Kubek z wyświetlaczem E-Ink: 8 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

To jeden z tych szalonych pomysłów, które spontanicznie zalegają w moim mózgu. Pomyślałem, czy nie byłoby wspaniale, gdyby był kubek do kawy, który można by dostosować w locie? Taki, który wyglądał jak zwykła filiżanka do kawy. Przeszukałem i znalazłem tylko jeden przykład czegoś podobnego, ale nie wyglądał jak normalna filiżanka do kawy i wyświetlacz był płaski.

Niezwykłą cechą wyświetlaczy e-ink / e-paper jest to, że mogą być elastyczne, a także nie wymagają zasilania do utrzymania obrazu. Wyświetlacze e-ink są najczęściej spotykane w czytnikach ebooków, ale pomyślałem, że dlaczego nie zrobić kubka z wyświetlaczem, który zakrzywia się do kubka? Znalazłem niedrogi wyświetlacz e-ink, który pasowałby do rachunku (w rzeczywistości jedyny elastyczny, jaki mogłem znaleźć do kupienia przez zwykłego śmiertelnika), więc postanowiłem zbudować swoją wizję.

Krok 1: Części

Podział części jest dość prosty. Elastyczny wyświetlacz e-ink waveshare jest jedynym, jaki mogłem znaleźć i jest łatwo dostępny w serwisie eBay lub aliexpress. Do mikrokontrolera wybrałem ESP32 Lolin Lite, ponieważ był niedrogi (jestem prawie pewien, że ten, który dostałem, był klonem), ale miał Bluetooth LE, a także ładowarkę LiPo i wystarczająco dużo miejsca na czcionki i mapy bitowe do wyświetlacza.

Jedynym trudnym do znalezienia przedmiotem był odpowiedni kubek, do którego można zmieścić elektronikę. Tak naprawdę nic nie mogłem znaleźć. Pierwotnie planowałem użyć ceramicznego kubka „Nie jestem papierowym kubkiem” i zagiąć wokół niego arkusz akrylu. Ponieważ miseczka jest zwężana, a rurka z akrylu byłaby prosta, w pobliżu dna byłoby wystarczająco dużo miejsca, aby zmieścić części. Nie miałem jednak szczęścia do gięcia akrylu.

Wtedy przypomniałem sobie, że lata temu moje dzieci robiły niestandardowe kubki z zestawu kupionego w sklepie. Szukałem tego i znalazłem miejsca, w których kiedyś ich nie sprzedawano, dopóki nie odkryłem, że Hobby Lobby nadal je sprzedaje. Są tanie pod każdym względem. Ale za mniej niż 1 USD działał idealnie, mając wystarczająco dużo miejsca, aby ciasno zmieścić wszystkie części w środku.

Płyta Lolin Lite ESP32

Elastyczny wyświetlacz e-ink Waveshare 2,13 z HAT

Bateria Lipo 150 mAh ze złączem JST

Zaprojektuj kubek

Karton

Taśma

Drukowana wkładka papierowa (patrz załączony plik SVG)

Kubek z pianki

Krok 2: Wkładka papierowa i tekturowa podstawa

Ponieważ kubek jest przezroczysty i nie chcesz widzieć elektroniki, wydrukuj wkładkę i ostrożnie wytnij ją żyletką lub nożyczkami. Ponieważ wyświetlacz e-ink nie jest papierowo biały, wkładka ma na sobie jasnoszary wzór, który dość ściśle pasuje do koloru tła wyświetlacza e-ink. Wytnij prostokąt, przez który będzie widoczny wyświetlacz. Włóż wkładkę do kubka, aby upewnić się, że pasuje, i zdecyduj, po której stronie kubka chcesz wyświetlić wyświetlacz.

Również na tym arkuszu znajduje się wzór koła, którego można użyć do wycięcia tekturowej podstawy. Użyłem bardzo cienkiej tektury falistej z małego pudełka.

Ten tekturowy krążek służy do mocowania elektroniki i przytrzymywania papierowej wkładki przy kubku na dole.

Krok 3: Zamontuj elektronikę do podstawy

Do ESP32 przylutowałem nagłówki pod kątem prostym i tylko do pinów, których potrzebowałem. W szczególności pozostawiłoby to miejsce z jednej strony na mały akumulator LiPo. Podłącz przewody z wiązki dostarczonej z nakładką na wyświetlacz e-ink, jak pokazano. Następnie, gdy ESP32 jest wyśrodkowany i umieszczony z USP i złączem baterii tak blisko krawędzi, jak to tylko możliwe, dociśnij, aby kołki nagłówka przebiły wierzch kartonu.

Podłącz złącze baterii JST i użyj taśmy dwustronnej, aby przykleić baterię obok ESP32. Uważaj, aby nie wywierać zbyt dużego nacisku na baterie, ponieważ są delikatne.

Podłącz wiązkę przewodów do czapki sterownika e-ink i spróbuj wygiąć przewody wokół żeńskiego paska nagłówka i na górze płyty. Zabezpiecz go taśmą. Upewnij się, że kabel taśmowy jest podłączony i umieść czapkę nad ESP32 jak najdalej do tyłu, nie przekraczając krawędzi tekturowego koła, i poprowadź wiązkę przewodów za złączem akumulatora JST i portem USB. Zabezpiecz więcej taśmą.

To trochę trudne, ale przewody idą tam, gdzie muszą, i wszystko do siebie pasuje.

Krok 4: Port ładowania

Będziesz chciał móc ładować swój kubek, a także go zaprogramować, więc musisz umieścić tekturowy zespół elektroniki w kubku i zanotować, gdzie znajduje się port USB. Zaznacz kwadrat na tyle duży, aby zmieścił się twój kabel (umieściłem go blisko podstawy uchwytu, aby był mniej widoczny podczas trzymania kubka), a następnie wytnij otwór. Użyłem wiertła 3/16 po obu stronach, a resztę wyciąłem ostrzem x-acto.

Ponownie umieść zespół w kubku i sprawdź, czy kabel może się przez nie przesunąć i podłączyć.

Krok 5: Montaż końcowy

Ponownie zdejmij zespół podstawy, a następnie włóż papierową podkładkę. Upewnij się, że jest całkowicie rozłożony wewnątrz kubka, a następnie zaklej krawędzie, aby zachować kształt. Przymocuj wyświetlacz e-ink do małej płytki złącza, a płytkę do wstążki wychodzącej z kapelusza. Ostrożnie wsuń zespół podstawy do kubka, ustaw port USB w otworze w kubku i wciśnij go w dół kubka. Ponownie upewnij się, że możesz podłączyć kabel USB do płyty.

Teraz wyśrodkuj wyświetlacz e-ink w wycięciu na papierowej wkładce. Upewnij się, że jest wypoziomowany i wciśnięty do końca w krzywiznę kubka. Użyj taśmy, aby utrzymać ją na miejscu. Dodałem dodatkowy papierowy podkład, aby utrzymać wyświetlacz e-ink na miejscu. Będziesz musiał również przykleić kable taśmowe do wykładziny i będziesz musiał wykonać jedno zgięcie pod kątem 45 stopni, aby przejść od poziomu do pionu, schodząc do podstawy.

Teraz powinieneś być w stanie umieścić wewnętrzną wkładkę kubka w kubku.

Krok 6: Izolacja

Ponieważ kubek jest cienkim plastikiem, prawie nie ma izolacji. Znaleziony przeze mnie wyświetlacz e-ink był wrażliwy na ciepło, więc ciepło z typowej filiżanki kawy wystarczyło, aby wyświetlacz wyblakł. Dodałem trochę izolacji wokół kubka, odcinając spód zwykłego styropianowego kubka, a następnie owijając go wokół wkładu kubka, odcinając nadmiar pianki. Potrzebował również wycięcia w nim, aby zmieścić się wokół małej płytki złącza.

To bardzo pomogło. I oczywiście oznacza to również, że Twoja kawa dłużej pozostaje gorętsza.

Krok 7: Programowanie

Udostępniłem kod na GitHub do programowania ESP32. Używam edytora Atom z zainstalowanymi rozszerzeniami PlatformIO. Kod wykorzystuje framework Arduino z platformą espressif32, wykorzystując Adafruit GFX Library firmy Adafruit do umieszczania tekstu na wyświetlaczu. Planuję dodać obrazy, a także połączenie Bluetooth, używane z aplikacją mobilną do dynamicznego przesyłania obrazów i tekstu. Na razie jest kilka zabawnych ekranów tekstowych, przez które przechodzi.

Starałem się, aby zużycie energii było jak najniższe, ale myślę, że nie jest tak zoptymalizowane, jak mogłoby być. Mimo to trwa kilka godzin przy zmianie wyświetlacza co około 10 sekund.

Kod jest trochę bałaganiarski! Są tam rzeczy do zaimplementowania komunikacji BLE, które jeszcze nie zostały wykonane. Istnieje również kod do komunikowania się z botem Slack, aby umożliwić moim współpracownikom wysyłanie SMS-ów do kubka w czasie rzeczywistym z naszego firmowego czatu Slack. Gdy wszystko w ten sposób zadziała, kubek stanie się urządzeniem IOT (Internet rzeczy)!

Kod źródłowy

Krok 8: Użyj go

Zabierz Display Cup na następne spotkanie firmowe. Pić kawę. Poczekaj, aż współpracownicy zauważą… ciesz się!