Friday Ink 今天是周五吗

今天是周五吗

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Part Ⅰ

封面
这是一个拖了很久的项目, 有很多废案. 隔一段时间想起来有这回事情,于是缝缝补补, 推倒很多次.

MCU从最开始使用的是ESP32, 也用过ESP32C3, 最后使用是CH582F.

起初他有很多功能,比如移植了一个lua解析器, 这样就可以动态的加载lua脚本, 以显示不同的内容.

也引入过FreeType, 用来解析.ttf字体, 以具有显示不同尺寸文字的效果.

旧版本渲染图

尽管废案的完成度已经相当高了.但是实测续航表现十分糟糕. 一想到他要充电就让我感到无奈.

终于有一天看到了CH582F这款芯片. 唤起了重新实现Friday Ink的念头.

查了一些资料后, 那一刻我觉得这就是我要找的芯片. QFN28封装, 纽扣电池就能驱动, 二话不说斥巨资12元买入开发板着手开发.

Part Ⅱ

固件最开始是使用C开发的, 而且完成度也是很高, 只差休眠和蓝牙部分了. 结果这时候莫名其妙的加了一个Rust嵌入式的群, 群里面有个佬又正好做了CH582F的Rust适配.
于是决定试试Rust来开发.
显示部分直接用了bindgen把u8g2绑过来, bind就完事.
休眠部分, ch58x-hal没有封装, 所以这次只能手搓寄存器, 于是对着官方的休眠代码, 人肉翻译了起来. 好在最后能工作(当然能工作, 毕竟我只是翻译了一下)

Friday Ink的功能十分简单.

只要启动时候检测一下有没有按下按钮,按下就显示一张图片, 然后扫描周边的蓝牙广播,扫描到符合时间协议的就设置本地RTC然后重启.
如果没有按下按钮就检测今天是不是星期五, 执行刷屏, 然后设备休眠. 直到第二天00:00唤醒.

Part Ⅲ

用纽扣电池作为输入,然后接上合宙的电流表, 110小时后统计信息如下:

耗电信息

改装米家1代屏幕挂灯,接入HomeKit

前言

我住的屋子床头没有插座也没有控制房间顶灯的开关,假如熄灯睡觉的话会让房间陷入一片漆黑.
所以很长一段时间里我都把米家屏幕挂灯的控制器放在床头,用于临时照明.

这就引发了另外一个问题,每次回家开电脑打开屏幕挂灯,我都得走到床头找到控制器开启屏幕挂灯.
在经历了多次麻烦后,我决定把这个屏幕挂灯接入HomeKit. 这样就可以用语音或者手机控制了.

资料搜集

在阅读了这篇拆解报告:MJ米家显示器挂灯MJGJD01YL后, 需要做的工作就很明确了.
大致分为以下几个步骤

  • 阅读手册,找到控制引脚
  • 拆除芯片,替换成ESP32
  • 编写代码,接入HomeKit

阅读手册,找到控制引脚

看完拆解报告后,得知亮度由TLSR8368和SY7301A芯片控制实现, 两款芯片的资料很容易在Google上搜索到.

基本上可以确定是由TLSR8368发送PWM信号给SY7301A进行调光.

TLSR8368一共就16个引脚, 对照手册配合示波器挨个测量控制引脚测出PWM引脚是由#3,#5产生, 还有一个引脚#8用于使能SY7301A芯片.

measurePins

测量出引脚如下

拆除芯片,替换成ESP32

到了这一步需要选择合适尺寸的芯片,然后重新绘制一块板子寄生在原始位置即可.

拆除原来的TLSR8368以后,留下的空间还算宽敞.
选用尺寸较小的ESP32-C3(对应的型号名称是ESP8685), 封装为QFN28 4x4mm

Lamp++ Top View

这里右半部分的TypeC和LDO部分将会在在烧录后折断, 后续固件可以通过4P 2mm间距探针或者OTA进行更新.

附上一张初版焊接后的图片, 初版为之前没有预留可折断TypeC部分的版本.

Preview

编写代码,接入HomeKit

得益于HomeSpan这个库,需要编写的代码很简单.

目前实现了白色LED的调光, 由于我损坏了暖黄色LED控制引脚的阻焊,所以没有对齐控制,待后续购入新的屏幕挂灯补充这部分功能.

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#include <Arduino.h>

#include "HomeSpan.h"
#include "extras/PwmPin.h" // library of various PWM functions

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struct FadingLED : Service::LightBulb {
LedPin *ledPin; // reference to Led Pin
SpanCharacteristic *power; // reference to the On Characteristic
SpanCharacteristic *level; // reference to the Brightness Characteristic
SpanCharacteristic *colorTemperature; // reference to the Color Temperature

FadingLED(int _ledPin) : Service::LightBulb() {
power = new Characteristic::On();
level = new Characteristic::Brightness(0);
colorTemperature = new Characteristic::ColorTemperature(200, true);
ledPin = new LedPin(_ledPin);
}

boolean update() {
Serial.printf("power->getNewVal()=%d", power->getNewVal());
Serial.printf(",level->getNewVal()=%d", level->getNewVal());
Serial.printf(",colorTemperature->getNewVal()=%d\n",
colorTemperature->getNewVal());
ledPin->fade(power->getNewVal() * level->getNewVal(), 2000,
LedPin::PROPORTIONAL);
while (ledPin->fadeStatus() == LedPin::FADING)
;

return (true);
}

void loop() override {
if (ledPin->fadeStatus() == LedPin::COMPLETED) {
power->setVal(1 - power->getVal());
level->setVal(power->getVal() ? 100 : 0);
}
}
};

//////////////////////////////////

void setup() {
pinMode(5, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);
digitalWrite(5, HIGH);
digitalWrite(10, LOW);
Serial.begin(115200);
digitalWrite(10, HIGH);

Serial.println("Wi-Fi is Connected!");
homeSpan.enableOTA("12345678");
homeSpan.setPairingCode("11223344");
homeSpan.begin(Category::Lighting, "Lamp++");

new SpanAccessory();
new Service::AccessoryInformation();
new Characteristic::Identify();
new Characteristic::ColorTemperature(200, true);
new FadingLED(4);
}

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void loop() {
homeSpan.poll();
}

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[env:airm2m_core_esp32c3]
platform = espressif32@5.4.0
board = airm2m_core_esp32c3
framework = arduino
monitor_speed = 115200
lib_deps = homespan/HomeSpan@^1.8.0
; upload_protocol = espota
; upload_flags = --auth=12345678
; upload_port = 192.168.0.104
build_flags =
-D ARDUINO_USB_MODE=1
-D ARDUINO_USB_CDC_ON_BOOT=1

效果展示

Preview2

参考资料

单色图像抖动算法

单色图像抖动算法

半年前在咸鱼上5元/片买了十几片1.54寸的墨水屏.这半年来一直想用它做个东西,最近捣鼓到了显示图像的阶段(听起来半年什么都没干一样).

图像预处理

由于这个屏幕是单色的,为了有较好的展示效果就得对图像进行一些预处理.
如直接对图像进行二值化处理,高于阈值的显示,否则不显示,就像下面的图4一样.
也可以使用抖动算法处理图像,常用的灰度抖动算法一般是Floyd–Steinberg dithering,如图3所示

呃,有一天,突然想到可以让多个像素组合成一个像素使用,比如4个像素组合成一个大像素,这样新的像素就获得了8种状态.
从点亮的像素和没有点亮的像素比值来说,就获得了5种灰度级别

显示效果

感觉效果还行,有一种用字符在控制台显示图片的味道.

Python实现

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