视频介绍: https://www.bilibili.com/video/BV1VA411p7MD/
稚晖君注:这是为了更新视频,缓解本人拖更两个月的尴尬,用一个周末时间赶出来的一个有意思的小玩意 :D
如视频所述,本项目有意思的地方在于使用了一个分光棱镜来设计出伪全息显示
的效果。这个小设备总的来说功能比较多,因为搭载了WiFi和蓝牙能力可以实现很多网络应用,在本仓库中给大家提供了一个开发框架以及一些基础功能(天气、粉丝数监视器等),大家可以基于我的方案继续扩展实现更多应用。
本项目的硬件方案是基于ESP32PICO-D4
的,乐鑫的一个很实用的MCU芯片,由于采用了SiP封装是的PCBA整板面积能做到一个硬币大小;软件方面主要是基于lvgl-GUI
库,我移植了ST7789 1.3寸240x240
分辨率屏幕的显示屏驱动,同时将MPU6050
作为输入设备通过感应的方式模拟编码器键值来交互。
PCB打样的话暂时没发现有啥需要特别注意的。 PCB文件可以直接拿去工厂打样,两层板很便宜,器件BOM的话也都是比较常用的,整板成本在50元以内。
Hardware
文件内目前包含两个版本的PCB电路:
- Naive Version :即视频中出现的版本,板载ESP32、IMU、环境光传感器、SD卡槽、下载电路、以及两个RGB灯
- Ironman Version :基于上面的版本轻微修改,删去了环境光传感器,修改了PCB形状以适配新的外壳
因为新款的外壳计划是使用CNC进行金属加工,因此环境光容易被遮挡,而且该功能使用场景不多所以在新版删去了。
外壳加工 根据自己喜欢的版本选择,3D Model
文件夹目前包含四个版本的外壳文件:
-
Naive Version :即视频中出现的版本,比较简约(因为临时赶工设计的),最好使用光固化3D打印加工
-
Bilibili Version :视频中后面出现的B站百大奖杯形式的外壳结构,适配
Naive Version
的PCB, 属于娱乐性质,非百大UP不建议采用。 -
Metal Version :视频发布后全新改版的外壳结构设计,优化了布局控件整体更紧凑精致,适配
Naive Version
的PCB,该建议使用CNC加工制作 -
Ironman Version :新设计的野生钢铁侠风格结构件,该版本为和朋友合作设计的,后面可能会授权他联名量产,该结构适配
Ironman Version
的PCB
野生钢铁侠联名的版本的结构件加工比较复杂,而且需要后期喷砂、阳极氧化等工艺所以单件制造成本很高(打听了下整套3个部件至少要1000元 ),因此大家自己有加工渠道的可以用提供的文件自己去做。
没有渠道但是又想要这个版本硬件的,我授权了那位朋友量产一小批,他的店铺名为Xikii,是做客制化键盘很有经验的一个极客,大家感兴趣的可以去关注一下~
固件框架主要基于Arduino开发完成,玩过Arduino的基本没有上手难度了,把Firmware/Libraries里面的库安装到Arduino库目录(如果你用的是Arduino IDE的话)即可。
我使用的是Visual Studio上面的Visual Micro插件进行Arduino开发,因为对VS比较熟悉,大家选择自己喜欢的IDE就好了。
然后这里需要修改一个官方库文件才能正常使用:
首先肯定得安装ESP32的Arduino支持包(百度有海量教程),然后在安装的支持包的esp32\hardware\esp32\1.0.4\libraries\SPI\src\SPI.cpp
文件中,修改以下代码中的MISO为26:
if(sck == -1 && miso == -1 && mosi == -1 && ss == -1) {
_sck = (_spi_num == VSPI) ? SCK : 14;
_miso = (_spi_num == VSPI) ? MISO : 12; // 需要改为26
_mosi = (_spi_num == VSPI) ? MOSI : 13;
_ss = (_spi_num == VSPI) ? SS : 15;
这是因为,硬件上连接屏幕和SD卡分别是用两个硬件SPI,其中HSPI的默认MISO引脚是12,而12在ESP32中是用于上电时设置flash电平的,上电之前上拉会导致芯片无法启动,因此我们将默认的引脚替换为26。
也可以通过设置芯片熔丝的方式解决这个问题,不过那样的操作是一次性不可逆的,不建议这么玩。
另外:
由于我赶视频制作,代码都是临时写的非常杂乱有很多dirty code,因此仓库中的是所有驱动调通之后的模板代码,可以自己基于这个框架自由开发。
APP应用代码我在整理中慢慢也会更新出来。
在Software
文件夹中包含了一个Visual Studio的工程,用VS打开(需要安装C 开发组件)后可以在电脑上模拟LVGL的界面效果,改好之后代码粘贴到Arduino固件那边就可以完成界面移植。
这样省的每次修改都要重新交叉编译Arduino的固件,提升开发效率。
ImageToHolo
文件夹下包含一个Python脚本,用于将图片转换成HoloCubic固件中用到的图像资源。
因为图像资源一般都比较占空间,如果全部存在ESP32的Flash中的话存不了几张,因此我在框架中移植了LVGL的FAT文件系统支持,可以将图片资源存储在SD卡内进行读取。
官方的图转换工具是在线的:https://lvgl.io/tools/imageconverter ,需要选择
Indexed 4 colors
格式。但是官方工具每次只能转换一张还要上传下载很麻烦,因此我自己写了个脚本用于批量转换。
HoloCubic用到的图片资源名为xxx.bin
文件,大家用我提供的脚本转好后放入SD卡,然后可以像这样读取:
lv_obj_t* imgbtn = lv_imgbtn_create(lv_scr_act(), NULL);
lv_imgbtn_set_src(imgbtn, LV_BTN_STATE_PRESSED, "S:/dir/icon_pressed.bin");
lv_imgbtn_set_src(imgbtn, LV_BTN_STATE_RELEASED, "S:/dir/icon_released.bin");
其中S:
指代SD卡根目录(注意S是大写的),后面就是跟Linux中的路径完全表示一致了。
该脚本参考了W-Mai/lvgl_image_converter 的实现。
另外由于转换脚本的使用需要再Python环境下,如果大家不想安装环境的话,也可以用我预编译好的exe文件来转,使用方法很简单,把jpg/png/bmp
图片拖到holo转换器.exe
的图标上就行了(可以同时拖动多个上去),会在当前目录生成对应的.bin
文件。
转换器软件的下载地址:
链接:https://pan.baidu.com/s/11cPOVYnKkxmd88o-Ouwb5g 提取码:xlju
我用的时25.4mm x 25.4mm x 25.4mm的棱镜,淘宝应该可以搜到,单个价格80元左右。
分光棱镜的固定比较麻烦,用胶水的话容易渗入屏幕导致水印,因此建议去TB搜一下OCA胶
,这是一种全贴合屏幕工艺
中用来粘合屏幕的固态胶,效果很不错也很便宜。
但是OCA粘性非常强,大家操作一定要仔细不要留气泡,不然粘上后就很难取下了。