物联网墨水屏
电子纸显示屏
Fasani Corp 的 Tinypico SPI HAT 给Good Display 的电子纸产品
Fasani Corp 的负责人 Martin Fasani 最近正在将他的新想法应用到专门用于 Good Display 的 SPI 电子纸产品的适配器板中。
现在设计已经进入了前十个将被送去制造并进行测试的阶段。如果测试顺利，后期将作为新产品出售，Good Display也愿意与Fasani Corp一起生产和销售。
使用 KiCAD 的设计流程
虽然不是受过电子教育的工程师，只有基本的电路知识、欧姆理论以及电容器、晶体管和其他组件如何协同工作，但 Martin 在 9 或 10 岁时就已经开始熟悉电子产品，因为他的父亲 Carlos Fasani设计了灯光控制设备（迪斯科舞厅），后来修复了麦当劳餐厅的设备。 Carlos 过去在 JLPCB 等在线网站不存在时设计 PCB，他必须亲自带着样品到有人分析原型并准备 PCB 的地方。在那个年轻的时候，马丁开始焊接和学习电子产品的基础知识。
Martin 还喜欢 TFT 显示器和电子纸显示器等技术。对于 PlasticLogic 和 Goodisplay，他们的电子纸显示器通常使用 SPI 进行通信，并且内部有一个控制器，该控制器已经产生了他们需要的高压。但是薄的表面不足以放置所需的线圈和电容器。为了产生高电压，实现相对较大的电感器和电容器既困难又昂贵，因此这些部件通常作为外部组件添加。以之前为 PlasticLogic 制作的 SPI HAT 为例，这就是为什么我们可以看到这个电子纸 HAT 内部对 UC8156 驱动程序有这个外部“帮助”。如果没有它，通常 +15 -15v 或更高的高压将不起作用，您将看不到带电的电子墨水粒子向上/向下移动。
这个过程非常简单直接。首先，您需要检查此特定显示器所需的要求，例如现有的 UC8156 控制器，并询问规格。然后是在原理图上工作并检查 HAT 的每个引脚是否都连接到将要安装的预期 IO 或电源线。每次更改设计规则检查器 (DRC) 后，还应尝试检查头脑中的界限，并尝试查看整体是否有意义。通常在完成原理图并至少在纸上完成所有工作之后，是时候咨询电子专业人士以获得好的建议了。只有完成这一重要步骤后，Martin 才会从原理图中导出网表并开始构建 KiCAD 的 PCB 设计程序。
Martin 认为，如果您正在构建 HAT，通常最好的办法是检查放置此 HAT 的电路板设计师是否可以提供实质性帮助，以防 tinypico.com 是意外制造商。你需要的是有人可以给你一个基础设计来导入 KiCAD。或者至少是基础尺寸，以便您获得精确的引脚位置以在顶部进行设计。在这种情况下，Seon 很好地让 Martin 可以访问它并帮助他继续使用正确的基础。
然后是时候导入将放置在原理图中的所有组件放在一起的网表了。这是大混乱的时刻，所有引脚都用线连接，产生了一种叫做“老鼠窝”的东西。
通常对于像 HAT 这样的简单设计，您可以看到 2 层 PCB 就足够了。这就是您开始放置组件的地方，尝试使这些线尽可能少地交叉。马丁认为没有完美的设计。只有最佳设计可以为您的项目定位的用户工作。
之后，您可以放置小走线和过孔，以防您需要进入下层。需要注意的是，JLPCB 不支持 microVias。因此，无论您选择的层数如何，都会有一个洞穿过所有层。即使支持 microVias，它也是一项非常昂贵的技术，只有少数人可以做到。
经过数小时的布线，注意电源线比信号数据线大一点，并且检查了多轮设计规则，那么您可能拥有原型的第一个 1.0 版本！
马丁的个人清单
列出设计中需要上拉的 IO（例如，I2C 数据线需要在 ESP32 中上拉至 3.3v）
需要下拉的相同 IO 列表
重新阅读组件的数据表并确保您尊重那里指定的内容（特别是如果从第一次实施某些内容）。很多时候你需要重复你的设计，花费宝贵的时间和金钱，只是为了确保设计是正确的，你不会失败。特别是电源管理芯片等，需要特殊条件去产生电压等。如果您在设计中遗漏了一件事，最有可能发生的是它根本不会启动！
KiCAD 有一个不错的 Gerbers Viewer，Martin 最初认为它仅供专家使用，但检查您实际发送到制造的原始图层是一个非常好的主意。在 A4 页面上打印图层并检查一切是否合理。一层一层地检查你的层很重要，这样你就不会重新开始使用新的 PCB！
确保 PCB 尺寸符合您的预期，并且如果您要为其制作外壳（例如 3D 打印外壳，也可以在 JLPCB 中订购），请确保它具有适当的安装孔
在发送某些东西进行制造之前咨询其他专业人士总是一个好主意。因为其他人可能会看到你的明显点，设计的骄傲所有者根本无法发现！因此，在要求审查时请保持谦虚，因为我们都会犯错误，并且对原型进行多次修改可能真的很昂贵。
Martin 建议您最好至少订购 10 或 15 个 PCB，因为制造 5 个 PCB，大多数组件的最低要求为 15 个，这样您就可以避免浪费组件。
项目日志
2022/ EPDiy ESP32-S2 v1.0 FEB/22 首次构建和组装备注
TPS65185 用于连接到 ESP32S2 的 TPS_mINT 和 TPS_PWRGOOD 输出引脚的上拉电阻忘记了（了解为什么制作清单很重要）
I2C 通信正常，但电源管理器 TPS65185 没有调出高压线，INT1 报告 4，似乎 VIN 电压不正确。值得更多研究。更新：连接电子纸时，电源线确实上升了，电压正确但不稳定。
电源线电容应靠近 EPD 连接器
使用 DFU（直接固件升级）刷机是可能的，但调试起来很麻烦。最后将 USB 转 UART 小艇连接到 RX/TX 和 3.3v 以加快处理速度。理想情况下，1.1 或 1.2 版本应该有一个 CH340 附加芯片。
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