单体翻页时钟 - 嘉立创EDA开源硬件平台

## 项目说明  这是一个基于ESP32-PICO-D4设计的单体翻页时钟，其主要特点是采用电机内置结构，体积小巧、并且结 构件大部分都采用PCB，整体没有用到一条线，十分简洁。 开源文件 - PCB工程(嘉立创EDA专业版) - 3D打印文件（stl） - [程序源码（esp-idf-v4.4）](https://github.com/DaqoLee/K_Clock.git) - 零件BOM表 ## 开源协议 本项目为GPL3.0协议，使用、修改后的软件同样以GPL协议开源，并保留原作者的版权信息。 ## 项目相关功能 **目前有两个版本：** - 二十四时辰：esp系统时间 + sntp校时 - 天气预报：数据来源[心知天气](https://www.seniverse.com/) ## 项目属性 本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。 ## 项目进度 本项目已经实现基本功能，能够准确显示时间和天气信息。 ## 设计原理 ### 3D模型  本结构的特点就是用PCB做框架，电机内置，把叶片滚轮设计成滑环就可以实现电机360度旋转。这种设计 优点就是空间利用率高，使结构更加紧凑。缺点就是成本较高，不易装配和维护。  ### 结构零件 整个结构所用的PCB。  叶片 24片版本PCB厚度0.8mm（有点大材小用），当然也可以使用面板打印，如果是60片版的厚度需要≤0.5mm。   **二十四时辰对照表**  上面两个版本主要是为了验证可行性，所以图案相当的直男。0.8mm不支持彩色丝印，彩色图案最好选择 双面面板打印或者其他工艺。下面是我在网上找到的一些图案，大家可以参考一下。 **二十四时辰**   **天气图标**   #### 主控&底板&侧板  **主要器件：** - 主控芯片：ESP32-PICO-D4 - 电机驱动：TMC2209 - 无线充电：BQ51013B（这个版本翻车了，暂时不能用） - 锂电池充电：TP4065 - 5V稳压芯片：TPS63002 **目前底板无线充电还不能用，开关机电路也还需要改进，其他功能正常。因为程序和硬件都没有考虑低功 耗问题，所以电池坚持不了多久。测试待机电流10mA左右，电机运行电流200mA左右，建议插电使用。** 主控和底板已经在嘉立创SMT贴好  只需要补焊接线柱和排母就可以了  主控和侧板使用彩色丝印，PCB厚度只能1.6mm。  这里需要注意的是弹簧顶针是从PCB背部穿过来的，并不是贴在表面的。这样做的目的是可以选择更大行程 提高容错率。  #### 叶片滚轮 叶片滚轮（滑环）有24/60两个版本，厚度1.6mm  每块滑环PCB连接一相（A/B相两条线），然后通过四根铜柱连接到触点。两块滑环PCB要旋转180度连接。 电机与滑环是通过弹簧排针和触点连接，电机与转接PCB（厚度0.8mm）焊好后一定要用热熔胶固定好，否 则容易损坏电机。除了基本的元件外还有一些接线柱、弹簧顶针（POGOPIN）、焊接铜套等后面会给BOM表。  电机选择的是GM15BY永磁步进电机，推荐买减速比100以上，不焊线，轴长4.4/5mm版本   因为叶片PCB比较硬，很难形变，所以需要打印一个辅助装配叶片的零件，然后按照顺序装配就可以了      #### 器件BOM 名称 | 参数 | 数量 | 链接 | --- | --- | --- | --- | |GM15BY减速步进电机 | 轴长4.4mm、减速比1：150 |1 | [步进电机](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.7c902e8dM8tzXP&id=543899450393&_u=d1r0amg7ebef) | POGOPIN弹簧顶针 | M102 （2 * 4.6）| 10 | [弹簧顶针](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=625464084733&_u=g1r0amg7f117) | M2铜柱 | 24mm | 4 | [铜柱](https://detail.tmall.com/item.htm?_u=g1r0amg7569f&id=594046864224&spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe) | PCB方形铜接线端子 | 5 * 5 * 5平底 | 8 | [方形接线端子](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=614073950829&_u=g1r0amg7fd07) | SMT表贴片铜柱 | ￠3 * ￠5 * 3 + ￠4 * 1.6 | 1 | [贴片铜柱](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=680807959486&_u=g1r0amg743e1) | 挡边轴承 | 5 * 8 * 2.5 | 1 | [轴承](https://detail.tmall.com/item.htm?_u=g1r0amg729bd&id=611878216362&spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe) | pogopin连接器 | 4P侧焊公座 |1 | [连接器](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=42066325628&_u=g1r0amg7065c) | 螺丝 | M1.6 * 4、M2 * 4、M2.5 * 4 | 50 | [螺丝](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=40328525933&_u=g1r0amg7cb57) | ## 软件说明 程序比较简单，网上已经有很多网络时钟的开源代码，把显示部分改成控制步进电机就可以了。  代码我稍微封装了一下，更换不同叶片只需要修改几个参数就可以了 ``` void ClockTask(void *arg) { EventBits_t uxBits; Clock_config_t clockConfig = { .wifiConfig = { .sta = { "ssid", //ssid "password", // password .bssid_set = false, } }, .ntpUrl = "ntp.aliyun.com", .userKey = "userKey", //心知天气userKey .location = "guangzhou", .powerPin = GPIO_NUM_4, .pages = 24, //叶片数 .ntpInterval = 30,//网络校准时间间隔/分钟 .speed = 2000, // 电机速度 .compensation = 1000, //步进数误差补偿 .stepperConfig = { .stepPin = 27, .dirPin = 26, .enPin = 25, .ms1Pin = 14, // 细分控制 .ms2Pin = 12, // .timer_group = TIMER_GROUP_0, .timer_idx = TIMER_1, .miStep = MICROSTEP_16, //电机驱动细分 .stepAngle = 0.086//0.086 0.12 步进电机减速后的步进角 } }; Clock1.config(&clockConfig); Clock1.init(); vTaskDelay(1000/portTICK_PERIOD_MS); Clock1.runPages(Clock1.getTimeHour()); //Clock1.runPages(Clock1.getWeatherCode()); while (1) { uxBits = xEventGroupWaitBits( clock_event_group, SNTP_BIT | BTNJUMP_BIT | BTNLONG_BIT, pdTRUE, pdFALSE, 60000/portTICK_PERIOD_MS );//60000/portTICK_PERIOD_MS portMAX_DELAY if(uxBits & SNTP_BIT)//时间校准事件 { //Clock1.runPages(Clock1.getWeatherCode()); //Clock1.runPages(Clock1.getTimeHour()); } else if (uxBits & BTNJUMP_BIT)//按键短按跳变/松开 { Clock1.runInf(200); //短按微调时间 } else if (uxBits & BTNLONG_BIT)//按键长按 { Clock1.powerOFF();//长按关机 } else //最大等待时间，这里是一分钟刷新一次。 { Clock1.runPages(Clock1.getTimeHour()); } } } ``` 源码链接：[https://github.com/DaqoLee/K_Clock.git](https://github.com/DaqoLee/K_Clock.git) ## 实物展示 ### 实物图  ### 介绍视频 [「开源」DIY超级迷你翻页时钟](https://www.bilibili.com/video/BV1Uo4y1A714/?share_source=copy_web&vd_source=05a706bbfb8a2b3090007f78f1cede0c) ## 其他 ### 挖坑 单体版主要是对结构进行验证，现在双体版本已经在路上了，敬请期待。