想做一塊全天候、完全無線、幾乎“零待機功耗”的天氣看板？這個項目把關鍵路徑走通了：ESP32-S3 + 三色電子墨水屏 + 太陽能采能 + 硬件定時上電。目標形態是——貼在窗邊，白天靠陽光給電池充電，定時聯網取天氣，刷新電子墨水后完全斷電，安靜等下一個喚醒周期。

項目亮點

• 真·低功耗：用 TPL5110 做“硬件定時電源開關”，刷新完成后由 MCU 拉 DONE 腳斷電，待機泄漏接近零；不是單靠深睡。

• 貼窗即用：小尺寸單晶硅太陽能片 + 采能管理，室內漫反射下也能起充。

• “斷電保持”天然適配：電子墨水屏刷新后無需供電，圖像自然保持。

• 固件來源清晰：基于成熟氣象站代碼適配，填好 OpenWeatherMap 憑據即可運行。

工作原理（Power & Wake 策略）

1. 采能與儲能：太陽能板 → 采能管理（如 SPV1050）→ LiPo 充電。

2. 定時上電：TPL5110 周期性閉合電源，整機上電；ESP32-S3 快速聯網取數。

3. 一次性任務：渲染當前天氣/預報、溫度體感、濕度、風力等到 2.13" 三色墨水屏。

4. 任務即斷電：MCU 拉 DONE → TPL5110 斷電 → 進入“硬斷電待機”。

實測要點：Wi-Fi 上電沖擊大，電池端并 1000 μF 電解電容可顯著改善瞬態掉壓導致的“斷電回跳”問題。

主要硬件

• ESP32-S3 Mini（主控）

• 2.13" 三色電子墨水屏（SSD1680 系）

• 三片小型單晶硅太陽能電池

• SPV1050（太陽能采能/充電管理）

• TPL5110（超低功耗硬件定時器/電源開關）

• 3.7 V 500 mAh LiPo 電池

• TPS73733 低壓差 LDO（替換板載 LDO）

• 1000 μF/10 V 電解電容

• 三段式 3D 打印外殼

低功耗“外科手術”

• 拆掉板載 RGB LED：消除常亮/漏電。

• 替換板載 LDO → TPS73733：降低壓差與靜態電流，擴大可用電量區間。

• 加粗供電走線：VBUS/+3V3 改粗，抬升上電瞬態穩定性。

連接與裝配

• 電源鏈路：太陽能板 → SPV1050 → 電池 → TPL5110 →（系統電源）→ ESP32-S3 & 墨水屏。

• DONE/DRIVE：MCU 通過 DONE 通知 TPL5110 斷電；定時到達由 DRIVE 重新上電。

• 外殼與走線：先打印外殼做“線長擬合”，再裁線/端子化（JST-XH 建議），減少返工。

固件與數據

• 數據源：OpenWeatherMap（需自備 API Key）。

• 配置要點：在憑據頭文件填入 API Key 與城市（或經緯度），設定刷新周期（與當地采光匹配）。

• UI 內容：當前天氣圖標、溫度/體感溫度、濕度、風力、未來若干小時/天的簡版預報。

開源代碼庫：https://github.com/rsappia/Solar_E-Ink_Weather_Station

工程師避坑清單

1. 別只靠深睡：μA 級也會把電池慢慢拖空；硬斷電是關鍵。

2. 抗沖擊：Wi-Fi 上電電流峰值用大電容緩沖；必要時評估 MOSFET SOA。

3. 室內光預期：漫反射環境下刷新頻率要降；優先保證“必刷信息”完整。

4. 機械細節：屏幕壓框與支撐柱留出熱脹冷縮余量，防止長時間翹角。

5. 時間基準：若斷電周期過長，建議在上電后先校時（NTP/本地 RTC）再刷新。

把“超低功耗”沉淀成可復用的工程積木

這不是“屏 + 單片機 + 電池”的拼裝，而是一套可遷移的范式：采能管理 → 定時上電 → 任務即斷電 → 電子墨水保持。跑通一次，你就得到一塊能直接移植到離線告示牌、門口提示屏、環境儀表盤的低功耗積木。接下來，把刷新節奏、數據排版和 PCB 集成做成你的版本，讓窗邊的陽光，持續為它“供電”。

注：以上內容經AI總結生成，歡迎點擊“閱讀原文”自己復刻。

免責聲明：本文采摘自“電子森林”公眾號，本文僅代表作者本人觀點，不代表薩科微及行業觀點，只為轉載與分享，支持保護知識產權，轉載請注明原出處及作者，如有侵權請聯系我們刪除。