【造物计划】UP主历时一个多月制作的"B-Box"是个啥和制作细节

开始看文章前,不如给UP主一个三连先?滑稽.gif

概念图

不要再问是啥了,就是这么个小玩意~

瞎讲

这是我最近设计的一个小硬件,设计之初的目的是准备用来查看我那屈指可数的B站粉丝数的(这么明显的暗示,大家懂吗~),其实在这个项目之前我已经尝试过一次了,大概是在去年的十二月份,可以点击链接查看:传送门。当初因为第一版设计有缺陷,然后也是临近过年比较忙,第二版就迟迟没有投板,然后就是放春节假,后来据说是因为一只蝙蝠就那么度过了一个超级长的假期。
然后三月份看到稚晖在B站发的最强小电视的视频后,就决定要重新开始设计我的粉丝实时查看器了,后来给它取了个名叫B-Box,当然这里的第一个B指是BiliBili啦。

设计草图

设计草图

草图
有想法后,就简单画了一下草图,最开始的时候是计划用水墨屏的,不过由于价格太贵,后面就放弃了,还是老老实实用LCD屏吧,便宜还好用!

主控选择

之前尝试的时候是用的ESP32-PICO,这是乐鑫推出的一个ESP32的SIP模组,集成了晶振、Flash和射频匹配电路,可以让用户最快速度的设计自己的硬件。不过当时看到ESP32-S2已经可以买到了,所以最终是选择了使用ESP32-S2,别问为什么!问就是便宜~其实相对来讲也并不便宜,因为还需要很多外围器件,但是谁让它是新出的一款芯片呢,先行给大家趟趟坑也好,还有就是相对于ESP32来说GPIO口是要多出不少的,事实证明还是比较好用的。
ESP32-S2

上图截于乐鑫官网

功能规划

最开始想实现的功能其实真不多,但是由于第一版跟第二版设计都有一点点缺陷,所以在不断重新改版的过程中,脑洞也越来越大,就不自觉地集成了一部分硬件,目前可以实现以及近期想要开发的功能话,稍微简单概括一下吧:

  • 查看B站粉丝数
  • 设备控制(我有很多自制的小开关等…)
  • 语音控制(有集成数字麦)
  • 体感控制(有集成六轴传感器)
  • 体感控制小车(近期我会设计一款小车…)
  • …(暂时就这些吧,不给自己开那么多坑了…)

大概率会完成上面的功能开发,当然也许会有一丢丢拖更~

原理图设计

原理图

原理图

原理图其实没啥好讲的,这里我参考瑞生网的孟老师分享的文章,做了一个按键实现开关机USB/电池供电切换的电路,实测过确实蛮好用的,当然你程序处理好了,这个开关机按键也可以作为一个普通按键去使用,大家感兴趣的话可以查看一下这篇文章:传送门,其它的相对来说就简单了,很多地方都可以找到参考电路,直接用硬件手册提供的参考电路即可。

PCB设计

PCB

PCB 3D视图

为了追求小尺寸,我这里使用的是0402封装的电容电阻,PCB长和宽都是36mm,丝印是直接隐藏了,因为确实没那么多地方去防止丝印,所以后期焊接的时候我是单独制作了一张焊接图,方便去人工贴片,这里最需要注意的地方就是天线部分的处理了,大家都懂的~这个天线电路的设计不规范,导致我在调天线这个地方浪费了一周左右的时间,后来虽然各种骚操作用过之后天线性能稍微好点了,但是还是不是很清楚具体是怎样解决的,上面的PCB天线部分是第三版的设计终稿,目前投出去的板子还没回来,比起第二版来说设计规范了下,应该来讲最终性能还是不错的,板子回来后焊接测试一下。

焊接

焊接细节

焊接细节

因为元器件间排列还是蛮紧密的,所以手工一个个焊是不太容易操作的,尤其还是用的0402封装的电容电阻,所以是开了钢网,然后手工刷锡膏和贴片,第一次开钢网是开的带铝框的,太大不是很好用,所以第二次就没开带铝框的,操作相对方便点:

钢网

钢网

刷锡膏的时候一定要将钢网与PCB对齐和按实,如果钢网与PCB间有空隙的话刷出来的锡膏会很多,后面焊接就会有连锡:
刷锡膏

刷好锡膏的PCB板

贴完之后用热风枪均匀缓慢的吹就可以了,相信我,你会非常享受这个操作的,尤其看着元器件在锡膏融化之后归位的一瞬间感觉非常有意思,记得风速不要调太高哦,不然会吹跑的,我这里使用的风速在3.5档左右,温度300℃,不一定适用于所有板子,多焊几次就有数了,不过只要能让锡膏融化一般问题都不大,稍加练习即可。

Bug开发

对ESP32的开发算是蛮熟悉的了,记得刚开始的时候在Windows系统上开发各种配置是非常复杂的,不过经过乐鑫的工程师们不屑努力,现在在Windows上可以很方便的将开发环境搭建起来,讲到这里就不得不给大家推荐一下Windows上快速大家开发环境的两种方式了。

VS code

这应该算是VS code的扩展插件,可以很方便的搭建开发环境,可以直接在插件管理界面搜索Espressif IDF,就可以安装了,使用此方式大部分操作都可以通过点击按钮完成,比如代码编译、下载等等。
VS Code

VS Code Espressif IDF 扩展插件

具体使用文档可以参考此项目的Github仓库:传送门

ESP-IDF 工具安装器

这是我目前使用的环境搭建方式,使用此工具搭建的环境基本操作,比如代码编译、下载等等都是在命令提示符窗口完成的,然后可以使用VS Code去编辑代码,配置好路径,代码提示还是非常方便的。

ESP-IDF 命令提示符窗口开发方式

具体搭建文档可以参考ESP32-S2编程指南的快速入门篇章:传送门

Coding

开发一款芯片多看编程指南还是非常有用的,乐鑫也有非常完善的在线编程指南,想要将芯片的全部功力发挥出来编程指南还是必须要看的,最起码API要简单去过一遍,传送门:编程指南

不过可以将官方例程中感兴趣的先跑一下~

开源

这是一个开源项目,大部分资料都在整理中了,感兴趣的小伙伴也可以和我一起来开发呀~
项目开源地址:Oops Wow Studio
大家没事可以去瞅瞅,说不定哪天UP主就会更新个新项目呢~

售卖计划

目前没有零售的想法,一是没精力去售后,二是没资金去小批做,三是UP主还要上班呀~不过第三版投了五块板,如果能够都焊接好的话,或许会放Tindie上,不过这是一个开源的项目,后面会放出PCB源文件的,大家可以自行制作,只是成本相对会高点,这两天B站的很多小伙伴都私信我想买一个,后面如果想要的人超过一定数量,我可以考虑帮大家组织一次众筹,大家相互平摊掉一部分成本,这样会省点钱。就这样。

支持UP主

支持UP主的方式很多呀~比如看UP主视频、发表评论、发弹幕、三连、充电或者送UP主上热门(可能吗?会吗?哈哈),或者可以请UP主喝罐冰阔乐(记得备注好姓名,会上打赏列表的!)。

良好的创作需要大家的支持,感谢大家。

请我喝一罐冰阔乐 (^o^)/