标签存档: DIY

不要浪费闲置机箱风扇，5元把它变成无级调速桌面小风扇

作者: 日期: 8月 26, 2024 没有评论

之前拆机箱的时候，闲置了两个 12 厘米的散热风扇，看了下接口还是 4PIN 带调速线的，刚好办公室里缺一个桌面小风扇，这不得顺手改造一个。

机箱散热风扇是 12V 的，因此需要一个升压电路将 USB 输入的 5V 升压到 12V，另外因为风扇本身是支持 PWM 高速的，还需要一个电位器 + PWM 转换芯片来控制转速，整体还是相当简单的一个电路。

成品效果

为了在桌面使用，在 MakerWorld 上找了个可调节角度的 12 厘米风扇支架，刚好配合这个风扇使用。

不过因为原始设计是直接给祼风扇使用的，并没有考虑下面会加额外的 PCB，因此我对支架做了加高处理，要不然风扇的外壳会超出支架。

diy-desktop-fan-1

最终效果如图，使用时感觉还不错。

原理图设计

整个 PCB 仍然是使用立创 EDA 专业版设计的，在更新了 2.2 版本之后，终于流畅度有了不少提升，使用起来舒适了不少。

调速风扇整体电路很简单，就是一个升压 + PWM 输出，其中升压芯片使用了 HX3608，PWM 输出使用了 GP9101。

diy-desktop-fan-2

其中一些可能会有疑问的地方：

  1. HX3608 升压反馈电阻使用了 16K 和 1K，实际升压电压为 10V，驱动 12V
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硬币大小的游戏机不来一个？能玩小蜜蜂和吃豆人～

作者: 日期: 7月 16, 2024 没有评论

在接触沁恒家的 CH32V003 芯片一段时间后，发现了国外有个爱好者用它做了个小型游戏机，还配了不少游戏，例如小蜜蜂、呼吃豆人什么的，这不得自己复刻一个。

不过原作者的项目 PCB 设计体积比较大，不太符合我心中微型游戏机的形象，就自己重新搞了一下，顺便把原项目中的方向键从独立按键换成了摇杆，玩起来更舒适一点。

成品照片

老样子，自己做东西还是得搞个正经点的外壳。

经过极限压缩后的 PCB 大小为 24x40mm，加上电池后，整体外壳不包含钥匙扣环的尺寸为宽 27mm，高 42mm，厚 12mm，正面大小不到 2 个硬币大小 😃。

ch32v003-gameconsole-1

硬件选型

为了和原作者的 ROM 兼容，大部分 BOM 都跟原版 PCB 一样，这里只是将原版的方向按键换成了五向摇杆，其他的都还是保持一致。为了保障 PCB 体积，整体电阻、电容都采用了 0603 封装。

主要的几个元件都可以在某宝上购买，特别是其中的电磁式蜂鸣器，某宝上购买要便宜很多。

另外需要注意，12864 OLED 需要购买窄边框的版本。

位号 元件 备注
BUZZER1 4kHz 电磁式蜂鸣器
H3 PZ254V-11-05P 烧录排针，不焊接
SW1 MSK12C02-HB 电源开关
SW2 TM-4175-B-A 五向摇杆
SW3
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全开源！使用 7 毛钱的单片机 DIY USB 电流表教程，入坑硬件设计、固件开发、外观建模

作者: 日期: 5月 6, 2024 2 条评论

之前已经连载完了 DIY USB 电流表的所有章节，这里汇总介绍一下这个项目，希望对电子 DIY 感兴趣的朋友们有所帮助。

这个 DIY USB 电流表的所有内容都已经开源，包括：

  • 硬件原理图
  • 硬件 PCB 布局布线
  • MCU 固件代码
  • 外壳 3D 模型 STL 文件
  • 面板生产文件

在文末可以找到开源项目的所有资料，其中硬件部分在立创开源平台，其他部分在 GitHub 中。

PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。

项目介绍

这是一个基于沁恒 CH32V003 和德州仪器 INA219 的 DIY USB 电流表，使用 CH32V003 作为主控 MCU 来读取和显示电压电流数据，INA219 作为电压电流监测计，并且通过两个按键来进行交互。

主要元件

  • MCU：CH32V003
  • 电压电流监测：INA219
  • 显示设备：SSD1306 OLED
  • 输入输出：USB Type-C
  • 采样电阻：10mR

功能设计

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DIY USB 电流表（10）：完结篇，外壳和面板设计

作者: 日期: 5月 2, 2024 没有评论

在截止到前一篇 《DIY USB 电流表（9）：Flash 模拟 EEPROM 存储累计电量》 后，我们已经完成了 DIY USB 电流表的所有硬件和软件开发工作，接下来就需要设计一个稍微正经一点的外壳将 PCB 包装起来，除了更好看一点的同时，还可以防止裸露的 PCB 接触到导体之后造成意外短路的情况。

另外，为了体验一下嘉立创的亚克力面板定制服务，这次的 USB 电流表外壳采用面板 + 外壳的方式来完成，PCB 通过 M2 自攻螺丝固定在 3D 打印的外壳上，再将面板通过双面胶粘贴到外壳上。

当然我也是 3D 建模业余选手，只会基本的长方体布尔切割操作什么的，设计的外壳主打一个能用就行 🙈。

PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。

导出 PCB 3D 模型

为了更好的确定外壳的尺寸和各个接口、按键的位置，可以先在立创 EDA 专业版中导出 PCB 的 3D 模型文件，这样在建模软件里可以有更直观的参考。

diy-usb-meter-10-1

外壳设计

最终外壳基本上就是根据 PCB 的外形设计了一个 1.7mm 厚，带圆角的边框，并且在两个按键的位置预置了两个和外壳一体的按钮。

diy-usb-meter-10-2

PCB 上的按键为了能给按键手柄留出行程空间，是突出 …

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DIY USB 电流表番外篇：使用 PlatformIO Inspect 分析和优化固件体积

作者: 日期: 4月 25, 2024 没有评论

在前一篇 《DIY USB 电流表（8）：绘制功率曲线》 的开发过程中，我还碰到一个额外的问题，在最终开源的代码中虽然已经解决了，但是在文章中并没有提到，这就是编译固件体积超出 Flash 限制的问题。

这里就分享一下碰到 CH32V003 固件编译后体积超过 Flash 如何查找原因、解决问题的过程。

PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。

编译后固件体积超标

在定义了功率历史数据缓存的变量，添加数据存储、屏幕画点驱动、按键检测等代码之后，照常编译一下固件，检查一下代码有没有错误，却突然发现编译出错了：

diy-usb-meter-inspect-1

一看错误原因： region 'FLASH' overflowed by 772 bytes，这就意味着编译完的固件体积已经超过了 CH32V003 的限制，毕竟CH32V003 只有 16KB 的用户代码空间。

在前几篇中编译完成也可以发现，固件体积已经快到达极限了，没想到这么快就已经超出不够用了。

排查固体体积构成

幸好 PlatformIO 提供了 Inspect 功能，可以用于分析固件编译产物中的各种资源使用情况，包括 Flash 占用、内存使用、静态代码检查等，通过这个工具，就可以快速分析固件编译完后，哪块代码或资源占用的体积最大。

PlatformIO Inspect 文档可以参考这里： https://docs.platformio.org/en/latest/home/index.html#project-inspect

使用 Inspect

要使用 PlatformIO Inspect 功能很简单，直接在 PlatformIO 侧边栏中通过菜单打开 …

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DIY USB 电流表（8）：检测按键和绘制功率曲线

作者: 日期: 4月 22, 2024 没有评论

在前一篇 《DIY USB 电流表（7）：读取和显示 INA219 电流电压数据》 中，我们已经基本完成了这个 DIY USB 电流表的核心功能开发，已经可以在屏幕上显示当前电源输入电压、负载的电流、功率以及累计电量等数据，如果不需要更多功能，已经可以结项了 😃。

但是如果想拿这个 USB 电流表在一些分析场景使用，那么还需要再增加一些功能，例如，是否可以通过这个 USB 电流表来记录给手机充电时的功率曲线，这样可以知道手机的快充是什么样的节奏来完成充电的。

这次我们就来完成这个功能，记录负载的功率历史，并绘制成曲线来显示功率趋势。

PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。

准备工作

在开始绘制功率曲线之前，同样有一些准备工作需要进行，例如在多了一个功率曲线页面之后，原来的电压数据页面怎么办，怎么切换多个页面？

在最早的功能设计中，我们已经给这个 DIY USB 电流表添加了两个按键，现在就可以通过这两个按键来完成页面切换操作了。

按键检测

按键原理图

在原理图中可以看到，两个按键已经接到 CH32V003 的 PD2、PD3 引脚，在初始化代码中，加上初始化两个引脚为输入模式。

diy-usb-meter-8-1
diy-usb-meter-8-2

按键状态结构体

为了维护按键的状态，我们先定义一个结构体来维护状态。在 ButtonState 结构体中，定义了一个 ts 字段，这个用来记录按键状态变化时的时间戳，这样可以在状态变化时，例如从低电平变化为高电平时，计算出来按键按下去的持续时间，如果超过 3000 毫秒，就认为是长按事件。

#pragma once

#include "drivers/clock.h"
#include "drivers/gpio.h"

#define BTN_LEFT    0
#define
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DIY USB 电流表（6）：点个屏，使用 I2C 驱动 0.96 寸 OLED

作者: 日期: 4月 15, 2024 没有评论

在前一篇 《DIY USB 电流表（5）：使用 VSCode + PlatformIO 搭建固件开发环境》 中，我们已经完成了开发 USB 电流表固件的开发环境搭建，整个开发环境基于 Visual Studio Code + PlatformIO 来完成，并且跑通了一个基本的 Demo，验证了开发环境。

固件开发的第一步，我们先将最终输出数据的显示设备，0.96 寸 OLED 屏幕给点亮，这样在后续开发过程中，也可以通过屏幕来显示一个调试数据信息。

PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。

准备工作

在开始开发之前，我们需要做一些准备工作，使用 PlatformIO 创建项目并不包含很多使用示例，例如如何使用 GPIO，如何使用 I2C 总线等，并且使用 platform-ch32v 时，它的函数定义与官方示例也不太相同，因此我们需要找一个类似的开源项目作为参考，从而可以更快速地完成 USB 电流表的固件开发。

参考项目 CH32V003-GameConsole

项目地址：https://github.com/wagiminator/CH32V003-GameConsole

diy-usb-meter-6-1

我就从 CH32V003-GameConsole 这个项目了解到 CH32V003 这款 MCU，并且开始尝试使用的，刚好这个项目本身包含了 0.96 寸 OLED 屏幕的驱动以及 GPIO、ADC …

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电子 DIY 入门知识整理：电源芯片 LDO、DC-DC

作者: 日期: 4月 12, 2024 没有评论

在开始继续开始玩电子 DIY 之后，就逐渐转到自己制作 PCB 并且使用贴片元件代替模块来制作产品了。之前一直使用的分立元件，都是用杜邦线连接各个成品模块，在换成贴片元件之后，对这些元件的各种封装规格什么的完全是一脸迷糊。

前面一篇 《电子 DIY 入门知识整理：电阻、电容、电感》 介绍了电阻、电容、电感的介绍、封装和选型，这次继续来介绍电源相关的内容，主要是 LDO 和 DC-DC，分享给同样开始想使用贴片元件进行电子 DIY 的朋友们。

PS. 我作为一个新入门电子 DIY 玩家，以下都是从一个初学者的角度整理的，并且主要介绍我使用过，稍微了解一点的元件，如有错误还请指正。

前言

对于设计一个电子电路来说，可能三分之一工作内容都是在确定电源供应、电源对电路的干扰、电源的稳定性等相关的内容。

在接触过几款 Linux 开发板的原理图以及 PCB 设计后，大概总结了一下发现，其实这些开发板中相当一部分内容都是跟电源相关，例如对于电压会有 3.3V、2.5V、1.8V 等不同的需要，对于每一种电压，也会有不同的电流需求，有一些 SoC 甚至会对上电时序也有一定的要求，因此搞定电源的设计之后，一般 Linux 开发板三分之一的工作已经完成了。

当然对于简单的电路来说，基本上可以 AMS1117 3.3V 走天下，在一些特殊的场合再考虑使用 DC-DC 电路。

LDO 低压差稳压器

LDO 作为常见的电源器件在电子 DIY 还是很常用的，很多 MCU 或者芯片的工作电压都在 3.3V，如果使用 USB 或者电池供电，一般都会高于 3.3V，这个时候就可以使用 …

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DIY USB 电流表（5）：使用 VSCode + PlatformIO 搭建固件开发环境

作者: 日期: 4月 8, 2024 没有评论

在前一篇 《DIY USB 电流表（4）：PCB 焊接与调试》 中，我们已经完成了 USB 电流表的焊接，有了硬件之后，就可以开始给它注入灵魂——开发固件了。

首先完成开发环境的搭建，由于我平时都是使用的 MacBook 作为开发机，因此这里以 macOS 作为开发平台来介绍开发环境的搭建。当然 Visual Studio、PlatformIO 这些本身也都是跨平台的，在其他系统配置这一套开发环境的步骤也类似，也可以参考。

PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。

开发环境介绍

Visual Studio Code

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项目地址：https://code.visualstudio.com/

Visual Studio Code 是一款由微软开发且跨平台的免费源代码编辑器。该软件以扩展的方式支持语法高亮、代码自动补全、代码重构功能，并且内置了命令行工具和 Git 版本控制系统。用户可以更改主题和键盘快捷方式实现个性化设置，也可以通过内置的扩展程序商店安装其他扩展以拓展软件功能。

一般来说，做嵌入式固件开发工作，通常会在 Windows 系统上完成，并且有完整的 IDE 可以使用，例如像 Keil。或者像在这个项目中所使用的 MCU CH32V003，沁恒也提代了一个 IDE MounStudio。

但是因为现在很多嵌入式开发相关的工具链都提供了跨平台的平台，编译器、烧录程序等都可以直接在 macOS 平台上使用，因此现在使用 macOS 来作为嵌入式开发平台也并没有太大的阻碍。

我在 macOS 上使用的编辑器是 Visual Studio …

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电子 DIY 入门知识整理：电阻、电容、电感

作者: 日期: 3月 20, 2024 1 条评论

在去年接触到嘉立创免费打样，开始继续开始玩电子 DIY 之后，就逐渐转到自己制作 PCB 并且使用贴片元件代替模块来制作产品了。之前一直使用的分立元件，都是用杜邦线连接各个成品模块，在换成贴片元件之后，对这些元件的各种封装规格什么的完全是一脸迷糊。

现在玩了一年多，总算大概知道一些基础知识了，这里整理一下分享给同样开始想使用贴片元件进行电子 DIY 的朋友们。

PS. 我作为一个新入门电子 DIY 玩家，以下都是从一个初学者的角度整理的，并且主要介绍我使用过，稍微了解一点的元件，如有错误还请指正。

封装基础概念

diy101-package

在使用成品模块，或者分立元件时，一般都不用太考虑封装，它们的引脚可能本身就符合万用板上的引脚间距。

但是在使用 PCB 和贴片元件时，就需要了解每个元器件的封装了，一般画 PCB 时有一个重要的步骤就是给 PCB 中所使用的元器件画封装。幸好立创 EDA 结合立创商城，给大多数元器件已经画了封装，在立创 EDA 中可以直接使用。

元件封装（Footprint）或称为元件外形名称，其功能是提供电路板设计用，换言之，元件封装就是电路板的元件。 封装主要分为DIP双列直插和SMD贴片封装两种。

英制例如 0805、0603

对于常用元器件，例如电阻、电容，这些都是使用的 0805、0603、0402 这样的数字来表示封装大小，这里面的数字都是英制单位，例如一个 0805 封装的电阻就表示这个电阻的尺寸大约为 0.08 inch 0.05 inch，对应到公制单位大概是 2.0mm 1.25mm。

公制例如 3225、2520

另外一些元器件也会使用公制单位来表示封装尺寸，例如晶振中的 3225 表示大小为 3.2mm * 2.5mm …

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