沁恒CH592F墨水屏时钟温湿度计——国产芯加持的智能桌面伴侣

开源协议：CC BY-NC-SA 4.0
工程编号：#CH592F_EInk_Clock_V2
设计作者：智能硬件工坊
更新日期：2025年7月21日

项目亮点

✅ 国产物料双核心：AHT30温湿度传感器 + RX8010高精度RTC
✅ 超长续航设计：CR2032电池理论续航超24个月（休眠电流6μA）
✅ 智能刷新策略：分钟级局部刷新 + 小时级全屏防残影刷新
✅ 蓝牙5.3扩展：支持BLE广播/OTA升级/无线校时（开发中）
✅ 工业级精度：温度误差±0.3℃，湿度误差±2%RH（实测）

设计理念：在信息过载的时代，一款安静显示核心数据、无需频繁充电的设备，才是真正的生活伴侣。

硬件架构升级

核心模块配置

https://example.com/hardware_diagram_v2.png
注：四层板设计，RX8010与CH592F共享32.768kHz时钟源

低功耗技术突破

• 三级休眠体系

  • 深度休眠：RX8010独立计时（总电流<7μA）

  • 分钟唤醒：读取AHT30+局部刷新（300ms@6mA）

  • 小时唤醒：全屏刷新+蓝牙广播（5秒@12mA）

• 传感器协同断电

  c

   

  // 电源管理代码片段
  void sensor_power_ctl(uint8_t state) {
      GPIO_SetBits(GPIOB, SENSOR_VCC_PIN);  // 先拉高MOS控制极
      if(state) {
          GPIO_ResetBits(GPIOB, SENSOR_VCC_PIN); // 开启传感器供电
          delay_ms(10);                          // 等待电源稳定
      }
  }

软件系统创新

状态机控制流程（RX8010中断驱动）

void main() {
    rtc_init();           // 初始化RX8010
    while(1) {
        if(rtc_alarm_triggered()) {       // RX8010每分钟中断
            sensor_power_ctl(ON);         // 开启传感器电源
            read_aht30();                 // 读取温湿度
            sensor_power_ctl(OFF);        // 立即断电
            
            partial_refresh_display();     // 局部刷新时间/温湿度
            
            if(hourly_refresh_flag) {     // 每小时任务
                full_refresh_screen();     // 全屏刷新去残影
                ble_broadcast_data();      // 广播温湿度数据
                hourly_refresh_flag = 0;
            }
            enter_deep_sleep();            // 返回深度休眠
        }
    }
}

蓝牙功能规划

1. 蓝牙校时协议

   • 手机APP发送GMT时间戳 + 时区配置

   • RX8010自动转换为本地时间（支持夏时制）

2. OTA升级框架

   图表

    

   代码

    

    

    

性能实测数据

功耗对比（CR2032@210mAh）

AHT30精度实测（25℃恒温箱）

智能家居集成

通过BLE-MQTT网关接入HomeAssistant：

# ESPHome配置示例
ble_client:
  - mac_address: XX:XX:XX:XX:XX:XX
    service_uuid: "0000181a-0000-1000-8000-00805f9b34fb"
    characteristic_uuid: "00002a6e-0000-1000-8000-00805f9b34fb"
    on_data:
      then:
        - mqtt.publish:
            topic: "home/einkclock/data"
            payload: !lambda |-
              return "{"temp": "+to_string(data[0])+", "hum":"+to_string(data[1])+"}";

复刻指南

关键物料清单

调试要点

1. RX8010配置

   • 初始化时写入0x20寄存器启用温度补偿

   • 中断引脚配置为下降沿触发

2. AHT30校准技巧

   python

    

   # 校准脚本示例
   write_reg(0xBE, [0x08, 0x00])  # 触发软复位
   write_reg(0xE1, [0x28, 0x00])  # 启用校准模式

3. 蓝牙OTA预留
   PCB预留SWD烧录接口与蓝牙天线净空区

未来升级路线

V3.0开发计划

• 蓝牙无线校时：通过APP一键同步网络时间

• 空中固件升级：BLE OTA支持安全加密传输

• 环境异常预警：温湿度超限时屏幕闪烁警示

• 光感调节：增加环境光传感器自动调整刷新深度

扩展接口

致谢：本项目受启发于立创开源平台的国产传感器应用案例，特别感谢沁恒SDK与艾为电子(AWINIC)的技术支持。

获取设计资源

立创EDA工程：https://oshwhub.com/CH592_EInk_Clock_V2
固件仓库：GitHub - CH592_EInk_Clock
演示视频：B站实机演示

让精准时间与环境感知无声融入生活——这正是国产硬件的创新力量。

未来升级

蓝牙OTA,蓝牙校时，接入HA todo

说明

1.屏幕去老王电子DIY搜2.13墨水屏，需要用微雪2.13D驱动

2.休眠策略是每60s唤醒一次，关闭一切不必要的外设