使用电子价签制作天气站

1. 主要原器件选择

屏幕部分采用汉朔2.13寸的电子价签,具体型号是:Stellar-M,闲鱼上面价格比较便宜,大部分在7块钱一个;
也有2.9寸的型号,虽然屏幕大了一点但是分辨率没有明显提升,价格却变成了2.13寸的两倍多,因此用2.13寸的比较划算。
电子价签的外形是这样的:

拆出的屏幕是这样的(不是同一个价签,因此显示内容不一样):

控制器部分采用ESP8266,虽然只支持2.4GWiFi性能较为一般,但是尺寸和价格上面都比较有优势,使用ESP-12F-4MB Flash

温湿度传感器使用DHT11,只需要一根通信线(但不是总线,即一根线只能和一个设备通信),但是最近也涨价了。

其他的杂项,供电使用3.7V聚合物锂电池502535,charger使用TP4054,USB2UART使用CP2104,USB-TypeC接口...

2. 制作完成的预览

除了基础的天气站功能,还可修改天气图标、时间字体以及显示自定义的图片。

3. 电子价签拆机过程

首先拿掉电池,使用一把镊子(弯头和直头都可以),向下压住这两个卡口,同时向上顶出即可。

拆解屏幕盖板,准备一把4号手术刀,装上23号刀片,弧线刃口的。

撬开屏幕盖板需要将刀刃嵌入盖板和塑料底座之间的缝隙中,用力向下压,当听到裂开的声音,且从盖板一面看到接触的地方变透明
就表示盖板的当前区域已经和底座之间存在了裂隙,可以向前挪动下压刀刃。

开盖的过程不是使刀掀开盖板,而是将刀刃塞入盖板和底座之间的缝隙,并且扩大它;
这需要一点耐心,当遇到胶水多的地方,得一点点撬,千万不要用手掰塑料盖板;
另外刀片比较锋利,使用的时候需要控制力道,以免伤到自身。
这是分离后的状态,可以看到基本没有什么残缺的地方。

最后用3号手术刀,搭配11号刀片修下边上的毛刺,方便后续粘接回去。

取下屏和主板,掀开屏幕,电子价签按照下图的方式拿住,左手捏住价签左侧,右手大拇指和食指捏住右侧,右手中指在反面向上顶主板背面;
此时左右手向两侧拉开塑料壳,不要用力过大,使主板的右侧卡口有缝隙时,右手中指顶出主板即可。

清理掉后壳内部的电池,使用上文提到的两把手术刀和一把尖嘴钳,先用尖嘴钳夹住电池贴白色塑料片的地方,向外拉出即可;
剩下的塑料按需切掉,可以先用手术刀在需要裁切的部位划出刻痕(正反面都要),然后用尖嘴钳拧掉,
可以参考下图清理完毕后的样子。

切掉中壳的部分塑胶件这里的塑料件挡住了USB接口的ESD管,如果ESD电路您不焊接的话,这里可以不切割。


这里的塑料凸起挡住了外置的下载口,如果您贴片的时候,焊接了USB转串口及自动下载电路的器件,
这里也可不切,如果使用外置的USB转串口模块下载,那么需要切除。


4. 电路部分设计

参考电子价签原PCB上的屏驱动电路和ESP8266外围系统添加一点细节,设计原理图。

根据原理图,参考电子价签原PCB的外形尺寸和槽孔,设计PCB。

生成Gerber文件,发往嘉立创打样,这样的尺寸下,打样只需要5元还包邮。

5. 电路部分贴片焊接

经过几天等待,嘉立创打样的PCB如期收到,我这里还开了钢网。

刷上锡膏,进行贴片操作,这里屏线接口和ESP8266我需要手工焊接,因此该区域没刷锡膏。

贴片和焊接完成后,如果不想板载USB转串口,下图的红框区域可以不贴。
电池和温湿度传感器留到后面在焊接,还需要下面还需要再次切割外壳,留出USB和按键的接口。

将焊接好的PCB放入原壳中,在USB接口以及上下两侧按键划出刻痕。

这是完整的需要切割区域的刻痕。

用手术刀稍作切割,最终完成如下。

电子价签底部的凸起也需要削除,以便成品能够直立在桌面上。

削除完成后。

焊接电池和温度传感器,锂电池焊接时注意不要短路,建议先焊接负极。

将焊接完成的主板嵌入原外壳中。

盖好之前处理过的电池后盖,并用胶带封口。

最后安装上屏幕,自此电路部分的制作就已经完成了。

6. 软件烧录

6.1 烧录准备及进入下载模式

如果您焊接了PCB上的USB转串口芯片及自动下载电路,请直接看6.2章节-软件烧录
需要准备一台电脑,USB转串口模块(3.3V电平),2.54mm测试针3P或4P,
对于3P烧录需要用镊子或者导电的铁丝手动进入下载模式,对于4P的通过将一个引脚接地的方式进入烧录模式

3P 2.54mm测试针进入下载模式方法:
测试针接线方式。

先用镊子短接最下面和最上面的下载测试点,下图中红线所指的两个触点,
保证接触良好的情况下,按下复位键,等待1秒后才可移除镊子,此时进入了下载模式

4P 2.54mm测试针进入下载模式方法:
测试针接线方式,只需要将P0接到地即可。

6.2章节-软件烧录
打开FLASH_DOWNLOAD_TOOLS_V3.4.9.2
选择...浏览到存放固件的路径,下载地址填0x0
COM需要点击一下,程序会自动扫描串口并提供选择,
BUAD 选择最低的 115200 低速率可以降低下载过程中出错的概率,
最后点击 START 程序会一直发送下载请求直至检测到串口连接设备。

将烧录排针顶到触点,我这里只有3P的排针,因此以3P的为例演示:
对于4P的排针,只需要此时按一下复位键即可。

当排针接触良好时,FLASH_DOWNLOAD_TOOLS会和主板通信,开始下载,
下载期间请稳定压住排针,否则会下载失败

当下载完成时FLASH_DOWNLOAD_TOOLS会有提示,此时可以移除触点上的排针

6. 原理图/PCB资料与固件获取

可以在我的闲鱼上购买


posted @ 2021-06-11 21:17  Yanye  阅读(1626)  评论(1编辑  收藏  举报