ESP32S3 4.2寸三色墨水屏终端 喵哎-MiaooAim

喵哎 E-ink 墨水屏智能终端

喵哎 E-ink 是由 喵哎/MiaooAim 团队制作的一款基于 ESP32-S3 的低功耗三色墨水屏智能终端。项目支持图片展示、天气、时钟、日历、课程表、待办、倒计时、留言板等功能，可通过 Web 页面完成配网、配置、上传和管理，适合作为桌面信息屏、课程提醒屏、电子相框，也适合作为 ESP32-S3 与墨水屏项目的复刻和二次开发参考。

本文档主要面向嘉立创开源广场的硬件开源说明，重点介绍硬件设计、器件选型、焊接装配、固件烧录、调试排查和复刻注意事项。软件部分可结合 Gitee 仓库中的 README、使用说明书和发布说明进行阅读。

> 当前主控板为2026.06.17 v1.1 版本
> 已替换 2026.06.01 v1.0 版本

1. 简介

1.1 项目资料

• 欢迎加入QQ群：1102708081 进行交流！！！

  

• Gitee 软件仓库：ESP32-S3 智能墨水屏终端

1.2 项目亮点

• 三色墨水屏显示：支持黑白红三色显示，可用于图片、日历、天气、待办等低刷新频率内容。
• ESP32-S3 主控：具备 WiFi 能力，适合做 Web 配置、局域网管理和后续功能扩展。
• Web 管理界面：手机和电脑均可访问，支持配网、设备配置、图片上传、显示模式管理等操作。
• 多场景显示：支持天气时钟、万年历、课程表、待办事项、倒计时、图片展示、留言板和画布留言板。
• 低功耗设计：闲置时可进入深度睡眠，支持定时器和按键唤醒，适合电池供电场景。
• OTA 升级：双分区固件设计，PC 端 Web 页面可进行固件升级。
• Codex等Agent额度查询显示。
• 便于复刻：硬件资料围绕常见器件、手工焊接、调试排查和成品装配进行整理。

2. 软件功能概述

> 嘉立创开源广场页面主要介绍硬件设计和复刻过程。软件功能的完整说明、源码、编译方法和使用细节，请以 Gitee 软件仓库中的文档为准。

2.1 软件环境

• 开发框架：ESP-IDF
• 推荐版本：ESP-IDF v5.5.1 或同一大版本内更高的 5.5.x 版本。
• 开发方式：可使用 VSCode 等 IDE 配置 ESP-IDF 后进行修改、编译和烧录。
• 烧录方式：可通过乐鑫烧录工具、在线烧录工具或 ESP-IDF 命令行烧录 release 固件。

2.2 主体功能

• 图片展示：支持 JPEG、PNG、BMP 上传，使用 Floyd-Steinberg 抖色后适配三色墨水屏显示。
• 画廊轮播：支持自动顺序轮播和随机轮播，轮播间隔可配置。
• 时钟表盘：支持自动刷新，可叠加天气摘要。
• 万年历：支持月视图、农历、节气、节日和今日标记。
• 天气：支持和风天气 API，可显示实时天气和 3 天预报。
• 课程表：支持学期周次管理和 7 x 12 网格课程展示，可高亮当前或下一节课程。
• 待办事项：支持普通、重要、紧急等优先级，以及完成状态和进度条。
• 倒计时：最多可展示 3 个目标日期倒数。
• 留言板：支持自定义文字、字号、对齐方式和颜色。
• 画布留言板：支持通过 Web 页面拖拽排版文本、直线、矩形、椭圆、内置图标和自定义图标。
• 物理按键：支持上一个、刷新、下一个等本地操作。留言板和画布内容主要通过网页编辑后推送到屏幕。
• 深度睡眠：闲置自动入睡，支持定时器和按键唤醒。
• 更多功能开发中~~~

2.3 后台部分功能展示

3. 硬件设计说明

复刻前如果有任何疑问，欢迎在群内随时提问。
随叫随到！！！

3.1 硬件整体架构

整机硬件由 ESP32-S3 主控、电源与充电管理、墨水屏驱动、物理按键、Type-C 接口、电池和外壳结构组成。项目包含外接驱动板和板载驱动板两种思路，可根据复刻需求选择对应硬件。

3.2 主控选型

• 主控模组：ESP32-S3 N16R8
• Flash 建议：优先选择 16MB Flash 版本，避免固件分区和图片资源空间不足。
• PSRAM 建议：由于项目包含图片轮播、图片转换和画布渲染等功能，建议使用带 PSRAM 的 N16R8 集成模组。
• 天线形式：本设计采用外接天线模组封装。实测外接天线版本和板载天线版本差异不大，复刻时可根据外壳空间和采购情况选择。

• 天线版本本项目中采用“IPEX1代5CM”款式，注意：IPEX不同版本底座不互通，切勿强插
  天线参考样式

3.3 墨水屏与驱动接口

已测试屏幕

• 4.2 英寸 SSD1619 BWR，400 x 300，黑白红。作为默认小屏幕路径，优先保证稳定全刷显示。
• 5.83 英寸 UC8179 BWR，648 x 480，黑白红。作为默认大屏路径，实测局刷不稳定，默认采用稳定全刷。
• 微雪 5.83 英寸 BWR B V2，648 x 480，黑白红。配置页可选，真机日志已验证初始化和图片显示。

其余微雪屏幕已在软件中移植部分驱动入口，但仍需要更多实机验证。
复刻时建议优先使用已测试屏幕，若更换屏幕，需要核对 FPC 引脚、驱动 IC、BUSY 极性和刷新波形。

驱动接口

本项目包含外接驱动板和板载驱动板两类硬件设计：

• 外接驱动板接口顺序：从靠近板框一侧开始，依次为 BUSY、CS、DC、RES、SDA、SCL、3V3、GND。
• 板载驱动板：使用 24P FPC 排座，触点在上侧，其中两个 VCC 焊盘已合并，焊接和接屏前需要仔细甄别方向。

• v1.2版本更新驱动电路部分元件，整体改动不大

3.4 电源与充电管理

充电 IC

充电部分使用 TP4054，支持通过 PROG 引脚调整充电电流。常见电阻对应的理论充电电流可参考下表，实际电流还需结合电池规格、散热和板级测试结果确认。

PROG 电阻	理论充电电流
1.66 k	约 400 mA
2 k	约 360 mA
3.3 k	约 255 mA
5 k	约 190 mA
10 k	约 100 mA

如果烧录或串口连接时出现不稳定、串口丢失等问题，可尝试使用 1.66 k 到 2 k 的限流电阻，或连接电池后再进行烧录测试。

LDO

LDO 型号为 HE9073A33M5R，是用于低功耗场景的 3.3V 降压芯片。其关键特性如下：

• 低静态功耗：典型值约 0.3 uA。
• 待机模式电流：约 0.01 uA。
• 低压降：100 mV @ 100 mA @ VOUT = 3.3V，典型值。
• 输出能力：最大输出电流不低于 500 mA。

低功耗项目不建议随意替换为高静态电流 LDO，否则会明显影响待机续航。

电池选型

• 外接驱动板预留约 25 mm x 46 mm 的电池空间，可选择该尺寸范围内的软包锂电池，电池正负极需要手工焊接。
• 板载驱动板预留约 35 mm x 53 mm 的电池空间，可选择该尺寸范围内的软包锂电池。电池可使用 1.25 mm 间距正向插头连接，也可裸线焊接。
  | 预留了2.0mm间距接口，但焊接可能会导致电路板变厚

• 接入电池前必须确认正负极方向，避免反接损坏充电、电源或主控电路。

带1.25mm插头电池参考链接，也可使用523450其他店铺的同尺寸电池

无插头电池参考链接，也可使用40545其他店铺的同尺寸电池

3.5 按键与交互设计

硬件预留 4 个功能按键，对应 GPIO0、GPIO9、GPIO46、GPIO3；同时预留 RST/EN 按键，便于调试和复位。

推荐按键型号为 TS35CA 长柄按键，也可通过“笑脸开关”等关键词寻找同类器件。替换按键时需要确认高度、行程、焊盘封装和外壳开孔是否匹配。

3.6 外壳与结构装配

项目提供 3D 打印外壳文件，具体文件以嘉立创开源附件为准。结构装配时建议重点检查以下内容：

• 屏幕与外壳窗口是否对齐
• 电池是否有足够空间，固定后是否压迫屏幕或排线
• Type-C 口是否露出顺畅
• 3D文件PLA和PETG均验证过，不排除会因气候或材料原因导致的误差，如装配有问题，可在原模型基础上，等比缩放99%或101%进行测试

4. 器件选型与购买建议

4.1 核心器件

类别	推荐规格	选型说明
主控	ESP32-S3 N16R8	建议 16MB Flash + PSRAM，便于图片和 Web 功能运行
墨水屏	4.2 英寸 SSD1619 BWR / 5.83 英寸 UC8179 BWR	优先选择已测试屏幕，降低驱动适配风险
充电 IC	TP4054	适合单节锂电池充电管理，可通过 PROG 调整电流
LDO	HE9073A33M5R	低静态电流，适合深度睡眠低功耗设计
电池	软包锂电池	根据外接驱动板或板载驱动板预留空间选择尺寸
按键	TS35CA 长柄按键	注意高度、行程、封装和外壳匹配
屏幕连接器	24P FPC 排座或外接驱动板接口	注意触点方向、焊接质量和屏幕排线兼容性
升压电路电容	25v 1uF 0603 电容	选择耐压值较小的电容可能会出现不可名状的问题
升压电路电感	10uH 电感	作为开关电路升压的电感，推荐使用功率电感
升压电路电阻	0.47Ω/3Ω 0603 电阻	屏幕检测电阻，建议选择高精度电阻

4.2 购买避坑

• 不建议购买 8MB Flash 的 ESP32-S3 模组直接烧录当前默认固件，否则可能遇到分区空间不足问题。
• 墨水屏购买前必须确认尺寸、分辨率、驱动 IC、颜色类型、FPC 引脚定义和 BUSY 极性。
• 低功耗 LDO 不建议随意替换为 AMS1117 等高静态电流器件。
• 电池尺寸应先结合外壳和 PCB 预留空间确认，避免装不下或压迫屏幕。
• 24P FPC 排座焊接难度较高，建议提前准备放大镜、助焊剂和热风/烙铁返修工具。

4.3 升压电路关键用料（必读）

• 电容：VGH/VGL滤波电容、电荷泵电容，本设计中采用 0603 1µF/25V 测试可用
  如果追求稳定，推荐使用 0805 4.7µF/25V X7R

• 电感：NR3015T-100M（10µH），或 CD32/CD43 等功率电感
  0805 叠层电感（饱和电流太小）部分场景下可以使用，但是不推荐

• 二极管：VGH 整流、VGL 电荷泵两个二极管，推荐 MBR0530W（肖特基二极管）
  1N4148等普通二极管测试可用，但是不推荐

• 电压判断：VGH ≈ +15V，VGL ≈ −15V（刷新时）
  若 VGH 只有 3~6V → 电感饱和或二极管用错；
  若 VGL 绝对值很小 → 电荷泵二极管方向错或用错型号。

5. 焊接与装配建议

硬件调试需要一定焊接基础。 首次复刻建议先完成最小系统和电源验证，再接入屏幕和电池，避免一次性装完整机后难以排查问题。

5.1 推荐焊接顺序

1. 焊接电源、充电、LDO 等供电相关器件。
2. 检查 3.3V 输出、电池充电路径和是否存在短路。
3. 焊接 ESP32-S3 主控及其必要外围器件。
4. 焊接 Type-C、按键、排座、连接器等接口器件。
5. 焊接或连接墨水屏驱动电路。
6. 烧录固件并确认屏幕能显示配置提示。
7. 最后连接电池并完成外壳装配。

5.2 分阶段检查

阶段	检查重点	正常现象
电源部分	3.3V 输出、充电电流、是否短路	上电后 3.3V 稳定，无明显发热
主控部分	下载模式、串口日志、固件烧录	能识别串口并成功烧录
屏幕部分	FPC 方向、驱动电压、BUSY 信号	重启后屏幕闪烁刷新并显示配置信息
电池部分	极性、充电状态、续航和待机电流	电池供电正常，充电路径正常

6. 固件烧录与调试

6.1 固件烧录

可按照软件仓库说明使用 ESP-IDF、乐鑫烧录工具或在线烧录工具进行烧录。默认bin固件在 release 目录下。

烧录不稳定时可尝试：检查数据线、降低外设负载、调整充电 IC 限流电阻、连接电池后再烧录。

6.2 首次启动

固件烧录成功后重启，约1～2秒屏幕会闪烁刷新并显示配置提示。若屏幕正常显示，说明主控、屏幕驱动及连接基本正常。

6.3 屏幕异常排查

如屏幕无显示，按顺序检查：

• FPC 排座焊接、信号线连接
• GDR 引脚是否有0～3V输出
• VGH、VGL 相对 VCOM 电压
• 驱动电路参考4.2以及4.3选型说明

6.4 WiFi 与 Web 页面调试

按屏幕提示完成配网，通过手机或电脑访问 Web 后台。详细功能请参考 Gitee 项目说明。

7. 复刻难度与建议

整体复刻难度中等，难点在 FPC 焊接、升压驱动调试、低功耗验证和屏幕兼容性。

7.1 适合人群

有贴片焊接经验、熟悉 ESP32、希望学习墨水屏及低功耗设计的开发者。

7.2 复刻流程

1. 阅读文档和软件仓库说明
2. 确认屏幕尺寸和硬件版本
3. 准备器件（参考 BOM）
4. 打样或 SMT
5. 焊接、分阶段上电检查
6. 烧录固件（详见第6章）
7. Web 配网及功能配置
8. 测试显示、按键、电池、功耗
9. 装入外壳整机测试

7.3 复刻前检查表

• 主控模组为 ESP32-S3，Flash 容量满足要求
• 屏幕型号、分辨率、驱动 IC、FPC 引脚定义已确认
• 充电 IC、LDO、按键、FPC 封装一致
• 电池尺寸适配外壳和 PCB
• 电池极性和连接器方向正确
• 3D 打印外壳与屏幕、按键、Type-C 口匹配
• 烧录工具、串口日志、测量工具已备好

8. 常见问题

问题	简要处理
无法烧录	检查数据线、下载模式、供电，可连接电池重试
屏幕无显示或颜色异常	检查 FPC、信号线、驱动电压（GDR/VGH/VGL），确认屏幕型号匹配
WiFi 无法连接	重新配网，检查路由器频段和密码
待机电流偏高	检查 LDO 型号、外设断电、板面清洁
电池无法充电	检查电池极性、充电 IC 及 PROG 电阻

9. 版权、协议与商用说明

9.1 开源协议

硬件资料、文档、结构、图片等采用 CC BY-NC-SA 4.0 协议（署名-非商业性使用-相同方式共享）。协议原文：https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

软件源码以 Gitee 仓库内许可为准。

9.2 核心要求

• 署名：保留项目名称和团队署名“喵哎 E-ink / 喵哎/MiaooAim”
• 非商业：未经授权不得用于商业销售、量产、收费课程等营利场景
• 相同方式共享：修改后公开发布需采用相同协议
• 标明来源与修改：附原项目链接，说明修改内容

9.3 商用授权

商业用途请联系 喵哎/MiaooAim 团队取得书面授权。

9.4 免责声明

项目按现状提供。复刻、使用中因器件替换、焊接错误、电池接反、固件修改等造成的损坏或损失，由使用者自行承担风险。

10. 致谢与交流

感谢参与项目软件、硬件、测试、复刻验证和文档整理的成员与朋友。问题反馈、复刻经验等可通过 Gitee Issue、嘉立创评论区或 QQ 群 1102708081 交流！