TRMNL своими руками

Недавно на Хабре упоминались usetrmnl.com и я не удержался. Вот только не удержался не только я, и у них бэклог на еще месяца полтора... Но есть выход!

Выход - самопал!

Что это

TRMNL -- это 7.5" экран на жидких чернилах, предназначенный "настроил и забыл" показывать тебе то, что тебе нужно. Обновляются данные не часто, самое быстрое -- раз в 15 минут. Экран может обновляться чуть чаще: раз в 5 минут, показывая разные элементы из плейлиста. Плейлист гибко настраивается на то, какие экраны показывать и можно настроить разные плейлисты на разное время. Девайс продолжает обрастать фичами, так что это описание может уже устареть :-)

Я пока пользуюсь выводом mash-up, когда 4 плагина сразу показываются на одном экране весь день, и данные на нём обновляются где-то раз в 15 минут.

Куда оно

Собственно, зачем мне устройство? Поставить возле выхода. Каждый раз выходя из квартиры я смотрю погоду и актуальное расписание, чтоб понять в какую сторону из дома идти. Это был первый план.

Поскольку сервис поддерживает не только BYOS (когда их железо и свой сервер) но и BYOD (своё железо), пока я жду официального -- решил собрать второй девайс, дабы отладить желаемые плагины да и пусть их будет два -- второй поставлю возле компа, чтобы видеть когда пора проветрить (данные с Netatmo датчиков) и сколько еще играть в игры перед сном (график шагов с fitbit и сахара с nightscout).

Как сейчас помню, после прошлых экспериментов с nRF для тредмила, у меня дома был ворох разных чипов -- точно помню, валялась пара чипов на ESP32. Не нашел. Что ж, начнём издалека: привези мне почта, цветочек аленький...

Список покупок

• Waveshare 800*480 7.5inch E-Ink display + HAT. Взял на Али за ~$50

• Seeed Studio XIAO ESP32C3, взял на местном развале за ~$6.

• Печать корпуса по вкусу, где-то ~$25+$10 доставка на craftcloud3d (я печатал внешний, вкладыш и задняя стенка; вот еще вариант корпуса, гуглятся еще для желающих).

• BYOD лицензия, ~$50 - скидка $10 по купону "more-focus".

Итого: ~$131. Почти как девайс (кстати, скидка $20 на девайс по купону "dcbtrm"), без батарейки, но быстрее. Плюс, можно было взять и экран дешевле, и чип дешевле, и печатать без задней крышки... В общем, неважно, все хоббиты бесценны!

Сборка трезвым, пайка взрывом

Сборка в общем-то не требует никаких навыков. И если вместо Seeed взять официальный девкит, то проблем будет еще меньше. Но мы не ищем лёгких путей!

Экран вкладывается во внешний корпус и аккуратно закрывается внутренним. Мне приехал внутренний лист с отверстиями чуть меньше 3мм, так что он не ложился -- но два вжика сверлом на 3мм шуруповертом решило проблему и он начал вкладываться как там и был, аккуратно залипая на 3.03 пеньках внешнего корпуса.

На штырьки насаживаем HAT, и хвост экрана прикрепляем в разъём. (У разъёма поднимается чёрная часть, после чего оттуда убирается удлинитель, вкладывается провод от экрана и чёрная часть прижимается обратно, готово).

вид сзади: внизу -- разъём от экрана, вверху -- плётка идущая к процессору

Для подключения к чипу осталось только подцепить процессор. Мне приехала свежайшая ревизия HATа, 2.3, у которого 9 хвостов, а прошивка расчитана на 8. Решений три: правка прошивки, прицепить хвостик на постоянные +3.3 (то есть экран будет засыпать, но не отключаться), запаять резистор на него (фактически, подать те самые +3.3 без хвоста).

Я пошёл по пути правки прошивки, об этом ниже.

Итак, у нас есть две детальки лего, к одной мы только что напаяли пины, из другой выходит плёточка. Их надо скрестить:

Игра "Что? Где? Куда?"

Да, положение переключателя "Display Config" смотрится по тому, как экран работает -- у меня хорошо видно в режиме A; а Interface Config должен быть в 4-line SPI, то есть 0.

Тут нам поможет официальная документация с распиновкой:

Нужен маппинг GPIOx <=> Dy

Надо найти номера ног, к которым подцепляться. Я немного пропущу часть своих мытарств, и сразу открою секрет, который можно найти в официальной прошивке:

// firmware/include/config.h

#define PIN_RESET 9
#define PIN_INTERRUPT 2
#define PIN_BATTERY 3

// lib/esp32-waveshare-epd/src/DEV_Config.h

#define EPD_SCK_PIN  7
#define EPD_MOSI_PIN 8
#define EPD_CS_PIN   6
#define EPD_RST_PIN  10
#define EPD_DC_PIN   5
#define EPD_BUSY_PIN 4

Итак, получаем, по порядку, снизу вверх:

• VCC [красный] => идёт на 3V3 (это просто)

• GND [черный] => GND (вау!)

• DIN [синий] => EPD_MOSI_PIN (очевидно же) => GPIO8 => D8

• CLK [желтый] => EPD_SCK_PIN (sck это clk) => GPIO7 => D5

• CS [оранжевый] => EPD_CS_PIN => GPIO6 => D4

• DC [зеленый] => EPD_DC_PIN => GPIO5 => D3

• RST [белый] => идёт на EPD_RST_PIN => GPIO10 => D10

• BUSY [фиолетовый] => идёт на EPD_BUSY_PIN => GPIO4 => пин D2

• PWR [коричневый] => это новый хвост, идёт на свободный GPIO (кроме 2, 3, 9) => GPIO21 => D6

Пин GPIO3 используется для измерения заряда батареи. Если надо -- то через два резистора зеркалим батарею на GPIO3, который A1, который пин D1. Я собрал без батареи, так что вырезал в прошивке.

Где и как внутри закрепить чип и выставить наружу USB хвост -- по желанию :)

Прошивка

Так как я сразу собирался заняться правкой под фичи, то под сборку правка прошивки изначально была в планах, так что клонируем https://github.com/usetrmnl/firmware и правим:

1. В lib/esp32-waveshare-epd/src/DEV_Config.h добавляем пин куда повесили PWR и объявляем функцию выхода (стянул идею из последней версии дров):

   #define EPD_PWR_PIN  21
   void DEV_Module_Exit(void);

2. А в lib/esp32-waveshare-epd/src/DEV_Config.cpp внутрь GPIO_Config добавляем

       pinMode(EPD_PWR_PIN, OUTPUT);
       digitalWrite(EPD_PWR_PIN, HIGH);

   Плюс определяем функцию:

   void DEV_Module_Exit(void)
   {
       digitalWrite(EPD_PWR_PIN, LOW);
   }

3. Правим внутри src/display.cpp, добавляем последнюю строку в функцию display_sleep :

       DEV_Module_Exit();

4. Последняя правка: вырезаем проверку батареи в src\bl.cpp:

   static float readBatteryVoltage(void)
   {
     return 3.7; // 42 слишком банально
   }

Отлично. Последний штрих, для сборки добавляем в platformio.ini нашу платформу:

[env:seeed-c3]
extends = env:esp32-c3-devkitc-02
board = seeed_xiao_esp32c3
build_flags =
	-D ARDUINO_USB_MODE=1
	-D ARDUINO_USB_CDC_ON_BOOT=1
	-D CORE_DEBUG_LEVEL=0
	-D WAIT_FOR_SERIAL=1
	-D ARDUINOJSON_ENABLE_ARDUINO_STRING=1

build_flags можно опустить, если не нужна отладочная информация, естественно.

Выбираем нашу новую платформу в выпадашке (1), жмём на кнопочку Build (2), потом перезагружаем семечку кнопкой и заливаем на неё по кнопке (3).

Он должен прогрузиться и показать экран отсутствия настройки.

Настройка

На сервере usetmnl вводим MAC адрес чипа (можно подглядеть в логах), после чего подключаемся к wifi сети TRMNL, вводим данные своей домашней сетки... Он перезагружается... И показывает дефолтную настройку:

Моя экраннноссстььь

Теперь можно изгаляться над ним как душе угодно!

p.s.: Статья так же опубликована на английском в LinkedIn и Medium.