ESP8266便携式物联网时钟（硬件篇） 代号：喵

Posted 2022-02-02 GenCoder

筹备了一段时间的一个小东西，算是给朋友私人定制的礼物，包含了联网获取NTP时间，DS1302时间写入和读取，点阵显示时间，手势识别切换点阵界面（图案界面，时间界面，日期界面，秒数界面）等，在这里简单做个分享

• • 1.设计理念
  • 2.硬件选型
  • 3.PCB设计
  • 4.外壳设计
  • 5.造型点缀

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1.设计理念

想做这个的念头是曾经看过某技术平台大佬做过的一个作品，让我觉得自己也可以试试，作为送朋友的礼物还挺ok的，当然是送那些非技术专业的朋友了（ps：同为技术开发的人估计一眼能看穿这个东西，就没多少神秘感了哈哈哈）

上图是该大佬的作品展示图，如图所示，左侧图案白天是太阳，晚上会变成月亮图案，中间是时间显示，时间下面的两串小点好像是秒数？！左边3点右边9点好像是指54分39秒（时间久了给忘了），右边是个时钟图案会一直切换，展现一个时钟转动的效果
这里顺便安利链接，有兴趣的朋友也可以去瞅瞅
ESP8266物联网创意点阵时钟，女朋友看了都想要！
这个设计觉得很有趣，所以我也开始筹划自己的作品了

2.硬件选型

同样的，点阵时钟的主控板选型是ESP8266，我这里用的是安信可的ESP-12F，可以配置Arduino开发环境，直接调用现成库方便便捷

作为显示的主体，8x32的点阵屏必不可少，每一片8x8点阵由一片MAX7219驱动
DS1302，时钟模块

手势识别模块，APDS-9960

锂电池充电模块，TP4056，没错，为了可移动携带，内置了锂电池和充电模块，18650锂电池这里不放图了，你们都知道是啥的了

3.PCB设计

正常来说只要买了上面列出来的硬件清单后，就可以直接开干了，不要再画PCB，但因为个人的设计想法是想做成一个实体为圆形球形的作品，所以在体积较大的硬件上就要做出修改，也就是重新设计8x32 LED点阵屏的PCB，在国内的开源PCB平台可以直接上手画一个并打样（光免费打样都能满足需求了，快递费都不用给爱了爱了）


把点阵屏设计成积木式的，空缺的一角用于安装手势识别模块

4.外壳设计

在构思作品的时候首当其冲的肯定就是作品呈现出来的造型，外壳的设计有参考过小爱同学，如图，圆滑的边角，还有一个切面作为显示面

画了挺长的业余时间，建模把作品外壳设计了出来，外壳前面部分，两侧切开减小整体体积，正面做切面，用于点阵显示，显示面下面开了个小缺口，用作手势识别传感器的手势接收口，在内部贴一张透明塑料膜做防尘就好

俯视图，在顶部弧面两侧做两个连体按键，左侧为复位按键（程序跑死的时候方便复位，而且作品整个外壳装起来后，遇到问题也就只能靠这个按键了，不拆外壳的情况下，也是方便非技术人员的操作），右侧按键为电源开关，控制整个作品的供电，期时在外壳按键图案上应该很明显按键的功能了

外壳前面部分的内部，可以看到蓝色部分有点像一片叶子的模样，但其实你有没发现这个图案有点熟悉，没错，这就是放置点阵的位置，这里需要把外壳“挖”薄一点，因为需要考虑点阵的亮度可以透过外壳展现到前面去，因为你也不确定点阵最大亮度透到外壳另一边还能有多亮呢，是吧！另外可以发现在按键位的内部，设计了两个梁在支撑内部按键

对比一下可以发现放上点阵屏之后下面还有一个小长方形的空缺，这里是固定手势识别模块的地方，开了小口方便传感器可以接收前方的手势，有两根突起的小圆柱，用来固定模块

再来看看侧面，能看到是一个有角度的切面，但角度也不好切再大了，再大连按键位置都没了，而且要保证切面大小能放进去LED点阵屏，在对前外壳进行切割前，它是一个椭圆体的一半，去切这个显示面也花了不少的时间去试错

外壳的后半部分，底部有两根竖起的支撑柱，其实也不是要撑住什么，只是要在它们中间空出合适的位置放锂电池，作为锂电池的位置固定

中间有很多开了透孔的一个小平台，上面用于放置和固定锂电池充电板，可以发现有一端在外壳位置开了孔，用于怼USB线的口子，上面还有1个小点的孔，用于观察锂电池充电板的充电状态，充电中和充完电会有不同颜色的LED灯亮起，至于小台子上面开这么多孔是为了散热用，因为充电时充电板会处于高温状态，最好还是开孔帮助散热

外壳外部充电口特写，外面波浪纹开孔直通内部充电座，中间也标上了“GenCoder”字样

顶部，在前壳按键的后方，设计了两个通孔，下面会说明用途，有2个看起来椭圆形的地方是外壳的螺丝固定孔

猫耳朵部分，没错，整个外壳做出来就是一个猫脑袋的样子，耳朵下的插销就是用于把猫耳朵固定在上图的两边通孔中的

最后，肯定要展示一下外壳组装起来的样子啦，瞅瞅正面，底部切平了方便平放

再来个45度角的，还不错吧哈哈哈哈

当然外壳不是画出来就行，还要去做3D打印，毛胚版的3D打样如图，好像还算凑合，是吧

5.造型点缀

上面可能有人会奇怪，为什么外壳的猫耳朵要做成分离式的，建模的话也可以把耳朵一体做上去，这里在下的想法是这样的，通常状态下，外壳不装耳朵上去的，因为，它还有个 “毛皮大衣（画重点，要考的）”

没错，好像有点那味儿了 ~ ~
别误会，我不卖这玩意儿的哈
大概外壳把耳朵拔了，套上这个会是这模样？！！？

好像想象确实都是美好的
接下来的软件部分会另起一篇来写，一起期待成品的展示效果吧xdm

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（文中部分实物插图搬运侵删）