GI Dice 元素骰子 V1.3

GI Dice V1.3

这是一种原神七圣召唤中的元素骰子的可低成本 DIY 的实现 (GI = Genshin Impact = Genius Invokation)
关于使用效果和组装流程，你可以看看 这个视频
本设计中，除了外壳、元素图标及 PCB 需要给 JLC 氪点之外，其余全部使用立创商城或淘宝零售可买到的全新部件实现，无需额外定制

项目主页在 Github: libc0607/GI_Dice，源代码、外壳、BOM、组装教程等其他内容会陆续更新上去

特性

• 正八面体，边长 22mm
• CH573F 主控，通过蓝牙广播实现多个骰子同时向中控传输骰子朝向及电量信息
• 打牌计分中控我没打算做，但我会给个在 ESP32-S3 上做接收的例程，想做中控的可以直接对接
• LIS2DW12 三轴加速度传感器
• 8 个 APA102 (SK9822) RGB LED，支持关断 LED 电源以省电
• LIR1240 55mAh 锂电池，以及正经的充电管理和电池保护 IC
• 使用无线充电，配套的充电盒在 这里
• 霍尔传感器实现放入充电盒后关断电源，此时功耗大约几个 uA

制作注意事项

• 板厚 1.0mm，默认叠层结构，应该是可白嫖的，建议 SMT 贴基础库+部分扩展库（加速度传感器、保护以及充电 IC ）
• 面板打印 0.8mm 厚，至于材质我试了两种好像都差不多。。
• 2.2nF 谐振电容 需要使用 NP0/C0G 材质；外接电感为 CD53 10uH，必须不能是闭合磁路的
• 32k 晶振不用焊，22uH 电感可用 0603 封装以减厚，可缩至 10uH，但它得是个功率电感
• 霍尔需要选择低功耗且推挽输出的型号，我用的 CC6203ST (C285997)
• 使用 3P 1.0mm间距 30mm长 可焊接的 FPC 连接上板与霍尔传感器
• 先焊元件面，再焊 LED，推荐使用联想同款低温锡焊接 LED
• 通过 USB 烧写，你需要飞线到上板的 DP/DN/BOOT/GND，在拉低 BOOT 时使用磁铁重启以进入下载模式
• 烧写时关闭将 RST 用作复位的选项，那个 PIN 被我当作 GPIO 了
• 烧写验证功能可用后，将 PCB 从中间切开，记得测一下相邻有无短路
• 使用 8P 0.8mm间距 30mm长 可焊接的 FPC 连接上板与下板；这两个排线在淘宝同一店（*排线仓库）有售

组装

整体结构是这样：

外壳 STL 之后会上传到 Github
下图中四角可选使用 Φ2mm * 1.5mm 的磁铁作为辅助定位柱，也可不用
如果对焊工没有自信，推荐将电池换为 301012，这样更容易盖得上

BOM

太多了懒得弄，先 to-do
见附件，但我不确定有无遗漏

开发 & 调试

源码会上传到 Github
使用 MounRiver Studio 进行开发，你可以参考沁恒的 这个教程 快速入门；API 文档和例程包含在 CH573 EVT 中
调试器为 WCH-Link，如果是淘宝买到的，可能需要先切换为 RISC-V 模式
这个板子体积小不便于飞线，如果你想进行开发，可以使用我的 这个 板子，具有相同的原理图，但通过 2.54 排针引出了大部分接口

关于硬件你可能会有疑问？

先写这些，之后看情况慢慢补充；对于一些问题，你可能会有更好的做法，欢迎提出

Q：无线充电发射都用了 XKT，为什么接收不用
A：第一版是用了的，然后我电池被充到了一个很怪的电压，不知道是不是我搞错了，所以 V1.2 就改成了

Q：无线充电怎么不上 Qi
A：体积限制。原本确实想 Qi，找到一个 CCX1121B，论坛上看到给资料，加了掰扯半天并不给资料，就没用了。其他的体积和成本都有点大

Q: 为什么上面还有一个电感
A：1配重，2把传感器顶到正确的位置，3提高一点传感器灵敏度

Q: 充电指示灯外面也看不见，需要焊？
A: 必须焊，并保证上面有 ~1mA 电流，防止炸后面电容

Q：这天线匹配也不是按天线手册做的啊，能用么
A：放不下了。。另外那天线又没给仿真模型，发射功率也才 0dBm，总之同一张桌子上（正确的应用场景）连接没问题就行了；如果仅考虑 3nH 电感以及理想的 50 欧，如下图，那此时 VSWR 也有 2.4

Q：4.35V 电池？
A：充电和保护 IC 都有高压版本，直接换

Q：我组装完怎么合不上啊
A: 换 301012 电池，薄一点

已知问题 & 解决方法

待补充

1. 多扔几次后四角会掉漆……。那。。别扔它x

参考 & 致谢

• jeansimonet/Pixels：一个精致得多但也贵很多的蓝牙骰子，本项目中的霍尔开关设计及充电部分电路受到了这个的启发
• CH573 EVT：沁恒的官方文档，包含硬件设计及各种例程
• @芒果小强DY：教你如何实现元素骰子自由，我这里直接使用了他提供的图纸进行面板打印

开源协议

除了带有元素标志的面板，其他全部硬件设计基于 CERN-OHL-S v2 或任何之后的版本开源
禁止拿去做毕设，你也不想被你的答辩老师知道你平日其实都在原神里打牌吧（
虽然选了这个协议，但目前我并没有量产出售的计划，更希望各位可以自己做做看；DIY有风险，下单请谨慎