InkSight 硬件指南

1. BOM (物料清单)

总 BOM 成本: 约 220 元以内

2. 引脚映射 (Pin Map)

电源域

USB VBUS (5V) ──> TP5000 IN
TP5000 OUT ──> Battery (3.2V)
Battery ──> ESP32 3.3V Pin (直连，旁路 LDO)
Battery ──> 100K Resistor ──> GPIO 0 (ADC) (电压检测)

SPI 信号域 (ESP32-C3 -> E-Ink)

3. 接线示意图

                    ┌───────────────────┐
                    │   ESP32-C3        │
                    │   SuperMini       │
USB-C ──> TP5000 ──>│ 3V3         GPIO4 ├──> CLK (E-Ink)
                    │             GPIO6 ├──> DIN (E-Ink)
          Battery ──>│ GND         GPIO7 ├──> CS  (E-Ink)
                    │             GPIO1 ├──> DC  (E-Ink)
  100K ──> GPIO0 <──│ ADC         GPIO2 ├──> RST (E-Ink)
                    │             GPIO10├──> BUSY(E-Ink)
                    └───────────────────┘

                    ┌──────────────────┐
                    │  4.2" E-Paper    │
                    │  400 x 300       │
                    │  1-bit B/W       │
                    └──────────────────┘

4. 电源设计

选择 LiFePO4 的原因

• 标称电压 3.2V，可直接驱动 ESP32 (工作电压 3.0-3.6V)，无需 LDO/DC-DC。
• 安全性好，不易鼓包燃烧。
• 循环寿命长 (2000+ 次)。

充电注意事项

• TP5000 模块默认截止电压为 4.2V (锂离子)，需要跳线切换到 3.6V (磷酸铁锂) 模式。
• 充电电流建议 500mA。

电压检测

• 通过 100K 电阻分压后接 GPIO 0 (ADC) 读取电池电压。
• ADC 校准需要实际测量后修正。

5. 续航估算

• ESP32-C3 Deep Sleep 电流: ~5uA (目标 < 20uA)
• E-Paper 保持显示功耗: 0 (电子墨水特性)
• 每次唤醒工作时间: ~15 秒
• WiFi 工作电流: ~130mA

按每天刷新 12 次计算:

• 活跃功耗: 12 x 15s x 130mA = 23,400 mAs/天 = 6.5mAh/天
• 睡眠功耗: 24h x 3600s x 0.02mA = 1.73mAh/天
• 日均消耗: ~8.2mAh
• 1500mAh 电池预计续航: ~180 天 (6 个月)

6. 组装步骤

1. 焊接 TP5000 模块: 将 TP5000 充电模块的输入端连接 USB-C 接口，输出端连接电池。
2. 连接电源: 电池正极连接 ESP32 的 3V3 引脚，负极连接 GND。
3. 连接电压检测: 从电池正极经 100K 电阻连接到 GPIO 0。
4. 连接 E-Ink 屏幕: 按上方引脚映射表，使用杜邦线连接 6 根 SPI 信号线。
5. 固定结构: 使用 M3 铜柱和 PCB 夹板固定，或 3D 打印外壳。
6. 烧录固件: 参考 快速开始 中的固件烧录部分。

7. 故障排查