<h2>目录</h2> <ul> <li>1、项目介绍 <ul> <li>1.1 项目核心功能</li> <li>1.2 应用场景</li> </ul></li> <li>2、项目属性</li> <li>3、开源协议</li> <li>4、硬件部分 <ul> <li>4.1、整体设计</li> <li>4.2、主控芯片</li> <li>4.3、墨水屏驱动及其连接器</li> <li>4.4、温湿度计</li> <li>4.5、超级电容电源</li> <li>4.6、其它外围电路</li> <li>4.7、整体电路设计</li> </ul></li> <li>5、软件部分</li> <li>6、BOM清单</li> <li>7、大赛LOGO验证</li> <li>8、演示您的项目并录制成视频上传</li> </ul> <h2>*1、项目介绍</h2> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/ThPQGxKisn0DUFiHXhglKFDzgoxMqqW9mSPsC3md.png" alt="Omamori-Title.png"> 线下面基不知道带什么？试试我们的“Omamori”吧！ 在家里放着的时候，它可以是带温湿度计的时钟，也可以获取一些当下时事，当你想要外出的时候，只需要把它从底座上取下来，就能获得一个名片啦！</p> <h3>1.1、项目核心功能：</h3> <p><span class="size" style="font-size:24px"><strong>双模式</strong></span> - 「Omamori」会根据是否接入外部供电自动切换两种模式：<span class="size" style="font-size:18px"><strong>[底座模式]</strong></span> 与 <span class="size" style="font-size:18px"><strong>[名片模式]</strong></span>。</p> <ul> <li>在 [底座模式] 下，经过简单的配网之后，「Omamori」会变身成为一个具有温湿度显示功能的时钟日历。当然，你也可以自由决定它显示的内容！</li> <li>在从底座上取出之后，「Omamori」会自动切换进去 [名片模式] ！这时，「Omamori」会使用超级电容中储存的电量，刷新墨水屏为指定的画面，将其变成一个非常经典又耐看的名片！得益于墨水屏特殊的显示原理，即便是暴露在日光下也不怕看不清屏幕上的文字，实乃线下面基聚会的好帮手。</li> </ul> <h3>1.2、应用场景：</h3> <ul> <li>在 [底座模式] 下，「Omamori」可以作为温湿度计检测周围环境的适宜程度。由于其主控为ESP32-C6，在经过简单开发之后可以很便捷地接入ESPHome / Home Assistant作为智能家居传感器使用。</li> <li>在 [名片模式] 下，「Omamori」可以作为自定义的名片使用，在线下聚会、漫展面基等场景作为个人名片使用。并且，因为采用的墨水屏的缘故，你甚至可以每次都用不一样的风格来设计自己的名片！</li> </ul> <h2>*2、项目属性</h2> <p>本项目为首次公开；本项目是原创项目；本项目没有参加过其他比赛；本项目不涉及任何毕业设计。</p> <h2>*3、开源协议</h2> <p>CC-BY-NC 3.0，本项目是由团队的心血浇筑而成，原则上是不允许商用的，如果感兴趣的话您可以自己动手制作与使用，我们会非常开心！</p> <h2>*4、硬件部分</h2> <h3>4.1、整体设计：</h3> <p>本项目的主要硬件构成如下图所示： 本项目在设计之初选择的显示屏幕为2.13寸墨水屏。由于屏幕面积的限制，所有功能电路均集成在同一块PCB上，降低装配难度的同时提高紧凑度。 <span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/tVsci9auNyccOZQJyUr0Y64Cq0um5q4Do3YRhHBt.png" alt=""></span> 本项目主要由四个主要功能块构成，分别为：Wi-Fi主控，墨水屏驱动，温湿度计，超级电容电源。下面将分别展开介绍。</p> <h3>4.2、主控芯片</h3> <p><span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/8kbhIn397EHHehirqYXt5Hr5BkUAASKARngDLnDP.png" alt=""></span> 主控芯片为ESP32-C6，支持Wi-Fi 6 与蓝牙低功耗的无线射频MCU。为了降低开发难度与提高焊接良品率，本项目使用的是乐鑫官方ESP32-C6-WROOM-N8模块。该模块不仅自带8MB SPI-Flash，还具有CE/FCC/TELEC无线安全认证，节省认证费用。 附属的外围电路为一个用于显示工作状态的LED灯，以及两个用于切换启动模式（进入烧录模式）的按键。实际上由于使用了USB-CDC虚拟串口，ESP32-C6支持通过串口命令重启进入烧录模式，这两个按键留作备份使用，亦或者可以将BOOT脚的按键在启动之后作为用户自定义的功能按键进行使用。</p> <h3>4.3、墨水屏驱动及其连接器</h3> <p><span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/G4lJUYLEgHiR9Slgsort6g3LBuoHvjPOIyI3ypV6.png" alt=""></span> 本项目所使用的墨水屏为中景园电子的四色（黑白红黄）墨水屏，型号为ZJY122250-0213AJH-E5，驱动芯片型号为JD79661。与微雪的2.13inch e-Pape (G) 和大连佳显的GDEY0213F51/GDEY0213F52互相兼容。 驱动电路与接口参考规格书的“典型应用电路”与微雪的2.13inch e-Paper驱动板原理图绘制而成，墨水屏通过24Pin FPC排线与电路板连接，贴装在电路板背面。</p> <h3>4.4、温湿度计</h3> <p><span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/PhIUykXX6tVtxortQ1rjy6tCSDqXL4oR307kOt6G.png" alt=""></span> 温湿度传感器使用盛思锐的SHT40-AD1B，具有±0.2℃的温度误差与±2%的湿度误差，体积小巧方便集成，仅需少量的外围电路即可工作。</p> <h3>4.5、超级电容电源</h3> <p><span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/fLDAseuj08te7Ug2zEsxzkn8Ww4bTl3LQWLNCgz3.png" alt=""></span> 这是本项目的重点功能！本项目抛弃了传统的锂电池供电设计，采用了超级电容作为备用电源。当连接到外部电源时，CN3125会以99mA的充电电流逐渐将超级电容充满至截止电压（设定为4.52V）。 当外部电源断开时，这颗1.5F的超级电容会成为墨水屏刷新进入名片模式的电源，经过计算，一颗1.5F的超级电容从4.52V放电到2.8V，总共会放出大约9.4J的电能，可以让电路在3.3V 100mAh的工况下工作至少28秒。墨水屏刷新时间约为26秒，工作电流为3.3mA，ESP32-C6在Wi-Fi无发送/接收时的全速工作电流约为60~70mA。经过实际测试，这颗超级电容能在墨水屏刷新完毕后额外支撑ESP32-C6全速工作5s左右。经过优化功耗控制，可以持续工作更长时间。</p> <h3>4.6、其它外围电路</h3> <p><span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/vwtJdKaZf38gLWqhv9I69CfA9efRWL99K31yjkV4.png" alt=""></span> Type-C接口采用中国星坤(XKB)的优质接口，搭配三个ESD二极管实现外部充电/数据接口的静电防护。DN/DP直连到ESP32-C6的USB引脚，使用USB-CDC Serial虚拟串口进行调试。 <span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/L793sQ2OPlOTTDwpZZkhtizNuhQlZn5v1ZZjHdo5.png" alt=""></span> 供电部分选用的DC-DC降压转换器，相比于LDO，其在大电流工况下具有更高的转换效率，并且能够在低负载的时候切换至PFM模式进一步降低功耗。DC-DC电感部分选用谱罗德的2.2uH功率电感，具有闭磁结构，可以减少电磁泄露降低电磁干扰；并且其超小的体积也可以进一步降低电路面积。 <span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/Sh67sPXbd75YmehM1Wcj43ln2bCTN9LL9I8bNRjC.png" alt=""></span></p> <ul> <li>电源路径部分由一颗PMOS，一颗肖特基二极管，一颗电阻构成。PMOS用于在USB+5V有输入时钳住超级电容的输出线路；电阻用于给PMOS提供偏置电压；肖特基二极管用于防止在超级电容供电时电流进入USB+5V线路倒灌。</li> </ul> <p><span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/oG8fR29vSnXz4jj1ALCuUR58BPDL6AXhrI8hMnBD.png" alt=""></span></p> <h3>4.7、整体电路设计：</h3> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/P4Tw56TSDg236qJg5FBkPpjOnVcidjQujkXvFGMs.png" alt="OMAMORI-电路板正面.png"> 非常好3D渲染图，使我PCB旋转</p> <h2>*5、软件部分</h2> <p>本项目的源码（包含手机APP(制作中)，电脑上位机，固件）均会在GitHub上开源，网址在下方。</p> <ul> <li><a href="https://github.com/RuaruaLab/ESP32_INK_Pad_Host" target="_blank">电脑上位机</a></li> <li><a href="https://github.com/RuaruaLab/ESP32_Ink_Pad_Arduino" target="_blank">墨水屏固件</a></li> </ul> <h3>5.1、软件流程示意图</h3> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/jw1RZSRX8gPbEZcwutJ88hxiBGFtI5KetQtqPjfR.png" alt="软件流程图.png"> 「Omamori」的软件流程图如图所示，它主要通过一个配置为输入中断的GPIO引脚来切换对应状态。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/nbPHkzw3qhrZQUQSKqAVTcHkeDcRrYCn1O7D94S3.png" alt="主要逻辑.png"> [底座模式] 的逻辑如图所示，在接入电源时，MCU通过Wi-Fi获取时间，通过I2C总线连接SHT40获取温湿度数据，并以每10分钟为单位通过SPI刷写墨水屏。 上位机可以通过预先留好的串口命令向Flash中写入图片，以及传输Wi-Fi配置。</p> <ul> <li>更多功能正在开发中，具体更新日志请查看GitHub页面。</li> </ul> <h2>*6、BOM清单</h2> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/USlyro7AuLlyU60sYw4iAgpDGtFDg0zv2LqvMjsv.png" alt="Omamori-BOM.png"> 除去PCB部分之外，本项目还需要3个3D打印部件与1个采用嘉立创面板打印的亚克力面板，相关文件均会上传到附件中。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/cJMQescLYzbrpnLRKynySxK8BjdkwJyd8w3fZHEZ.png" alt="OMAMORI-组装示意图-注释.png"></p> <h2>*7、大赛LOGO验证</h2> <p>大赛LOGO丝印放置在PCB背面，为了方便贴装墨水屏，PCB背面无任何元件，大赛LOGO一览无余，并且在组装的时候可以看到。</p> <h3>PCB设计图</h3> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/1hQrg0KmT7UxILjyrKWR0177zmkYC1FfliL0cIWc.png" alt=""></p> <h3>PCB实物图</h3> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/iv0BsmCmLV2fgVqlf0MTq2aaUDmOe6JfWyU8vobE.jpeg" alt="logo-实物.jpg"></p> <h2>* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h2> <p>由于团队主创在国外，有些视频因为上传速度问题无法在截止日期之前正常上传，更多视频请参考<a href="https://drive.google.com/drive/folders/1ISPVUNIrnO3FK9NG5vHWFqMw1ruVV9Hk?usp=sharing" target="_blank">这个链接</a> *注：该链接为Google Drive分享链接，国内可能无法正常查看。</p> <p><span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)">视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内；</span> <span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)">视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。</span><br> <br> <span class="colour" style="color:rgb(0, 0, 0)"><a href="/posts/de460543d4cf4dacb5f0326612455578" target="_blank">前往查看更多详情 ＞</a></span></p>