ESP32-S3多功能独立副屏[iCRT] - 嘉立创EDA开源硬件平台

展示视频

【开源】复古多功能副屏“iCRT”，音乐频谱节拍、动画天气时钟，来看看吧_哔哩哔哩_bilibili

 

2024-1-22更新

扩展坞已完成

多功能副屏“iCRT"的扩展坞 - 嘉立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com)

 

东西都在这里下载，都有 https://pan.baidu.com/s/19-CHRh_MAejMqFVaL9os6Q?pwd=e8y5

制作交流群 739444215

 

之前SMT贴了一些板子，如有兴趣可直接到我工坊买

https://gf.bilibili.com/item/detail/1105534080

 

关于

制作这个iCRT源自之前的游戏机项目”老霸王游戏机“。
在游戏机项目完成后不久，我偶然看到一张老照片，上面有我之前用过的一个CRT显示器，就特别怀念。
正好Fusion360还不够熟练，想着借此机会用它来练练曲面造型，就开了这个坑
第一次将3d打印的外壳拿到手的时候我和朋友都觉得很好看，也挺多人喜欢，遂起了念头，给它加入灵魂—PCB和程序，让它成为独立的一个工具，而不是一个显示设备。 于是画板、打板、焊接、写代码、再改、加功能，到最后，就成为了现在这个“穷尽我目前技术力的多功能副屏设备”了。

PS：iCRT这个名字来源于我的儿子，我之前其实取的名字叫MiniCRT。

功能介绍

目前iCRT包含以下几个功能：

• AIDA64副屏，通过RemotePanel实现，具有百分比和进度条的动画效果
• 音乐频谱节拍计，通过内部的麦克风采集环境声，进行FFT处理、实时节拍检测后，显示漂亮的频谱效果和节拍RGB灯
• 动态天气时钟，通过高德地图API获取天气信息，并读取对应的动态效果作为背景。
• 视频播放，播放事先处理过的Mjpeg+Mp3文件，音画同步
• 图片显示，显示JPEG文件。

AIDA64副屏

稍微科普一下目前副屏的几种实现办法，以及为什么iCRT叫“独立”副屏。
副屏主要用来显示当前电脑的一些信息，比如CPUGPU温度、占用、频率等，也会加入一些个性化元素，总之就是一种仪表盘的感觉。
实现的方法主要有：

• 扩展显示：将显示设备连接到电脑的显示接口，然后作为扩展显示器，将电脑屏幕扩展到该显示器，并将AIDA64仪表盘移动到扩展的屏幕
  优点是效果好，屏幕大，性能强；
  缺点（个人觉得）是扩展显示会占用部分显卡性能，并且会不小心将鼠标移动到扩展屏，有时候不知道鼠标去哪里了，在全屏玩大型游戏的时候很讨厌
• 独立Web显示：通过一个独立的外设，通常是安卓机、树莓派或者其他能访问网页并显示的设备，远程访问AIDA64提供的网页来展示
  优点是不影响电脑性能，与电脑独立，可以放到其他地方
  缺点是AIDA64提供的RemotePanel网页显示的特效有限，无法显示自定义的仪表和动画特效
• 独立自定义显示：通过一个独立的外设远程访问AIDA64提供的数据（也可以是自己写的上位机提供的数据），并根据自己的样式来展示（本项目）
  优点仍然是不影响电脑性能，与电脑独立，可以放到其他地方
  对于本项目来说，缺点就是ESP32-S3性能限制，无法显示更好更清晰的效果以及动画，
  如果是性能强劲的安卓副屏+有人帮你设计UI+有人帮你做成安卓APP，那就是我认为最完美的副屏了
• 第三方外设：AIDA64支持一些第三方外设，比如罗技和雷蛇的一些东西，他们用自定义的协议传输数据
  优点应该是独特的外形和与设备的契合能力了（没用过）
  缺点（没用过）

本项目通过获取AIDA64的RemotePanel的信息，解析后通过自己做好的UI进行展示。
在CPU和GPU的占用上加入了独特的仪表动画效果，加入了随时间流逝的折线图效果
在硬盘、内存使用上也添加了动画效果。

另外：左下角的图片可以自己更换，凸显个性。直接在网页上即可更换，无需用读卡器

音乐频谱节拍计

我最喜欢的功能

一直都很喜欢音乐可视化，也喜欢音乐频谱。之前做过用电脑采集音频进行FFT后，将数据发送给ESP32进行展示，这次做的是实时采集环境音然后分析显示
麦克风试了好几种，有模拟的，有数字的，数字的也测试了好几款，目前这个ICS43434是效果最好的一款，当然也最贵
实时节拍算法换了好几个，也花了茫茫多的时间，这个是我能做到的最好的实时节拍检测了，通过声音能量在一个窗口期内的变化进行判定，能适应大部分的歌曲
在检测到节拍后，RGB灯会闪烁一次，可以通过底座的扩展接口外接音响和RGB灯带，这些灯带也同样能同步进行闪烁
给麦克风采集加入了动态增益算法，通过判断最近一段时间内的平均声音强度，来动态提高或者降低缩放比例，以实现任何音量都能有完美的频谱展示和节拍检测

动态天气时钟

很久以前有个手机厂商叫火腿肠（HTC），当我在别人手机上看到他那随着天气而变动的动态背景的时候，惊为天人，心想这实在是太酷炫了，
这次做天气时钟，我想的就是一定要动态背景
本项目的天气动画来自网上找到的HTC SENSE天气动画。HTC的手机业务也早已停掉多年，如HTC告知我不能使用，请告知我，我会第一时间删除
天气3-5分钟更新一次，目前来自我的高德API，如果自己有API的可以自己申请然后填入自己的使用
在天气改变时，会有丝滑的切换动画
时钟方面，包含了公历、农历的显示，包含了常见节假日、以及24节气的显示

视频播放

或许不能叫视频播放，ESP32-S3只是一个面向IoT的单片机，内部并没有视频编解码功能，就算是JPEG解码，也只是软解码
本项目的视频播放是通过将视频处理为MJPEG文件+MP3文件，保存为相同的主文件名后拷贝到播放目录，设备会同步解码播放
需要MJPEG必须是25帧，因为是按25帧进行的音画同步
MJPEG解码采用的最新最快的SIMD解码，是ESP32-S3上能做到的最快解码了，比JPEGDEC等普通解码库快50-80%

图片播放

同上，没什么好说的，就是播放图片

以上就是iCRT目前实现的所有功能。
它的定位是一个全能的副屏，桌面的摆件，以上所有功能都是基于这个需求来做的
以它的硬件同样也可以移植之前的老霸王游戏机的代码，玩FC游戏，如果有需要的话

后续更新计划

后续计划加入（也就是挖坑）：

• 多城市天气切换（方便你看你和你的TA）
• 微信小程序控制（虽然Web和按键都能控制，但是手机控制会不会更洋气一些？）
• 更多的AIDA64UI界面（这个个人不是设计专业，可能需要专业人士给一些设计方案）
• 单独的MP3播放？(这个喇叭这么挫应该不会有人想用它听歌吧不会把不会吧不会吧…)
• 扩展底座的制作。目前已经预留了扩展接口。扩展底座计划会有更大的喇叭、更多的RGB氛围灯、USB2.0扩展坞。 这样它的功能就又多了一个
• 老霸王游戏机。 有了扩展底座之后，可以通过扩展底座供电，现有背后的usb接口就可以接手柄，运行游戏机程序了

控制方法

通过设备后面的按键控制：长按为呼出、确定菜单，短按为当前功能里面的下一个或者菜单的下一项。
通过Web控制：在设备配网成功后，在AIDA64界面的上方可以看到该设备的IP地址，在浏览器内输入这个IP地址就能显示该设备的控制页面，在这个界面控制更加方便和灵活

配网

在没有WIFI信息的时候，设备会打开配网AP，SSID为 Crt-Ap，密码为12345678。
连上后，稍等片刻会自动弹出配网页面，并且自动搜索当前环境的WIFI热点，选中你的网络，输入密码，稍等片刻即配网完成。
如果网络变动需要重新配网，需要在设置界面内选择“清除WIFI信息”来清除，这样下次启动就会重新打开配网热点。

激活

本项目花了很多的时间精力和不算多的钱
由于CRT外壳打印较贵，为了便于DIY，我还特地花了一天时间建立了个便宜的青春版外壳开源供DIYer使用
不想靠也没法靠这个赚钱，但也希望自己花的时间有那么一点价值，以及能获得认同和喜欢
9.9的激活码（一杯打折瑞幸）就能使用我前后编写了一年的固件，以及今后随着我的爱好更新的新功能
如果懒得做可以买我SMT+组装好的成品

我有一个小小的梦想，就是自己做的东西、写的代码能获得别人喜欢的同时，还能帮我实现瑞幸自由

硬件配置

• 单片机：ESP32-S3-N8R8
• 显示屏：3.2寸320×240 IPS SPI显示屏（贵）
• 存储：TF卡，SDMMC 4Bit模式
• 音频播放：MAX98357 + 普通小喇叭
• 音频采集：ICS43434 数字I²S麦克风
• 额外设备：WS2812灯珠控制
• USB：USB接口支持正反插，正插为CH340X串口，烧录设备用，反插为ESP32-S3自带USB，可以作为HOST在游戏机固件内连接手柄使用
• 外壳：3D树脂打印的 复古CRT显示器造型（怀旧版，贵） 和 时尚台历造型的（青春版，便宜） 两款

编程平台

IDE：platformio + arduino，6.4.0 ，图形框架是lvgl

开源

想了很久还是选择将PCB和青春版外壳开源，让想自己动手做的朋友也能自己做
一则是因为不能忘记自己做东西的初衷，是想分享自己做的有趣的好玩的东西
二则因为答应了不少群友会开源除了代码以外的内容
代码由于前后花了一年多的精力，以及里面有不少自认为不错的设计，实在是无法开源，见谅

链接会在立创那边开源后再更新

鸣谢

一起完成本项目的神秘藏宝室（Bilibili）、无常喵态等，（好人卡）你们是好人

 

 

制作说明

 

BOM

直接在嘉立创导出BOM，已尽可能适配了基础库，直接SMT都可以（我就是SMT的）

其中部分原件的购买链接如下：

屏，ST7789V插接款IPS不带触摸	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.758b2e8dl7yLYk&id=606752409953&_u=od53pk3b0b
麦，ics43434	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.758b2e8dl7yLYk&id=696102320967&_u=od53pk4f88
立式fpc，18P	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.758b2e8dl7yLYk&id=665810216667&_u=od53pk8afc
ch340x	https://detail.tmall.com/item.htm?id=724023996301&spm=a1z09.2.0.0.758b2e8dl7yLYk&_u=od53pkbac5
Max98357	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.758b2e8dl7yLYk&id=719153151868&_u=od53pkf9c8
按键，底座到柄高7MM	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5a8f2e8dyPZ3om&id=617002359193&_u=pd53pkd33d
灯珠	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5a8f2e8dyPZ3om&id=678219564054&_u=pd53pkc859
AHT20模组	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.418e2e8dybhkR1&id=746563131957&_u=pd53pk23b3
喇叭（青春版）3020腔体4R3W-2P1.25	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.17fc2e8dr0xOtT&id=674903789729&_u=pd53pk0473
喇叭（怀旧版）XHXDZ-2840塑胶-4R 3W	https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.17fc2e8dr0xOtT&id=23386844911&_u=pd53pkbe40

注意，不要声音的不用购买MAX98357和喇叭，不要环境传感器的不要购买AHT20（这个温度不太准，显示的实际上是模组的温度，比环境温度高了几度。

极度省钱的话，也可以不购买CH340X，USB反插就是直接CDC刷机。（但是会影响后续适配游戏机固件的手柄连接）

模组购买N8R8的。

焊接

这个板子的焊接很简单（除了MAX98357），注意RGB灯的温度，以及立式FPC插座的方向，按PCB上画的方向焊接

底部的焊盘是扩展坞，用于连接扩展坞上的喇叭、扩展RGB灯带，扩展坞待后续更新。

90%的问题都是虚焊或者连锡导致

烧录

USB插头正插是CH340X烧录，反插是CDC，都可以烧录。但是CDC烧录后看不到串口信息，默认串口信息是从CH340X出来的。

如何判断当前是340x还是CDC？插上后串口名字里面有340的就是340x，没有就是CDC

提供的固件分为两种，单文件版 和 升级版。

单文件版适用于第一次刷机，刷到地址0x0，刷机后会清空里面的内容，包括激活码信息。单文件版文件名里面有all三个字母。

升级版适合后续升级，刷到地址0x10000，刷机后不会清空里面的设置。

刷机工具选择 ESP32-S3, UART模式。 SPI SPEED 80M， SPI MODE DIO，速度921600

固件在 https://pan.baidu.com/s/19-CHRh_MAejMqFVaL9os6Q?pwd=e8y5 这里下载，进入iCRT目录找。

调试

烧录完成后，串口应该能正常看到启动信息，如果看不到表明没焊好。

准备一张TF卡，将网盘里面提供的目录结构内的目录拷贝到TF卡根目录，插上去之后，上电即可看到画面和声音（没声音就是没焊好98357）

寻求帮助前请提供串口信息

配网

本设备的AIDA64副屏和天气时钟需要配网使用。

在上电后，设备会自动打开一个AP名为Crt-Ap，密码是12345678。用手机连上这个AP，稍等片刻会弹出配网页面，自动搜索当前环境内的热点，选择你的热点并输入密码，即可完成配网。

注意：有的手机一旦发现热点连不上互联网，会自动断开热点用5G网络，这个时候需要再连一次AP。连上AP后如果没有弹出配网页面，请到手机浏览器上输入192.168.4.1 也能打开。

控制

设备可通过背后的按键控制和Web网页控制。

按键控制：长按为呼出菜单、确定。 短按为下一项。

Web控制：直接点对应按钮就行。

Web控制里面可以设置高德地图的API KEY（默认用的是我的），设置城市代码（城市代码就是你所在的区域的身份证开头6位），设置AIDA64主机地址（就是你的电脑IP地址）

激活功能也在Web控制里面，提供给我机器码后，将获得的激活码输入，即可完成激活。

AIDA64

1、去找一个激活了的AIDA64客户端（自行）

2、菜单【文件】【设置】【LCD】，选择Remote Sensor。

3、端口80，分辨率随便填个1280×800，勾选【启用RemoteSensor LCD支持】

4、点击【LCD项目】，在右上角点击【导入】，然后选择我网盘内的 my_aida64_setting.rslcd 文件。

5、导入后需要进行一些设置，因为每个人的CPU GPU 主板 硬盘 网卡等都不相同，请一项一项设置。

6、注意，绝对不要修改”Show Label“里面的文字，”Show unit”必须填入”^”(不含引号），否则设备检测不到。

7、一切修改完成后点击OK，然后将AIDA64最小化。可以在设置里面让它开机自动启动。（设置、常规、在windows启动时运行AIDA64）

8、通过网页访问iCRT的IP地址，在最下面的“副屏主机地址” 里面设置你电脑的IP地址（也就是运行AIDA64的电脑IP）,然后保存。

如果本地80端口被占用，则需要在后面加冒号，加自定义端口。

例如
192.168.0.100 使用 192.168.0.100的主机地址，默认80端口
192.168.0.100:9223 使用 192.168.0.100的主机地址，使用9223端口

注意冒号是英文冒号…..

9、防火墙允许AIDA64访问网络，或者手动放通TCP80端口（或者你自定义的端口），重要！

设置完成后，将iCRT切换到AIDA64功能窗口，即可显示电脑状态信息。

音乐频谱

默认开启自动增益功能，即是设备会根据音量大小动态调整增益以显示更好的频谱条。

可以在Web页里面关闭动态增益，固定在某一个增益。

听歌旁边放个这个很棒的啦，相信我。

天气

在Web页面里面配置好城市代码即可使用。如有可能也可以注册自己的高德API KEY并填入。

温度和湿度有两个数字，分别表示设备上传感器的温度湿度，以及高德天气的温度湿度。

设备的温度会超过当前环境温度几度（这个真没法，它要发热）

（晴天的晚上的大月亮最好看）

MJPEG播放

将视频通过下面的FFMPEG命令处理后，改名为 my0.mjpeg my1.mjpeg…..等，拷贝到 TF卡的custom目录。如要同步播放音频，音频文件的名字与mjpeg文件名字相同（my0.mp3,my1.mp3 ….)

./ffmpeg -i 你的视频文件名.mp4 -vf “fps=25,scale=-1:240:flags=lanczos,crop=320:240:(in_w-320)/2:0” -ss 00:00:13 -t 00:02:18 -q:v 7 my0.mjpeg

./ffmpeg -i 你的视频文件名.mp4 -ss 00:00:13 -t 00:02:18 -b:a 128k my0.mp3

注意，-ss部分为剪辑命令，不需要剪辑的就去掉。

更新：网盘内提供傻瓜式转换工具，由神秘藏宝室编写

 

 

图片显示

将320×240大小的JPEG文件改名为 p0.jpg p1.jpg p2.jpg 等，放入 TF卡的pic目录即可。

 

Q&A

如果是在工坊或者黄鱼本人或者朋友处买的，发货前都会激活并测试完所有功能，不会有硬件问题。以下针对自驾车：

90%以上的问题都是因为模组、芯片等虚焊或者连锡，请用微距镜头或者手机相机仔细检查，以下默认忽略掉没焊好的情况

Q: 找不到串口
A: 万用表检测模组是否正常上电3.3v，也检查一下ch340芯片的供电

Q: 无法刷固件
A: 同上

Q: 屏幕不亮或者花屏
A: 排线是否插反，是否有背光

Q: 没声音或者爆音或者白噪音
A: 这个很难焊，基本上都是没焊好98357那个芯片。当然如果在设置里面将设备静音了，也会没声音

Q: TF卡初始化失败
A: 卡坏了或者目录不对

Q: RGB灯珠不亮
A: 灯珠被烫坏

Q: 麦克风采集不到音频
A: 底部可能连锡

Q:无法访问AIDA64

A:在电脑浏览器地址里面输入本机（电脑）ip地址，看看是否能打开aida64的网页，如不能打开，则大概率是80端口被占用，请设置其他端口

其他问题，请进群咨询 739444215

 

好像就是这些了