如何利用一个智能电子纸标签制作一款数字钥匙扣

在花数月时间开发生产力工具和复杂系统后，我陷入了制作人的倦怠瓶颈。我需要暂时远离“解决现实问题”的压力，只想做点有趣的事。

因此，我创造了 eChain。

这是一款完全不必要的、却精巧过头的电子纸钥匙扣。它不追踪我的任务，也不优化工作流程，只是在单次充电下，持续数周为我的背包展示我最喜爱的表情包、卡通和搞笑照片。

有些人可能会问，为什么我会设计一个支持 Wi-Fi 的智能标签，仅仅用来展示表情包?老实说，因为它让我开心。而在创客世界里，有时候，这就是你创造某样东西的唯一理由。

3D 打印框架与准备

eChain 的主体采用简洁流畅的 3D 打印外壳。为获得最佳效果，请使用PLA材料以0.1–0.2毫米的层高和30%的网格填充，按正确方向打印主体部分。

注意：清洁的表面处理至关重要。请清除打印件上的任何串线或毛刺。仔细打磨内部安装点的边缘，确保电池和硬件能够紧密贴合，避免对脆弱的电子纸屏幕造成压力。

硬件组装与布线

显示屏延长线：使用提供的适配器将柔性延长线(FFC线)连接到电子纸显示屏上，确保锁定卡扣被牢固按压。

安装显示屏：轻轻将电子纸显示屏放入3D打印外壳的前部轨道中。对齐后，在四个角各涂一点热熔胶，使显示屏固定到位，同时避免对玻璃施加压力。

电路板准备：取出您的Seeed Studio XIAO EE05电子纸显示板(ESP32-S3)。将被动蜂鸣器的正极焊接到引脚D13，负极焊接到GND。然后小心地将FPC Wi-Fi天线插入ESP32-S3模块的接口。

电池连接：将锂离子电池插入EE05板的JST接口。

注意：在将电池插入前，请务必检查电线的极性，以避免系统短路。

对齐与安装：将连接的EE05板放入机箱中。确保USB-C接口和物理按钮与3D打印外壳上的相应凹槽完全对齐。使用双面胶和热熔胶将电路板、电池及内部元件固定到位。

驱动板连接：将FFC延长线的自由端连接到EE05驱动板上的接口。轻轻将FFC线缆折入腔体内部，确保所有部件整齐放置，不压弯或挤压脆弱的导带。

外壳密封：将焊接好的蜂鸣器放入3D打印后盖板上的专用插槽中。在环扣处系上钥匙扣或挂绳，即可完成密封。

关键步骤：启动设备，确认屏幕、Wi-Fi、蜂鸣器和按钮均正常工作。当硬件确认完全运行正常后，沿后盖板边缘涂抹强力胶，并牢固关闭机壳以实现密封。

图像准备(SenseCraft工具)

eChain使用预延迟.h文件高效渲染图像，避免给ESP32内存造成过载。

•前往 SenseCraft Dither 工具在线页面。

•上传您想要的照片或图形。

•将参数设置为 E4 四色 4 位深度。

•将尺寸精确设为 128x296 或 296x128。

•选择合适的抖动算法(如 Atkinson 或 Floyd-Steinberg)，并调整伽马值、鲜艳度、清晰度和暗度滑块，直到预览效果完美。

•生成并下载“.h”文件。根据需要重命名该文件。

固件刷写

•打开 Arduino IDE，并通过“工具包管理器”安装 ESP32 板子。

•安装所需库：ArduinoJson

•打开提供的 eChain_OS.ino 文件。确保 contact_icon.h、setup_icon.h 和 eChain_Image.h 位于同一文件夹中。

•选择 XIAO_ESP32S3 作为板子，选择正确的 COM 端口，然后点击上传。

专业提示：如果 Arduino IDE 无法检测到设备，请在连接时按住 XIAO 的物理 BOOT 按钮，强制进入下载模式。

Web UI 控制中心

eChain 为其配置提供了本地网站。

进入设置模式：同时按下两个硬件按钮。设备将发出两次提示音，屏幕将显示您的设置模式凭据。

•连接：使用密码 img@1234 连接到 eChain 设置的 Wi-Fi 网络。

•配置：打开网页浏览器并访问 192.168.4.1。

•管理图片：上传您新生成的 .h 文件。仪表板会自动检测并识别图片方向(竖屏/横屏)，并进行映射。您可以使用“上移”和“下移”按钮重新排列幻灯片，无缝翻转图片 180°，或删除图片。

•数字名片：输入您的姓名(最多15个字符)、电话号码(最多15个字符)、电子邮件(最多30个字符)以及自定义消息(最多30个字符，可选)。

•设备设置：开启蜂鸣器并设置幻灯片定时器(硬件强制要求至少5分钟，以保护电子纸寿命并延长电池续航时间)。

操作 eChain

配置完成后，eChain 完全通过两个触控按钮进行操作：

接触模式(第一个按钮)：立即切换显示屏至横向排列的数字名片模式。在此状态下，RTC定时器被跳过，您的联系信息将永久显示，直到再次按下按钮以恢复幻灯片模式。

下一张图片(第二个按钮)：唤醒设备，切换到下一个已存储的图像，并将设备重新置于睡眠状态。

电源架构与电池续航

eChain背后真正的工程优势在于其商用级电源管理技术，可实现单次充电后持续运行数周。

零泄漏电池监测：标准电压分压器会持续泄漏电流。eChain采用ADC_EN(D12)MOSFET，在读取期间仅物理连接ADC引脚3毫秒，将寄生漏电降至0µA。

状态感知深睡：CPU、Wi-Fi无线电和ePaper控制器在99.7%的时间内完全关闭，最大功耗仅为20µA-30µA。

校准精度：电池百分比算法采用0.968的校准系数和4.05V的软件上限，以补偿锂离子电池的自然静止电压，确保网络仪表盘和设置界面提供精确可靠的电池状态追踪。

结论

“强大的力量带来巨大的……续航能力。——蜘蛛侠(大概)”

说到底，不是每个项目都需要彻底改变世界或优化你的日常流程。有时候，你只需要背包里一块小小的屏幕，显示一个小黄人或你最爱的网络梗。

本文编译自hackster.io