嘉立创产业服务站群
发作品签到
专业版

「Divergence Meter(仮)」未来道具16号机

工程标签

1.0k
0
0
2

简介

对世界线变动率探测仪「Divergence Meter」拙劣的模仿。

简介:对世界线变动率探测仪「Divergence Meter」拙劣的模仿。
复刻成本:200

开源协议

CC BY 3.0

(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2024-10-24 17:02:34更新时间:2024-11-22 08:02:28

描述

0.写在之前

  本工程某种程度上算是对我主页里另一个“IV-18 VFD时钟”工程的迭代,但这次更倾向于作为Steins;Gate作品的15周年纪念周边来制作,本次更新实现或改动的硬件功能有:

  • 重新设计系统PCB,引入锂电池电源以及充电电路,并将VFD所需的升压电压一并集成于一块单独的2层电源板,电源板向MCU所在的底板提供5V以及VFD所需的50V电源,并通过铜柱与底板进行电连接;优化系统电源结构与系统器件选型。
  • 引入触摸调光氛围灯设计。
  • 删去难以使用且不合搭配的WS2812 RGB灯珠。

  改动以及实现的软件功能有:

  • 时钟模式:开机可选择联网授时,常态以时-分模式显示时间。
  • 世界线变动率探测仪模式:致敬原作而实现的功能,从原作60条世界线中随机选择一条进行刷新显示。
  • 删去原来的RTOS框架,优化了之前为解决刷新率问题而生的屎山代码,程序整体上更符合传统单片机中断+标志位的结构。

 Steins;Gate,即命运石之门于2009年10月15日首次发售,今年是其15周年,正好我其实一直想将IV18时钟这个项目重置或者说做的更符合我心中想象的样子,过去一年多的时间受考研等各种现实生活影响一直分身乏术,好在现在研究生总算是有空闲了,在此以该项目致敬我最喜欢的作品Steins;Gate中的世界线变动率探测仪「Divergence Meter」。

 

1.硬件方案

  整体采用底板+电源板+IV18独立支撑板的结构,其中IV18支撑板不存在其他器件,仅是走线和支撑功能;底板与电源板之间通过铜柱连接并导电,整体通过铜柱和螺丝连接固定在一起;底板超出免费打样面积,其余两块板子可免费打样。

  结构上采用3D外壳加亚克力顶盖的形式,均已经附件中。

  电源上板

  • TYPEC 5V输入,采用900mAh锂电池,TP4059+分立器件实现锂电池充电及电源路径管理,HX70A实现电量指示,XL3608模块实现3.7V升压5V,XL6007E1实现5V升压50V。
  • 带有系统总开关与防反接电路。

  底板

  • ESP32-WROOM-32U(4MB)作为主控,经典的CH340C及自动下载电路实现ISP下载。
  • MICROUSB作为调试时的供电与数据接口,三路ME6217C33M5G提供3.3V电源。
  • MAX6921作为VFD驱动芯片,RX8025T作为外部RTC芯片,DS18B20作为温湿度传感器,加入SGL8022W构成的调光氛围灯电路。
  • 三个用户按键,一个电源指示LED,一个可控LED。

 

2.功能实现

  目前功能实现了时钟模式与世界线变动率探测仪模式,通过底板上方的三个按键短按切换,具体如下:

  • 按键1短按(最左侧按键)——时钟模式

  从RTC中获取时间并按时-分格式显示,如图:

  此外,可长按按键1并拨开开关开机进行联网授时,此时需要在烧录前向程序中写入自己的WIFI账号与密码,具体后面介绍。

  • 按键2短按(中间)——世界线变动率探测仪

  从以整理的60条原作中出现的世界线随机选择一条,并逐位刷新显示,具体如附件中视频演示。

  • 按键3短按(最右侧)——显示温度

  按下后会显示当前温度。

  • 按键1长按——WIFI授时

  在开机前按住按键1,至LED慢闪2次即可松手,之后MCU会尝试连接保存至程序中的WIFI并提供阿里云NTP授时更新外部RTC中的时间,成功获得时间后LED会快闪2次。

  为使用该功能需在烧录程序前更改Main_Driver.cpp文件中const全局变量ssid与password,如下图所示:

  目前只测试过WIFI名称和密码均为全英文与数字时可连使用,WIFI名称与密码含中文和字符的未测试

  • 按键2长按——待实现
  • 按键3长按——待实现
  • 其他功能——触摸调光

  该部分功能不受MCU控制,换句话说就是上电就能用,触摸的有效范围为底板右下方圆形标志,如下图:

(顺带一提给的图中该部分没有焊接灯丝,因为有点耗电)

 

3.已知问题

  • 续航较低

  目前持续显示续航仅为2-3h,初步设想的原因是电量显示的4个LED是持续点亮工作的,限流电阻给的偏小导致功耗略大(至少多了30mA吧);此外可能还要对ESP32进行软件上的低功耗管理,因为看有人实验分析ESP32在功能全开模式下电流至少在100mA以上。

  • 设计小瑕疵

  底板中MICROUSB的5V与电源板输出的5V未完全相互隔离,如下图,但除了强迫症难受没啥影响。

 

4.一些细节与QA

  • 项目的来源

  其实我一直都有复刻世界线变动率探测仪的想法,但稍微了解辉光管的就知道,原作中那种大小立式辉光管现在价格都在100以上,完全复刻成本少说上千(可以参考严泽远老师主页Omnixie | 辉光钟 – The Light Never Fades),因此只能勉强选择有类似风格和CRT同一年代的古早VFD器件来实现(并且是早期的真空玻璃管而非后来的普通VFD面板)。项目使用的VFD管为苏联的IV-18,现在价格100左右,PCB仅有底板需要打样,成本37,其余各种器件成本加起来不超过60(除去焊接工具和100NF、1KΩ这类常用阻容),200元就能实现。

 

  • 项目一些中二名称的意义?

  稍微对命运石之门原作有印象的应该知道,冈伦的LAB叫未来道具研究所,同时有一堆以未来道具X号机命名的奇妙发明,而据不可靠统计未来道具在原作中只命名到15号,因此该项目取名为未来ガジェット16号機(未来道具16号机),同时也配上未来道具研究所logo。

  而Divergence Meter即原作中的世界线变动率探测仪,而后面的 (仮) 是致敬原作的 電話レンジ(仮)(电话微波炉(暂定)),表明该设计并非完美。

  至于FG016 2nd EDITION ver2.31则对应α世界线中桶子制造的半成品时间机器(FG204 2nd EDITION ver2.31)的命名方式,FG = Future Gadget,016代表16号。

 

  • 未来更新内容

功能上:

1.完成DS18B20的功能代码,并将其分配在按键上。

2.设想一些其他的有特色的功能。

3.写一个静态网页来控制(需要相当一段时间,前端目前是完全没接触)。

性能上:优化低功耗设计

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

附件

序号文件名称下载次数
1
功能演示-世界线变动率探测仪.mp4
17
2
FG016.zip
27
3
亚克力顶盖_新.dwg
16
4
3DShell_PCB_16号机底板.zip
15
克隆工程
添加到专辑
0
0
分享
侵权投诉

评论

全部评论(1)
按时间排序|按热度排序
粉丝0|获赞0
相关工程
暂无相关工程

底部导航