Single page turning clock

## 项目说明
![DSC01798.jpg]这是一个基于ESP32-PICO-D4设计的单体翻页时钟，其主要特点是采用电机内置结构，体积小巧、并且结
构件大部分都采用PCB，整体没有用到一条线，十分简洁。

开源文件
- PCB工程(嘉立创EDA专业版)
- 3D打印文件（stl）
- [程序源码（esp-idf-v4.4）](https://github.com/DaqoLee/K_Clock.git)
- 零件BOM表

## 开源协议
本项目为GPL3.0协议，使用、修改后的软件同样以GPL协议开源，并保留原作者的版权信息。

## 项目相关功能
**目前有两个版本：**
- 二十四时辰：esp系统时间 + sntp校时
- 天气预报：数据来源[心知天气](https://www.seniverse.com/)
## 项目属性
本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

## 项目进度
本项目已经实现基本功能，能够准确显示时间和天气信息。
## 设计原理
### 3D模型

![微信截图_20230615184917.png]本结构的特点就是用PCB做框架，电机内置，把叶片滚轮设计成滑环就可以实现电机360度旋转。这种设计
优点就是空间利用率高，使结构更加紧凑。缺点就是成本较高，不易装配和维护。
![微信截图_20230615184628.png]
### 结构零件
整个结构所用的PCB。
![IMG_20230615_172628.jpg]叶片
24片版本PCB厚度0.8mm（有点大材小用），当然也可以使用面板打印，如果是60片版的厚度需要≤0.5mm。
![微信截图_20230616080442.png]![微信截图_20230616080403.png]**二十四时辰对照表**
![9a2fce66-aa30-411a-b7b3-c9c588af768b.png]上面两个版本主要是为了验证可行性，所以图案相当的直男。0.8mm不支持彩色丝印，彩色图案最好选择
双面面板打印或者其他工艺。下面是我在网上找到的一些图案，大家可以参考一下。

**二十四时辰**
![微信截图_20230615195644.png]![微信截图_20230615195941.png]
**天气图标**
![微信截图_20230615200713.png]![微信截图_20230615200555.png]
#### 主控&底板&侧板

![微信截图_20230616082647.png]**主要器件：**
- 主控芯片：ESP32-PICO-D4
- 电机驱动：TMC2209
- 无线充电：BQ51013B（这个版本翻车了，暂时不能用）
- 锂电池充电：TP4065
- 5V稳压芯片：TPS63002

**目前底板无线充电还不能用，开关机电路也还需要改进，其他功能正常。因为程序和硬件都没有考虑低功
耗问题，所以电池坚持不了多久。测试待机电流10mA左右，电机运行电流200mA左右，建议插电使用。**

主控和底板已经在嘉立创SMT贴好
![IMG_20230615_173302.jpg]只需要补焊接线柱和排母就可以了
![IMG_20230615_173358.jpg]主控和侧板使用彩色丝印，PCB厚度只能1.6mm。
![IMG_20230615_172925.jpg]这里需要注意的是弹簧顶针是从PCB背部穿过来的，并不是贴在表面的。这样做的目的是可以选择更大行程
提高容错率。
![IMG_20230616_111006.jpg]#### 叶片滚轮
叶片滚轮（滑环）有24/60两个版本，厚度1.6mm

![微信截图_20230616103233.png]每块滑环PCB连接一相（A/B相两条线），然后通过四根铜柱连接到触点。两块滑环PCB要旋转180度连接。
电机与滑环是通过弹簧排针和触点连接，电机与转接PCB（厚度0.8mm）焊好后一定要用热熔胶固定好，否
则容易损坏电机。除了基本的元件外还有一些接线柱、弹簧顶针（POGOPIN）、焊接铜套等后面会给BOM表。
![IMG_20230616_105608.jpg]电机选择的是GM15BY永磁步进电机，推荐买减速比100以上，不焊线，轴长4.4/5mm版本
![IMG_20230615_173543.jpg]![下载.png]因为叶片PCB比较硬，很难形变，所以需要打印一个辅助装配叶片的零件，然后按照顺序装配就可以了
![微信截图_20230616113354.png]![微信截图_20230616113526.png]![Snipaste_2023-06-16_11-41-46.png]![微信截图_20230616114244.png]![Snipaste_2023-06-16_11-45-49.png]
#### 器件BOM


名称 | 参数 | 数量 | 链接 |
--- | --- | --- | --- |
|GM15BY减速步进电机 | 轴长4.4mm、减速比1：150 |1 | [步进电机](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.7c902e8dM8tzXP&id=543899450393&_u=d1r0amg7ebef) |
POGOPIN弹簧顶针 | M102 （2 * 4.6）| 10 | [弹簧顶针](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=625464084733&_u=g1r0amg7f117) |
M2铜柱 | 24mm | 4 | [铜柱](https://detail.tmall.com/item.htm?_u=g1r0amg7569f&id=594046864224&spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe) |
PCB方形铜接线端子 | 5 * 5 * 5平底 | 8 | [方形接线端子](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=614073950829&_u=g1r0amg7fd07) |
SMT表贴片铜柱 | ￠3 * ￠5 * 3 + ￠4 * 1.6 | 1 | [贴片铜柱](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=680807959486&_u=g1r0amg743e1) |
挡边轴承 | 5 * 8 * 2.5 | 1 | [轴承](https://detail.tmall.com/item.htm?_u=g1r0amg729bd&id=611878216362&spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe) |
pogopin连接器 | 4P侧焊公座 |1 | [连接器](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=42066325628&_u=g1r0amg7065c) |
螺丝 | M1.6 * 4、M2 * 4、M2.5 * 4 | 50 | [螺丝](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2a3d2e8dWj0rYe&id=40328525933&_u=g1r0amg7cb57) |
## 软件说明

程序比较简单，网上已经有很多网络时钟的开源代码，把显示部分改成控制步进电机就可以了。
![微信截图_20230616132606.png]代码我稍微封装了一下，更换不同叶片只需要修改几个参数就可以了
```
void ClockTask(void *arg)
{
EventBits_t uxBits;
Clock_config_t clockConfig = {
.wifiConfig = {
.sta = {
"ssid", //ssid
"password", // password
.bssid_set = false,
}
},
.ntpUrl = "ntp.aliyun.com",
.userKey = "userKey", //心知天气userKey
.location = "guangzhou",
.powerPin = GPIO_NUM_4,
.pages = 24, //叶片数
.ntpInterval = 30,//网络校准时间间隔/分钟
.speed = 2000, // 电机速度
.compensation = 1000, //步进数误差补偿
.stepperConfig = {
.stepPin = 27,
.dirPin = 26,
.enPin = 25,
.ms1Pin = 14, // 细分控制
.ms2Pin = 12, //
.timer_group = TIMER_GROUP_0,
.timer_idx = TIMER_1,
.miStep = MICROSTEP_16, //电机驱动细分
.stepAngle = 0.086//0.086 0.12 步进电机减速后的步进角
}
};
Clock1.config(&clockConfig);
Clock1.init();
vTaskDelay(1000/portTICK_PERIOD_MS);
Clock1.runPages(Clock1.getTimeHour());
//Clock1.runPages(Clock1.getWeatherCode());
while (1)
{
uxBits = xEventGroupWaitBits(
clock_event_group,
SNTP_BIT | BTNJUMP_BIT | BTNLONG_BIT,
pdTRUE,
pdFALSE,
60000/portTICK_PERIOD_MS );//60000/portTICK_PERIOD_MS portMAX_DELAY
if(uxBits & SNTP_BIT)//时间校准事件
{
//Clock1.runPages(Clock1.getWeatherCode());
//Clock1.runPages(Clock1.getTimeHour());
}
else if (uxBits & BTNJUMP_BIT)//按键短按跳变/松开
{
Clock1.runInf(200); //短按微调时间
}
else if (uxBits & BTNLONG_BIT)//按键长按
{
Clock1.powerOFF();//长按关机
}
else //最大等待时间，这里是一分钟刷新一次。
{
Clock1.runPages(Clock1.getTimeHour());
}
}
}
```

源码链接：[https://github.com/DaqoLee/K_Clock.git](https://github.com/DaqoLee/K_Clock.git)

## 实物展示
### 实物图
![DSC01791.jpg]
### 介绍视频
[「开源」DIY超级迷你翻页时钟](https://www.bilibili.com/video/BV1Uo4y1A714/?share_source=copy_web&vd_source=05a706bbfb8a2b3090007f78f1cede0c)
## 其他
### 挖坑
单体版主要是对结构进行验证，现在双体版本已经在路上了，敬请期待。
![IMG_20230615_175053.jpg]![IMG_20230615_175303.jpg]![微信截图_20230616150707.png]