SD memory
 *  contention to worry about.
 *
 *  ---------------------------------------------------------------------------
 *  HOW IT WORKS (the trick worth knowing)
 *
 *  You cannot read pixels back out of the ST7789 over SPI, and Arduino_GFX
 *  normally draws straight to the panel with no copy in memory - so there is
 *  no "screenshot" to send anywhere. The fix: draw into an Arduino_Canvas,
 *  which keeps a full framebuffer in PSRAM and flushes it to the display.
 *  That buffer IS the image, so fmt2jpg() turns it straight into a JPEG and
 *  the rest of the path is identical to 05_Vision_AI.
 *
 *  Black ink on a white canvas, deliberately: vision models read dark-on-light
 *  far more reliably than the reverse, and it looks like paper on camera.
 *
 *  ---------------------------------------------------------------------------
 *  TIPS
 *    - A cheap capacitive stylus is MUCH better than a fingertip.
 *    - Write BIG. The canvas is 240x240 - a few large characters, not a
 *      sentence.
 *    - There is no palm rejection: only the first touch point is used, so
 *      keep your palm off the glass.
 *
 *  ---------------------------------------------------------------------------
 *  FILL IN secrets.h BEFORE FLASHING (WIFI_* and OPENAI_*; AZURE_* only if
 *  SPEAK_REPLIES is 1).
 *
 *  BOARD SETTINGS (Tools menu - EVERY line matters)
 *      Board            : ESP32S3 Dev Module
 *      ESP32 core       : 2.0.17
 *      PSRAM            : OPI PSRAM        <-- required, the canvas lives there
 *      Flash Size       : 16MB (128Mb)
 *      Partition Scheme : 16M Flash (3MB APP/9.9MB FATFS)
 *      USB CDC On Boot  : Disabled
 *      Upload Speed     : 921600
 *      Port             : the CH340K USB-C port (the one near RESET)
 *
 *  LIBRARIES
 *      GFX Library for Arduino   v1.5.6   (NOT 1.6.x - that pairs with core 3)
 *      bb_captouch               v1.3.1
 *      ArduinoJson               v7.x
 *      Adafruit NeoPixel         any recent
 *
 *  ---------------------------------------------------------------------------
 *  FUNCTIONS IN THIS SKETCH
 *      led(r,g,b)          set the RGB status LED colour
 *      getTouch(&x,&y)     read the touch panel, mapped to screen coordinates
 *      clearCanvas()       wipe to white and redraw the hint
 *      drawStroke(...)     one thick line segment, into the canvas AND the panel
 *      handleDrawing(...)  turn touch samples into continuous strokes
 *      waitData()/readHttpResponse()   robust HTTPS reply reader (de-chunking)
 *      canvasToJpeg(&len)  RGB565 canvas -> JPEG in PSRAM
 *      askVision(...)      send the drawing + prompt to OpenAI, get an answer
 *      spkInit()/speak()/playLastAnswer()   Azure voice out, with free REPLAY
 *      drawButtons()/drawAnswerSide()/showAnswer()/drawWifi()   the UI
 *      askAboutDrawing()   one full cycle: encode -> ask -> show -> speak
 *      setup() / loop()    boot + WiFi / drawing and button handling
 *
 *  Robojax.com
 * ===========================================================================
 */

#define SPEAK_REPLIES  1     // 1 = read the answer aloud with Azure TTS
#define LED_BRIGHTNESS 15    // WS2812 is on the power rail - 15 is plenty

#include <Arduino_GFX_Library.h>
#include <bb_captouch.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClientSecure.h>
#include "mbedtls/base64.h"
#include "img_converters.h"      // fmt2jpg()
#include "esp_camera.h"          // for the pixformat_t enum used by fmt2jpg
#include "pins.h"
#include "secrets.h"

#if SPEAK_REPLIES
#include "driver/i2s.h"
#define WAV_HEADER_LEN 44
#endif

Arduino_HWSPI *bus = new Arduino_HWSPI(
    TFT_DC, TFT_CS, TFT_SCLK, TFT_MOSI, TFT_MISO, &SPI, true);
Arduino_GFX *panel = new Arduino_ST7789(bus, TFT_RES, 1, true);

/* The canvas is what we actually draw into: a real framebuffer in PSRAM that
 * we can both flush to the panel AND hand to the JPEG encoder. */
#define CANVAS_W 240
#define CANVAS_H 240
Arduino_Canvas *canvas = new Arduino_Canvas(CANVAS_W, CANVAS_H, panel, 0, 0);

BBCapTouch bbct;
Adafruit_NeoPixel rgb(RGB_LED_NUM, RGB_LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

/* --- the three modes ------------------------------------------------------ */
struct DrawMode { const char *l1, *l2; const char *prompt; };
const DrawMode MODES[] = {
  {"WHAT IS", "THIS?",
   "This is a drawing made with a finger on a small touchscreen. Name the "
   "shape or object in ONE short sentence of at most 15 words. Plain text only."},
  {"READ",    "THIS",
   "This image contains handwriting drawn with a finger. Reply with ONLY the "
   "text you can read, nothing else. If you cannot read it, say: cannot read it."},
  {"EXPLAIN", "CIRCUIT",
   "This is a hand-drawn electronic circuit diagram. In at most two short "
   "sentences, name the components you can identify and say what the circuit "
   "does. Plain text only. If it is not a circuit, say so."},
};
#define N_MODES 3
int mode = 0;

/* --- layout: 240 canvas on the left, buttons on the right ----------------- */
#define BTN_X   244
#define BTN_W    72
#define BTN_H    46
#define BTN_MODE_Y   4
#define BTN_ASK_Y   56
#define BTN_CLEAR_Y 108

bool showing_answer = false;

/* --- drawing state -------------------------------------------------------- */
int  last_x = -1, last_y = -1;
bool has_ink = false;

/* --- kept audio for REPLAY ------------------------------------------------ */
uint8_t *last_audio = nullptr;
size_t   last_audio_len = 0;

void led(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) { rgb.setPixelColor(0, rgb.Color(r, g, b)); rgb.show(); }
void playLastAnswer();
void drawButtons();


/* ===========================================================================
 *  Touch
 * =========================================================================== */
bool getTouch(uint16_t *x, uint16_t *y) {
  TOUCHINFO ti;
  if (!bbct.getSamples(&ti)) return false;
  if (ti.count < 1) return false;            // first point only - no palm rejection
  *x = ti.y[0];
  *y = (ti.x[0] > 240) ? 0 : (240 - ti.x[0]);
  return true;
}


/* ===========================================================================
 *  Canvas / drawing
 * =========================================================================== */
void clearCanvas() {
  canvas->fillScreen(WHITE);
  canvas->flush();                                 // one full push: paint it white
  has_ink = false;
  last_x = last_y = -1;

  /* The hint goes on the PANEL, never into the canvas - anything drawn into
   * the canvas becomes part of the image the AI sees, and it would happily
   * read this text back to you. */
  panel->setTextSize(1);
  panel->setTextColor(panel->color565(170, 170, 170));
  panel->setCursor(6, CANVAS_H - 12);
  panel->print("draw here, then tap ASK");
}

/* One thick line segment, drawn into BOTH the canvas and the panel.
 *
 * Why both: the canvas is the image we will send to the AI, but flushing the
 * whole 240x240 buffer to the screen costs ~115 KB of SPI. Doing that per
 * touch sample throttled the loop so hard that most samples were missed -
 * which is exactly what "it only draws dots" looks like. Painting the same
 * few pixels directly to the panel is essentially free, so the canvas is only
 * flushed when the screen genuinely has to be rebuilt. */
static const int8_t STROKE_OFFS[5][2] = {{0,0},{1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1}};

void drawStroke(int x0, int y0, int x1, int y1) {
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    int ox = STROKE_OFFS[i][0], oy = STROKE_OFFS[i][1];
    canvas->drawLine(x0 + ox, y0 + oy, x1 + ox, y1 + oy, BLACK);
    panel->drawLine(x0 + ox, y0 + oy, x1 + ox, y1 + oy, BLACK);
  }
}

/* Touch is read once per loop and handed in here.
 *
 * THE IMPORTANT BIT - why this is time-based rather than "no touch = lifted":
 * the GT911 does not return a point on every poll. It reports when its own
 * internal sample is ready, so a poll in between comes back empty even though
 * your finger never left the glass. Treating each empty poll as a lift resets
 * the stroke, and every real sample then lands as an isolated dot instead of
 * a line joined to the previous one - which is exactly what "it only draws
 * dots" looks like. So a stroke only ends after the panel has been quiet for
 * LIFT_MS, which bridges the dropouts but is still far shorter than a genuine
 * lift-and-reposition. */
#define LIFT_MS 70

void handleDrawing(bool touched, int x, int y) {
  static uint32_t last_seen = 0;

  if (touched && x >= 0 && x < CANVAS_W) {
    if (last_x >= 0) drawStroke(last_x, last_y, x, y);   // join to the last point
    else             drawStroke(x, y, x, y);             // start of a stroke
    last_x = x; last_y = y;
    last_seen = millis();
    has_ink = true;
  } else if (last_x >= 0 && millis() - last_seen > LIFT_MS) {
    last_x = last_y = -1;                                // really lifted now
  }
}


/* ===========================================================================
 *  HTTP  —  the same robust reader proven in 04 and 05
 * =========================================================================== */
static bool waitData(WiFiClientSecure &c, uint32_t ms) {
  uint32_t t0 = millis();
  while (!c.available()) {
    if (!c.connected()) return false;
    if (millis() - t0 > ms) return false;
    delay(10);
  }
  return true;
}

static int readHttpResponse(WiFiClientSecure &client, String &body_out, uint32_t idle_ms) {
  body_out = "";
  if (!waitData(client, idle_ms)) { Serial.println("HTTP: no response at all"); return 0; }

  String status_line = client.readStringUntil('\n');
  int code = 0;
  sscanf(status_line.c_str(), "HTTP/%*s %d", &code);

  bool chunked = false;
  while (waitData(client, idle_ms)) {
    String h = client.readStringUntil('\n');
    if (h == "\r" || h.length() <= 1) break;
    h.toLowerCase();
    if (h.startsWith("transfer-encoding:") && h.indexOf("chunked") >= 0) chunked = true;
  }

  if (chunked) {
    int blanks = 0;
    while (true) {
      if (!waitData(client, idle_ms)) { Serial.println("HTTP: chunk timeout"); break; }
      String szline = client.readStringUntil('\n');
      szline.trim();
      if (szline.length() == 0) { if (++blanks > 4) break; continue; }
      blanks = 0;
      long sz = strtol(szline.c_str(), NULL, 16);
      if (sz <= 0) break;
      long got = 0;
      while (got < sz) {
        if (!waitData(client, idle_ms)) break;
        while (client.available() && got < sz) { body_out += (char)client.read(); got++; }
      }
      if (waitData(client, 3000)) client.readStringUntil('\n');
      if (got < sz) break;
    }
  } else {
    while (waitData(client, idle_ms))
      while (client.available()) body_out += (char)client.read();
  }
  return code;
}


/* ===========================================================================
 *  Canvas -> JPEG
 *  The canvas framebuffer is plain RGB565, which fmt2jpg() accepts directly.
 * =========================================================================== */
uint8_t *canvasToJpeg(size_t *len_out) {
  *len_out = 0;
  uint16_t *fb = canvas->getFramebuffer();
  if (!fb) { Serial.println("no canvas framebuffer"); return nullptr; }

  uint8_t *jpg = NULL;
  size_t jpg_len = 0;
  if (!fmt2jpg((uint8_t *)fb, (size_t)CANVAS_W * CANVAS_H * 2,
               CANVAS_W, CANVAS_H, PIXFORMAT_RGB565, 90, &jpg, &jpg_len)) {
    Serial.println("fmt2jpg failed");
    return nullptr;
  }
  *len_out = jpg_len;
  return jpg;                                  // caller frees
}


/* ===========================================================================
 *  OpenAI vision  —  identical shape to 05_Vision_AI
 * =========================================================================== */
bool askVision(const uint8_t *jpg, size_t jpg_len, const char *prompt, String &answer_out) {
  size_t b64_cap = ((jpg_len + 2) / 3) * 4 + 16;
  unsigned char *b64 = (unsigned char *)ps_malloc(b64_cap);
  if (!b64) return false;
  size_t b64_len = 0;
  if (mbedtls_base64_encode(b64, b64_cap, &b64_len, jpg, jpg_len) != 0) { free(b64); return false; }

  const char *head_fmt =
      "{\"model\":\"%s\",\"max_completion_tokens\":%d,\"messages\":[{\"role\":\"user\","
      "\"content\":[{\"type\":\"text\",\"text\":\"%s\"},"
      "{\"type\":\"image_url\",\"image_url\":{\"url\":\"data:image/jpeg;base64,";
  const char *tail = "\"}}]}]}";

  char head[900];
  int head_len = snprintf(head, sizeof(head), head_fmt, OPENAI_MODEL, LLM_MAX_TOKENS, prompt);

  size_t body_len = head_len + b64_len + strlen(tail);
  char *body = (char *)ps_malloc(body_len + 1);
  if (!body) { free(b64); return false; }
  memcpy(body, head, head_len);
  memcpy(body + head_len, b64, b64_len);
  strcpy(body + head_len + b64_len, tail);
  free(b64);

  WiFiClientSecure client;
  client.setInsecure();
  client.setTimeout(45);

  if (!client.connect(OPENAI_HOST, 443)) {
    Serial.println("Vision: TLS connect failed");
    free(body);
    return false;
  }

  client.print(String("POST /v1/chat/completions HTTP/1.1\r\n"
               "Host: " OPENAI_HOST "\r\n"
               "Authorization: Bearer " OPENAI_KEY "\r\n"
               "Content-Type: application/json\r\n"
               "Connection: close\r\n"
               "Content-Length: ") + String(body_len) + "\r\n\r\n");

  size_t sent = 0;
  while (sent < body_len) {
    size_t n = min((size_t)4096, body_len - sent);
    size_t w = client.write((uint8_t *)body + sent, n);
    if (w == 0) { delay(50); w = client.write((uint8_t *)body + sent, n); if (w == 0) break; }
    sent += w;
    yield();
  }
  free(body);
  if (sent < body_len) { client.stop(); Serial.println("Vision: upload stalled"); return false; }

  String resp;
  int code = readHttpResponse(client, resp, 45000);
  client.stop();

  if (code != 200) { Serial.printf("Vision HTTP %d: %s\n", code, resp.c_str()); return false; }

  JsonDocument doc;
  if (deserializeJson(doc, resp)) {
    Serial.printf("Vision: JSON parse failed, %u bytes\n", resp.length());
    return false;
  }
  const char *content = doc["choices"][0]["message"]["content"];
  if (!content) return false;
  answer_out = String(content);
  answer_out.trim();
  return answer_out.length() > 0;
}


/* ===========================================================================
 *  Azure voice out  —  same de-chunked player as 04/05
 * =========================================================================== */
#if SPEAK_REPLIES
void spkInit() {
  i2s_config_t cfg = {
    .mode = (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_TX),
    .sample_rate = 16000,
    .bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,
    .channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,
    .communication_format = I2S_COMM_FORMAT_STAND_I2S,
    .intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1,
    .dma_buf_count = 8,
    .dma_buf_len = 256,
    .use_apll = false,
    .tx_desc_auto_clear = true,
    .fixed_mclk = 0
  };
  i2s_pin_config_t pins = {
    .mck_io_num = I2S_PIN_NO_CHANGE,
    .bck_io_num = I2S_SPK_BCLK,
    .ws_io_num = I2S_SPK_LRC,
    .data_out_num = I2S_SPK_DOUT,
    .data_in_num = I2S_PIN_NO_CHANGE
  };
  i2s_driver_install(I2S_SPK_PORT, &cfg, 0, NULL);
  i2s_set_pin(I2S_SPK_PORT, &pins);
  i2s_zero_dma_buffer(I2S_SPK_PORT);
}

void playLastAnswer() {
  if (!last_audio || last_audio_len <= WAV_HEADER_LEN) return;
  static const uint8_t lead_in[640] = {0};
  size_t w = 0;
  i2s_write(I2S_SPK_PORT, lead_in, sizeof(lead_in), &w, portMAX_DELAY);
  i2s_write(I2S_SPK_PORT, last_audio + WAV_HEADER_LEN,
            last_audio_len - WAV_HEADER_LEN, &w, portMAX_DELAY);
  i2s_write(I2S_SPK_PORT, lead_in, sizeof(lead_in), &w, portMAX_DELAY);
  delay(150);
  i2s_zero_dma_buffer(I2S_SPK_PORT);
}

/* Read exactly n bytes into a raw buffer. BINARY SAFE - unlike the String
 * based reader used for JSON, which cannot carry audio: PCM is full of 0x00
 * bytes, and an Arduino String treats those as end-of-string. */
static size_t readExact(WiFiClientSecure &c, uint8_t *dst, size_t n) {
  size_t got = 0;
  uint32_t t0 = millis();
  while (got < n && millis() - t0 < 10000) {
    int r = c.read(dst + got, n - got);
    if (r > 0) { got += r; t0 = millis(); }
    else if (!c.connected() && !c.available()) break;
    else delay(2);
  }
  return got;
}

void speak(const String &text) {
  String safe = text;
  safe.replace("&", "&amp;"); safe.replace("<", "&lt;"); safe.replace(">", "&gt;");
  String ssml = "<speak version='1.0' xml:lang='" AZURE_TTS_LANG "'>"
                "<voice name='" AZURE_TTS_VOICE "'>" + safe + "</voice></speak>";

  WiFiClientSecure client;
  client.setInsecure();
  client.setTimeout(30);

  const char *host = AZURE_REGION ".tts.speech.microsoft.com";
  if (!client.connect(host, 443)) { Serial.println("TTS: TLS connect failed"); return; }

  client.print(String("POST /cognitiveservices/v1 HTTP/1.1\r\nHost: ") + host + "\r\n"
               "Ocp-Apim-Subscription-Key: " AZURE_SPEECH_KEY "\r\n"
               "Content-Type: application/ssml+xml\r\n"
               "X-Microsoft-OutputFormat: riff-16khz-16bit-mono-pcm\r\n"
               "User-Agent: MaTouchRobojax\r\nConnection: close\r\n"
               "Content-Length: " + String(ssml.length()) + "\r\n\r\n");
  client.print(ssml);

  /* --- status line + headers (text, so String is fine here) --- */
  if (!waitData(client, 30000)) { Serial.println("TTS: no response"); client.stop(); return; }
  String status_line = client.readStringUntil('\n');
  int code = 0;
  sscanf(status_line.c_str(), "HTTP/%*s %d", &code);

  bool chunked = false;
  long content_len = -1;
  while (waitData(client, 30000)) {
    String h = client.readStringUntil('\n');
    if (h == "\r" || h.length() <= 1) break;
    h.toLowerCase();
    if (h.startsWith("transfer-encoding:") && h.indexOf("chunked") >= 0) chunked = true;
    if (h.startsWith("content-length:")) content_len = h.substring(15).toInt();
  }
  if (code != 200) { Serial.printf("TTS HTTP %d\n", code); client.stop(); return; }

  /* --- body straight into PSRAM as raw bytes --- */
  const size_t AUDIO_CAP = 1200 * 1024;          // ~37 s of 16 kHz mono
  uint8_t *audio = (uint8_t *)ps_malloc(AUDIO_CAP);
  if (!audio) { Serial.println("TTS: PSRAM alloc failed"); client.stop(); return; }
  size_t alen = 0;

  if (chunked) {
    int blanks = 0;
    while (alen < AUDIO_CAP) {
      if (!waitData(client, 15000)) break;
      String szline = client.readStringUntil('\n');
      szline.trim();
      if (szline.length() == 0) { if (++blanks > 4) break; continue; }
      blanks = 0;
      long sz = strtol(szline.c_str(), NULL, 16);
      if (sz <= 0) break;                                   // final chunk
      if ((size_t)sz > AUDIO_CAP - alen) sz = (long)(AUDIO_CAP - alen);
      size_t got = readExact(client, audio + alen, (size_t)sz);
      alen += got;
      if (waitData(client, 3000)) client.readStringUntil('\n');   // CRLF
      if (got < (size_t)sz) break;
    }
  } else if (content_len > 0) {
    size_t want = (size_t)content_len < AUDIO_CAP ? (size_t)content_len : AUDIO_CAP;
    alen = readExact(client, audio, want);
  } else {
    uint32_t idle = millis();
    while (millis() - idle < 5000 && alen < AUDIO_CAP) {
      int r = client.read(audio + alen, AUDIO_CAP - alen);
      if (r > 0) { alen += r; idle = millis(); }
      else if (!client.connected()) break;
      else delay(5);
    }
  }
  client.stop();

  if (alen <= WAV_HEADER_LEN) { Serial.println("TTS: no audio"); free(audio); return; }

  if (last_audio) free(last_audio);
  last_audio = audio;                            // kept for REPLAY
  last_audio_len = alen;

  Serial.printf("TTS: %u KB clean audio (%s), playing\n",
                (unsigned)(alen / 1024), chunked ? "de-chunked" : "plain");
  playLastAnswer();
}
#else
void spkInit() {}
void speak(const String &t) { (void)t; }
void playLastAnswer() {}
#endif


/* ===========================================================================
 *  UI  —  right-hand button column (drawn on the PANEL, not the canvas, so
 *  it is never part of the image sent to the AI)
 * =========================================================================== */
void drawWifi() {
  panel->fillRect(BTN_X, 196, BTN_W, 44, BLACK);
  bool up = (WiFi.status() == WL_CONNECTED);
  long rssi = up ? WiFi.RSSI() : -100;
  int bars = rssi > -55 ? 4 : rssi > -65 ? 3 : rssi > -75 ? 2 : rssi > -85 ? 1 : 0;
  for (int b = 0; b < 4; b++) {
    int bh = 5 + b * 5;
    panel->fillRect(BTN_X + 4 + b * 8, 224 - bh, 6, bh,
                    (b < bars) ? GREEN : panel->color565(60, 60, 60));
  }
  panel->setTextSize(1);
  panel->setCursor(BTN_X + 40, 210);
  panel->setTextColor(up ? CYAN : RED);
  if (up) panel->printf("%ld", rssi); else panel->print("--");
  panel->setCursor(BTN_X + 2, 230);
  panel->setTextColor(panel->color565(120, 120, 120));
  panel->print("Robojax.com");
}

void drawButton(int y, const char *l1, const char *l2, uint16_t colour) {
  panel->fillRoundRect(BTN_X, y, BTN_W, BTN_H, 6, colour);
  panel->drawRoundRect(BTN_X, y, BTN_W, BTN_H, 6, WHITE);
  panel->setTextSize(1);
  panel->setTextColor(WHITE);
  panel->setCursor(BTN_X + 6, y + 14);
  panel->print(l1);
  panel->setCursor(BTN_X + 6, y + 26);
  panel->print(l2);
}

void drawButtons() {
  panel->fillRect(BTN_X, 0, BTN_W, 196, BLACK);
  drawButton(BTN_MODE_Y,  MODES[mode].l1, MODES[mode].l2, panel->color565(90, 60, 140));
  drawButton(BTN_ASK_Y,   "ASK",  "THE AI",  panel->color565(0, 100, 60));
  drawButton(BTN_CLEAR_Y, "CLEAR", "",       panel->color565(110, 35, 35));
  panel->setTextColor(YELLOW);
  panel->setCursor(BTN_X + 2, 166);
  panel->print("MODE cycles");
  panel->setCursor(BTN_X + 2, 178);
  panel->print("the question");
  drawWifi();
  showing_answer = false;
}

void drawAnswerSide() {
  panel->fillRect(BTN_X, 0, BTN_W, 196, BLACK);
  drawButton(BTN_MODE_Y, "BACK", "TO DRAW", panel->color565(0, 90, 160));
#if SPEAK_REPLIES
  if (last_audio_len) drawButton(BTN_ASK_Y, "REPLAY", "", panel->color565(0, 110, 60));
#endif
  drawButton(BTN_CLEAR_Y, "CLEAR", "ALL", panel->color565(110, 35, 35));
  drawWifi();
  showing_answer = true;
}

/* The answer is drawn on the PANEL over the canvas area, and stays until the
 * user taps BACK or CLEAR - the canvas underneath is untouched. */
void showAnswer(const String &text) {
  const int max_chars = 38;
  int lines = (text.length() + max_chars - 1) / max_chars;
  if (lines > 8) lines = 8;
  int h = lines * 10 + 12;
  int y = CANVAS_H - h;

  panel->fillRect(0, y, CANVAS_W, h, BLACK);
  panel->drawRect(0, y, CANVAS_W, h, CYAN);
  panel->setTextSize(1);
  panel->setTextColor(WHITE);
  for (int i = 0; i < lines; i++) {
    panel->setCursor(4, y + 6 + i * 10);
    panel->print(text.substring(i * max_chars,
                                min((int)text.length(), (i + 1) * max_chars)));
  }
}


/* ===========================================================================
 *  One full ask cycle
 * =========================================================================== */
void askAboutDrawing() {
  if (!has_ink) {
    showAnswer("Draw something first, then tap ASK.");
    drawAnswerSide();
    return;
  }

  led(255, 120, 0);                                   // amber: working
  panel->fillRect(0, CANVAS_H - 22, CANVAS_W, 22, BLACK);
  panel->setTextSize(1);
  panel->setTextColor(YELLOW);
  panel->setCursor(6, CANVAS_H - 15);
  panel->printf("asking the AI (%s)...", MODES[mode].l1);

  size_t jpg_len = 0;
  uint8_t *jpg = canvasToJpeg(&jpg_len);
  if (!jpg) {
    showAnswer("Could not encode the drawing.");
    drawAnswerSide();
    led(255, 0, 0);
    return;
  }
  Serial.printf("drawing encoded: %u KB\n", (unsigned)(jpg_len / 1024));

  String answer;
  uint32_t t0 = millis();
  bool ok = askVision(jpg, jpg_len, MODES[mode].prompt, answer);
  uint32_t ms = millis() - t0;
  free(jpg);

  if (!ok) {
    showAnswer("No answer - see the serial monitor.");
    drawAnswerSide();
    led(255, 0, 0);
    return;
  }

  Serial.printf("AI (%lu ms): %s\n", (unsigned long)ms, answer.c_str());
  showAnswer(answer);
  drawAnswerSide();

#if SPEAK_REPLIES
  led(0, 255, 40);
  speak(answer);
#endif
  led(0, 0, 0);
}


/* ===========================================================================
 *  SETUP
 * =========================================================================== */
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(400);
  Serial.println("\n=== 08 Draw + AI  |  Robojax.com ===");

  pinMode(TFT_BLK, OUTPUT);
  digitalWrite(TFT_BLK, LOW);
  pinMode(SD_CS, OUTPUT);
  digitalWrite(SD_CS, HIGH);
  SPI.begin(TFT_SCLK, TFT_MISO, TFT_MOSI);

  panel->begin();
  panel->fillScreen(BLACK);
  digitalWrite(TFT_BLK, HIGH);

  if (!canvas->begin()) {
    panel->setTextColor(RED);
    panel->setTextSize(2);
    panel->setCursor(10, 100);
    panel->print("Canvas alloc failed!");
    panel->setTextSize(1);
    panel->setCursor(10, 130);
    panel->print("Tools > PSRAM > OPI PSRAM must be set.");
    while (1) delay(1000);
  }

  bbct.init(TOUCH_SDA, TOUCH_SCL, TOUCH_RST, TOUCH_INT);
  delay(50);

  rgb.begin();
  rgb.setBrightness(LED_BRIGHTNESS);
  led(0, 0, 0);

  spkInit();

  clearCanvas();
  panel->setTextSize(1);
  panel->setTextColor(YELLOW);
  panel->setCursor(BTN_X + 2, 4);
  panel->printf("WiFi...");

  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
  uint32_t t0 = millis();
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - t0 < 20000) delay(300);
  Serial.println(WiFi.status() == WL_CONNECTED
                   ? "WiFi ok" : "WiFi FAILED (2.4GHz only - check secrets.h)");

  drawButtons();
  Serial.println("Draw on the screen, then tap ASK. MODE cycles the question.");
}


/* ===========================================================================
 *  LOOP
 * =========================================================================== */
void loop() {
  /* edge-detected buttons: one action per tap, finger must lift first */
  static bool btn_down = false;
  static uint8_t misses = 0;

  uint16_t ux, uy;
  bool touched = getTouch(&ux, &uy);
  int x = touched ? (int)ux : -1;
  int y = touched ? (int)uy : -1;

  if (touched && x >= BTN_X) {
    misses = 0;
    if (!btn_down) {
      btn_down = true;
      last_x = last_y = -1;                      // never draw from a button tap

      if (y >= BTN_MODE_Y && y < BTN_MODE_Y + BTN_H) {
        if (showing_answer) {                    // BACK TO DRAW
          canvas->flush();                       // repaint the drawing
          drawButtons();
        } else {                                 // MODE
          mode = (mode + 1) % N_MODES;
          drawButtons();
          Serial.printf("mode: %s %s\n", MODES[mode].l1, MODES[mode].l2);
        }
      } else if (y >= BTN_ASK_Y && y < BTN_ASK_Y + BTN_H) {
        if (showing_answer) {
#if SPEAK_REPLIES
          led(0, 255, 40); playLastAnswer(); led(0, 0, 0);
#endif
        } else {
          askAboutDrawing();
        }
      } else if (y >= BTN_CLEAR_Y && y < BTN_CLEAR_Y + BTN_H) {
        clearCanvas();
        drawButtons();
      }
    }
  } else {
    if (btn_down && ++misses >= 4) { btn_down = false; misses = 0; }
    /* Draw only when no answer overlay is up and we are not mid-button-press. */
    if (!btn_down && !showing_answer) handleDrawing(touched, x, y);
  }

  /* The WiFi meter repaints only when the pen has been up for a moment, so it
   * can never steal SPI time in the middle of a stroke. */
  static uint32_t last_wifi = 0;
  if (last_x < 0 && millis() - last_wifi > 3000) { last_wifi = millis(); drawWifi(); }

  /* Poll as fast as possible while the pen is down - every millisecond spent
   * sleeping here is a touch sample missed and a gap in the line. */
  if (last_x < 0) delay(5);
}

Сізге қажет болуы мүмкін нәрселер

Ресурстар мен сілтемелер

Файлдар📁

Arduino коды (.ino)