项目说明

在现代电子工程领域，元器件的种类繁多，尤其是贴片元器件，工程师们，特别是DIY硬件的玩家，常常花费大量时间在查找和定位这些元器件上，比如我自己有一次要焊接一个很简单的PCB板，可能就5个元器件，但我却浪费了1个小时，原因就是找不到对应的元器件，因为这个元器件数量少，而且又不经常用，被我放在了一个黑暗的角落。因此为了提高工程效率，减少时间浪费，我设计并开发了一款名为“电子元器件智能存储盒”的智能化存储解决方案。

电子元器件智能存储盒项目功能拓扑图

功能特点：

1.智能存储与分类： 该存储盒通过内置的智能系统，能够自动识别、存储和分类各种电子元器件，特别是贴片元器件。每个元器件都被分配一个独特的存储位置，确保整个库存有序。

2.快速查找与定位： 用户可以通过一个便捷的界面输入元器件的相关信息，如型号、规格等，系统将迅速定位并显示元器件的存放位置。这极大地减少了在元器件库中搜索的时间。

3.元器件情况实时监测：存储盒配备了传感器和监测系统，能够实时监测元器件的数量和状态。用户可以随时了解库存情况，确保元器件充足。当某一种元器件不足时，系统会自动发出报警提示，提醒用户进行补充。

4.左右智能盒无限拓展：智能存储盒左右两边都接的有RS485接口，可以使用有线方式级联，同时也可以使用无线蓝牙组网的方式拓展该存储盒。

5.高度可自由删减：智能存储盒每一层都是用的弹簧针连接，进行电源和数据信号的传输，所有可以根据自己的需求来决定你要多高的存储盒。（目前我设计的最大高度是五层，打板一次刚好五块PCB板）

6.数据记录与分析：存储盒记录每次元器件的存取情况，用户可以随时查询历史记录。这不仅有助于对元器件的使用情况进行分析，还可以帮助用户优化库存管理策略。

7.移动APP便捷操作：存储盒配备了直观、简洁的用户界面，使得操作更加便捷。用户可以通过触摸屏或者连接的移动设备进行元器件管理。

应用领域：

1.电子硬件开发公司： 提高硬件工程师的工作效率，减少元器件的查找时间，加快产品开发周期。

2.电子制造工厂： 管理和优化原材料库存，降低生产线因元器件不足而停滞的风险。

3.学校实验室： 提供实验人员方便、高效的元器件管理方式，减少实验时间成本。

4.DIY玩家：没有太多时间去整体和管理这些微小精密的元器件。

 

开源协议

CC BY-SA 3.0

 

项目相关功能

1.元器件存储

• 通过手机控制元器件存储仓的灯光提示，将元器件存放在指定的仓位，并记录其位置信息。

2.快速查找与定位：

• 用户通过手机应用输入元器件的相关信息，如型号、规格等。
• 底层单片机STM32响应查询请求，通过手机应用将存储仓的控制系统快速定位并反馈元器件的存放位置。

3.数据记录与分析：

• 手机应用可以储存数据库，记录每次元器件的存取情况。
• 用户可以通过手机应用查询历史记录，进行元器件使用情况的分析。

4.手机应用界面设计：

• 提供用户友好的手机应用界面，包括元器件查询、存取、库存情况监测等功能。
• 通过蓝牙或Wi-Fi与STM32开发板实现稳定可靠的通信。

5.辅助功能：

• 智能存储盒顶部有25个RGB灯，可以作为小夜灯使用，并通过旋转编码器可以实现颜色和亮度的自由切换。
• 音乐律动模式，智能存储盒每一层的侧面有两个RGB灯，可以跟随外部声音变化，形成节奏跳动。

 

项目属性

本人原创。

 

项目进度

底层硬件和手机APP软件基本完成，APP软件功能还需稍微完善优化。

 

设计原理

整个项目主要包含底层硬件电路设计和上层APP软件设计。底层硬件用到了四块板子，每个板子负责自己的控制任务，上层APP软件通过蓝牙与底层主控板进行通信，实现底层和上层的协议数据交互。

1.底层硬件设计原理

（1）主控板

主控板的主要功能就是进行元器件位置的提示。原理图里面用到了有人科技的WH-BLE106低功耗蓝牙芯片，支持蓝牙无线组网（最多支持连接8个），蓝牙芯片和STM32F103C8T6的串口1连接，当收到上层APP传输过来的协议之后，解析出元器件的位置信息后，单片机引脚输出PWM信号，控制RGB灯的点亮或者熄灭，元器件位置提醒，每一次都会使用到3个RGB灯，负责提醒是哪一个楼层的占2个，负责提醒是在哪一行哪一列的占1个，通过底层算法就可以找出其对应关系。

当然还有其他功能，核心板可以让OLED显示屏显示蓝牙连接状态，元器件位置显示，以及音乐律动和小夜灯功能等等。

左右两边预留了RS485有线通信和电源级联，使用的是4Pin的弹簧针，用磁吸的方式进行拓展连接。

主控板3D效果图

（2）显示面板

核心板通过IIC协议，控制OLED显示屏要显示的数据，还有一个旋转编码器，主要就是作为功能按键，方便切换电子元器件智能存储盒的功能，以及小夜灯改变颜色，亮度调节，通过一个旋转编码器通通可以解决，还是很方便操作。

显示面板3D效果图

（3）上层RGB板

这个原理图的设计主要对25个WS2812B灯进行串联，这也是我为什么选择这个RGB灯的原因，只需要三条线（电源线5V，地线，信号线），就可以无线扩展RGB灯，并且只需用根线就行。上层RGB板这里的信号线接的核心板的PB0引脚，支持PWM+DMA快速输出（TIM3 CH3）。

上层RGB板3D效果图

 

（4）背部RGB板

设计原理和上层RGB板差不多，只不过这里为了方面扩展电子元器件智能存储盒的高度，信号线和电源线都使用了弹簧针来进行上下两层楼的自由连接。背部RGB板这里的信号线接的核心板的PA6引脚，支持快速输出（TIM3 CH1）。

背部RGB板3D效果图

2.上层APP软件设计原理

Android软件主要用到了蓝牙低功耗通信功能，通过定义好的数据协议，进行底层和上层的数据交互。

上层软件主要设计到如下几个界面:

1.主界面功能设计

查看当前存储盒总体存放情况

 

2.添加元器件功能设计

进行元器件的添加操作，记录每个元器件的物理位置。发送位置消息给底层，进行灯光提示。

3.元器件详情功能设计

查看元器件的详细信息，可以进行元器件的取出操作，发送位置消息给底层，进行灯光提示。

4.全部元器件查看功能设计

在这个功能里面，可以查看到全部的电子元器件智能存储盒，包括之前使用过的都可以查看到。

5.元器件位置分布功能设计

该功能可以一次性查看到一层楼内，所有的元器件的分布情况，点击对应的元器件，可以进入到元器件详情界面查看。

6.搜索元器件功能设计

可以对需要的元器件进行模糊匹配搜索，然后快速找到并取出自己需要的元器件。

7.更多界面

8.PCB项目管理

对每个硬件项目所需要的电子元器件分类管理，实现项目中所需元器件的快速查找，提高效率。

项目管理功能

项目元器件信息查看

3.外观设计

使用SolidWorks软件绘制，总体外观如下。

装配体正面

 

装配体背面

 

软件说明

手机APP和底层设备之间通过蓝牙进行无线通行，整个项目的逻辑运算和数据存储基本全部在手机APP端，因为Android可以很方便进行数据库的增删改查，如果在底层芯片里面进行复杂的存储太难操作。Android端元器件的信息全部存储在本地数据库内，当我们在手机端进行元器件的查找或者存放等操作后，最终手机端会调用蓝牙通信，把元器件的位置等信息通过协议发送给底层MCU，底层MCU的串口了蓝牙设备，当蓝牙设备收到手机端发送过来的消息之后，MCU会根据消息进行协议解析，从而推算该元器件在哪个位置，最后MCU在控制在该位置的RGB进行灯光闪烁提醒。底层和手机端软件部分通信逻辑大概就是这样，比较简单易懂。

实物展示

1. 电子元器件智能存储盒侧面

2. 电子元器件智能存储盒背面

3. 电子元器件智能存储盒顶面

4. 电子元器件智能存储盒打开状态

 

设计注意事项

 

本项目由于时间比较紧，使用的是3D打印的外壳，打的比较慢，所以只展示了单个电子元器件智能存储盒，只有两层高，你们要复刻的话最高五层，因为APP软件我写的是五层高度。所以一个电子元器件智能存储盒最多可存放下25*5=125个元器件，当然可以无线级联，最多级联8个。

 

其他

B站视频：

电子元器件智能存储盒功能演示视频