天气宝 - 一款电子纸气候记录仪 关于 此项目是一个开源的、由电池供电的温度和湿度数据记录仪，配备始终开启的电子纸显示屏。它记录环境条件并将数据存储在非易失性内存中，同时显示当前数据和历史图表。该设备设计为低功耗，使用小型锂聚合物电池运行超过一周。 关键特征： - 具备深度睡眠和实时时钟定时器以唤醒的ESP32-S3。 - 带外部EEPROM的温湿度传感器用于记录。 - 精确的电池监控和充电管理。 - 电源按钮控制器以开关机。 - 1.54英寸电子纸显示屏。 - 自定义PCB和3D打印外壳。 整个项目都是开源的，包括硬件原理图、PCB布局、固件和外壳CAD文件。YouTube上有详细的构建视频：电子纸气候记录仪。 ### 仓库结构 E-Paper-Climate-Logger/ ├── CAD/ # 3D外壳设计（OpenSCAD源文件和STL导出） ├── PCB/ # KiCad硬件设计、原理图、数据手册、参考资料 ├── firmware/ # PlatformIO固件（ESP32-S3，Arduino框架） ├── LICENSE # 许可证文件 └── README.md # 此文件 CAD 包含前后外壳部分的参数化OpenSCAD模型、组装文件和用于3D打印的导出STL。设计是完全参数化的 – 尺寸可以通过编辑constants.scad进行调整。 PCB 所有自定义主板（templog_mainboard）的硬件设计文件。该目录包含： - KiCad项目文件（.kicad_sch，.kicad_pcb，.kicad_pro） - 电源管理和显示驱动程序的原理图 - 电路元件的脚印和3D模型 - 所有主要集成电路（充电器、电量监控、RTC、传感器等）的数据手册 - SparkFun和Waveshare的参考原理图 要查看或修改PCB设计，请安装KiCad 9或更高版本，并打开templog_mainboard.kicad_pro。 固件 使用Arduino框架的ESP32-S3的PlatformIO项目。它处理传感器读取、时间管理、数据记录到EEPROM、电子纸显示更新、按钮处理和电源管理（深度睡眠和唤醒源）。有关详细的构建和闪存说明，请参阅firmware/README.md。 ### 入门 硬件先决条件 - 组装好的电子纸气候记录仪PCB（或手工焊接的原型 – 注意许多组件较小，可能需要回流焊接） - 1.54英寸电子纸显示屏（与Waveshare引脚兼容） - 3D打印外壳（文件在CAD/export/中） - 锂聚合物电池（例如，400 mAh，单电池） - 用于充电和编程的USB-C电缆 构建固件 安装PlatformIO Core（或在VS Code中使用PlatformIO扩展）。导航到固件目录。通过USB-C连接设备。运行：pio run --target upload 监控串口输出（可选）：pio device monitor 有关固件文档的详细信息，包括文件夹结构、驱动程序细节和低功耗操作，请参考firmware/README.md。 外壳组装 使用高分辨率FDM打印机（建议0.1 mm层高）打印来自CAD/export/的STL文件。外壳使用M2热插入和M2螺丝。插入PCB和电池，然后将前后两半拧在一起。 ### 硬件概述 所有I2C外设（SHT45、DS3231、24LC512、BQ27441）共享同一总线。电子纸显示通过SPI驱动，LTC2954软电源按钮通过BQ24075控制系统电源关闭。 ### 电源管理和低功耗操作 该设备设计为在小型电池上运行超过1周：在深度睡眠模式下，ESP32-S3的电流小于20µA。DS3231和BQ27441保持活动状态且电流微不足道。DS3231警报在可配置的间隔内唤醒ESP32（默认：1分钟）。ESP32唤醒，记录读取（大约400 ms，50 mA），更新显示，然后返回睡眠。LTC2954提供真实的开/关能力。 ### 问题 - 电池精度问题：在我的测试中，报告的电池充电状态不准确。我认为这可能是由于BQ27441的配置错误。 - 低电池问题：在我的测试中，当电池接近耗尽（3.4V）时，它可能进入一种无法恢复的状态，无法重新开机。必须断开电池，外部充电，然后重新连接。 我认为这可能是由于我从阿里巴巴购买的便宜电池造成的。 ### 限制 - 处理时的温度精度：ESP32在活动时会产生热量，这会影响SHT45的读取。固件在唤醒后立即读取传感器，以最小化此错误。长时间查看菜单或握住设备会在几分钟内扭曲环境读取。 - 显示低温限制：电子纸模块在0°C以上才能正常工作。低于冰点时，屏幕可能不能可靠更新。数据记录在后台继续，显示功能在温度升高时恢复。 - 无无线连接：此版本不包括蓝牙或其他无线连接。