E-Ink Display-mok - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Dit is een van die gekke ideeën die zich spontaan in mijn brein nestelen. Ik dacht, zou het niet geweldig zijn als er een koffiemok was die je meteen kon aanpassen? Eentje die er ongeveer uitzag als een gewoon koffiekopje. Ik heb gezocht en vond slechts één voorbeeld van iets soortgelijks, maar het zag er niet uit als een normaal koffiekopje en het display was plat.

Het opmerkelijke aan e-ink / e-paper displays is dat ze flexibel kunnen zijn en geen stroom nodig hebben om een afbeelding te behouden. E-ink-displays worden meestal gezien in e-boeklezers, maar ik dacht: waarom zou ik geen beker maken met een display dat naar de beker buigt? Ik vond een goedkoop e-ink display dat bij de rekening zou passen (in feite de enige flexibele die ik kon vinden voor aankoop door een gewone sterveling) en dus ging ik op zoek naar mijn visie.

Stap 1: Onderdelen

De verdeling van de onderdelen is vrij rechttoe rechtaan. Het flexibele e-ink-display van waveshare is de enige die ik kon vinden en het is gemakkelijk verkrijgbaar op ebay of aliexpress. Ik koos een ESP32 Lolin Lite voor de microcontroller omdat deze niet duur was (vrij zeker dat degene die ik kreeg een kloon was) maar Bluetooth LE had, evenals een LiPo-batterijlader en voldoende opslagruimte voor lettertypen en bitmaps voor het scherm.

Het enige moeilijk te vinden item was een geschikte beker om de elektronica in te passen. Ik kon niet echt iets vinden. Oorspronkelijk was ik van plan om een keramische "I am not a paper cup"-beker te gebruiken en er een acrylplaat omheen te buigen. Omdat de beker taps toeloopt en de buis van acrylplaat recht zou zijn, zou er voldoende ruimte aan de onderkant zijn om de onderdelen te passen. Ik had echter niet veel geluk met het buigen van acryl.

Toen herinnerde ik me jaren geleden dat mijn kinderen op maat gemaakte mokken maakten met een in de winkel gekochte kit. Ik ging daar naar op zoek en vond plaatsen die ze vroeger niet meer verkochten, totdat ik ontdekte dat Hobby Lobby ze nog steeds verkocht. Ze zijn in alle opzichten goedkoop. Maar voor minder dan $ 1 werkte het perfect, met net genoeg ruimte om alle onderdelen er precies in te passen.

Lolin Lite ESP32-bord

Waveshare 2,13 flexibel e-ink display met HAT

150 mAh Lipo-batterij met JST-connector

Ontwerp een mok

Karton

Plakband

Bedrukte papieren invoeging (zie bijgevoegd SVG-bestand)

Schuimbeker

Stap 2: Papieren inlegvel en kartonnen basis

Omdat de cup doorzichtig is en je de elektronica niet wilt zien, print je het inzetstuk uit en knip je het voorzichtig uit met een scheermesje of een schaar. Omdat het e-ink-display niet papierwit is, heeft het inzetstuk een lichtgrijs patroon dat vrij goed overeenkomt met de achtergrondkleur van het e-ink-display. Knip de rechthoek uit zodat het scherm zichtbaar is. Plaats het inzetstuk in de beker om er zeker van te zijn dat deze past en bepaal aan welke kant van de beker je het display wilt hebben.

Op dit vel staat ook een cirkelpatroon waarmee je een kartonnen basis kunt snijden. Ik gebruikte een heel dun golfkarton uit een klein doosje.

Deze kartonnen schijf dient om de elektronica op te monteren en om het papieren inlegvel tegen de beker aan de onderkant te houden.

Stap 3: Monteer de elektronica op de basis

Ik heb haakse headers op de ESP32 gesoldeerd en alleen op de pinnen die ik nodig had. Concreet zou dit aan één kant ruimte overlaten voor de kleine LiPo-batterij. Sluit de draden van de kabelboom aan die bij de e-ink-displaykap is geleverd, zoals weergegeven. Druk vervolgens, met de ESP32 gecentreerd en gepositioneerd met de USP en batterijconnector zo dicht mogelijk bij de rand, naar beneden zodat de koppennen de bovenkant van het karton doorboren.

Sluit de JST-batterijconnector aan en gebruik wat dubbelzijdig plakband om de batterij naast de ESP32 te plakken. Pas op dat u niet te veel druk uitoefent op de batterij, aangezien deze kwetsbaar is.

Steek de kabelboom in de hoed van de e-ink-driver en probeer de draden rond de vrouwelijke headerstrip en over de bovenkant van het bord te buigen. Zet het vast met wat tape. Zorg ervoor dat de lintkabel is aangesloten en plaats de hoed zo ver mogelijk naar achteren over de ESP32 zonder over de rand van de kartonnen cirkel te gaan, en leid de kabelboom achter de JST-batterijconnector en USB-poort. Zet vast met meer tape.

Dit is een beetje lastig, maar de draden gaan vrijwel overal waar ze moeten gaan, en het past allemaal behoorlijk goed in elkaar.

Stap 4: Oplaadpoort

Je wilt je beker kunnen opladen en programmeren, dus je moet de kartonnen elektronica in de beker plaatsen en noteren waar de USB-poort is. Markeer een vierkant dat groot genoeg is om je kabel doorheen te laten passen (ik plaats het in de buurt van de basis van het handvat zodat het minder zichtbaar is als je de beker vasthoudt), en knip vervolgens een gat uit. Ik heb aan beide zijden een boor van 3/16 gebruikt en de rest uitgesneden met een x-acto-mes.

Plaats het geheel weer in de cup en test of je kabel er doorheen past en aansluit.

Stap 5: Eindmontage

Verwijder de basiseenheid weer en plaats vervolgens de papieren voering. Zorg ervoor dat het volledig in de beker is uitgespreid en plak vervolgens de randen vast om de vorm te behouden. Bevestig het e-ink-display aan het kleine connectorbord en het bord aan het lint dat uit de hoed komt. Schuif de basiseenheid voorzichtig in de beker, richt de USB-poort op het gat in de beker en duw deze naar de bodem van de beker. Zorg er opnieuw voor dat u uw USB-kabel op het bord kunt aansluiten.

Centreer nu het e-ink-display in de uitsparing op de papiervoering. Zorg ervoor dat het waterpas staat en helemaal in de ronding van de beker wordt gedrukt. Gebruik wat tape om het op zijn plaats te houden. Ik heb een extra papieren achterkant toegevoegd om het e-inktscherm op zijn plaats te houden. U moet ook de lintkabels aan de voering vastplakken en u moet een vouw van 45 graden in het lint maken om het van horizontaal naar verticaal te laten gaan, naar beneden naar de basis.

U zou nu het binnenste bekerinzetstuk in de beker moeten kunnen plaatsen.

Stap 6: Isolatie

Omdat de beker van dun plastic is, heeft hij bijna geen isolatie. Het e-ink-display dat ik vond, was gevoelig voor warmte, dus de hitte van een typische kop koffie was voldoende om het display te laten vervagen. Ik heb wat isolatie rond de beker toegevoegd door de bodem van een gewone piepschuimbeker af te snijden en deze vervolgens om de bekerinzet te wikkelen, waarbij het overtollige schuim wordt weggesneden. Er moest ook een gleuf in worden gesneden om rond het kleine connectorbord te passen.

Dit hielp enorm. En het betekent natuurlijk ook dat je koffie langer heter blijft.

Stap 7: Programmeren

Ik heb de code op GitHub gegeven voor het programmeren van de ESP32. Ik gebruik de Atom-editor met PlatformIO-extensies geïnstalleerd. De code maakt gebruik van Arduino-framework met espressif32-platform, met behulp van Adafruit GFX Library van Adafruit om tekst op het display te plaatsen. Ik ben van plan om afbeeldingen toe te voegen, evenals een Bluetooth-verbinding, die wordt gebruikt met een mobiele app om afbeeldingen en tekst dynamisch te uploaden. Voor nu zijn er verschillende grappige tekstweergaven die het doorloopt.

Ik heb geprobeerd het stroomverbruik zo laag mogelijk te houden, maar ik denk dat het niet zo geoptimaliseerd is als het zou kunnen zijn. Toch duurt het enkele uren wanneer het display elke 10 seconden of zo wordt gewijzigd.

De code is een beetje rommelig! Er zitten dingen in voor het implementeren van de BLE-communicatie die nog niet is voltooid. Er is ook een code om te communiceren met een Slack Bot, de bedoeling om mijn collega's in realtime teksten naar de beker te laten sturen vanuit de Slack-chatroom van ons bedrijf. Als alles zo werkt, zal de beker een IOT-apparaat (Internet of Things) zijn!

Broncode

Stap 8: Gebruik het

Neem Display Cup mee naar uw volgende bedrijfsvergadering. Koffie drinken. Wacht tot collega's het merken… geniet ervan!