• 项目介绍+设计思路

稚晖君的Holocubic相信喜欢电子制作的小伙伴都已经不陌生。这个项目计划重制稚晖君的Holocubic，修复原版供电及自动下载问题，将不使用的元件精简，更换不容易购买的元件，并将所有0402封装的阻容换成0603，更适合新手焊接完成。

• 设计方向的市场介绍

Holocubic是一个伪全息透明的桌面天气站，不但可以联网显示天气，时间等信息，还可以利用其自带的mpu-6050六轴运动传感器实现一些简单的游戏。除此之外，这块屏幕还可以被拿来做电子相册使用。

• 方案框图+Scheme-it工具介绍

项目框图是在Scheme-it工具中绘制的，先介绍一下这个工具。

Scheme-it是得捷电子推出的在线原理图与框图绘制工具，它的强大之处就是背靠得捷电子的庞大元件库，有将近2000万个元件可以直接在库中找到。虽然目前大部分元件还未有相对应的符号，但是得捷电子也提供了常用的原理图的符号，可以满足大部分的原理图设计需求。

除了原理图外，Scheme-it还附带了很多基本形状，与流程图形状，可以方便的快速绘制框图与原理图。

更重要的是，这一切都不需要下载任何软件，只需要打开Scheme-it的官网，登陆账号，就可以在网页端进行绘制。

打开官网后，还可以看到有海量的开源项目，我们可以直接打开这些开源项目作为模板，在此基础上开始我们自己的设计。

介绍完Scheme-it，下面来说说本方案的设计框图。

系统核心MCU使用的是ESP32-PICO-D4。由CP2102负责完成USB转串口的功能，并且计划支持自动下载功能。这个USB口就用来调试和上传固件使用。

供电部分原版使用XC6220对主板进行供电，但考虑到活动厂商的要求，目前打算替换为Microchip Technology的MIC5365-3.3YD5-TR。原版设计网上有不少人反应会有供电不足的问题，因此我计划在屏幕拓展板和主板上均使用一颗LDO，来对屏幕和主板分开独立供电，确保供电质量。

项目中一共使用是四个外设。

一是MPU-6050，这是一颗六轴运动模块，三轴加速度传感器加上三轴陀螺仪组成的，负责作为整个系统的控制输入。

二是屏幕，使用ST7789V驱动的屏幕，负责项目的显示部分。

三是一颗WS2812B可编程灯珠，使用这颗灯珠作为状态指示灯来使用。由于只有一颗灯珠，因此选用这个三色灯珠可以更好地表现多种不同的状态。

四是TF卡槽，使用SPI与ESP32进行通讯。负责储存配置文件，以及需要播放的电子相册照片等较大的文件。

• 方案中可能用到的规定厂商元器件介绍

项目中的LDO使用的是Microchip Technology的MIC5365-3.3YD5-TR，它是一款先进的通用线性稳压器。该芯片采用超小的1mm × 1mm封装，具有较高的电源抑制比（PSRR）。

MIC5365还包含自动放电功能，当使能引脚为低电平时激活。MIC5365能够提供150mA的输出电流，并具有较高的PSRR，使其成为任何便携式电子应用的理想解决方案。它非常适用于电池供电的应用，具有2%的初始精度，低的压降电压（在150mA时为155mV）和低的地线电流（通常为29µA）。当禁用时，MIC5365还可以进入零关闭模式，几乎不消耗电流。

MIC5365提供多种先进封装选项，包括符合RoHS标准的无铅（lead-free）1mm × 1mm薄型MLF®封装，仅占据1mm²的PCB面积，与SC-70和2mm × 2mm MLF封装相比，板载面积减小了75%。它还提供薄型SOT23-5封装。

MIC5365的工作结温范围为-40°C至125°C

项目的核心MCU使用的是乐鑫的ESP32-PICO-D4，这是一款基于ESP32的系统级封装(SIP)模组，可提供完整的Wi-Fi和蓝牙功能。该模组的外观尺寸仅为7.0±0.1mm×7.0±0.1mm×0.94±0.1mm，整体占用的PCB面积最小，已集成1个4MB串行外围设备接口(SPI)flash。

ESP32-PICO-D4的核心是ESP32芯片*。ESP32是集成2.4GHzWi-Fi和蓝牙双模的单芯片方案，采用台积电（TSMC）超低功耗的40纳米工艺。ESP32-PICO-D4模组已将晶振、flash、滤波电容、RF匹配链路等所有外围器件无缝集成进封装内，不再需要外围元器件即可工作。此时，由于无需外围器件，模组焊接和测试过程也可以避免，因此ESP32-PICO-D4可以大大降低供应链的复杂程度并提升管控效率。

ESP32-PICO-D4具备体积紧凑、性能强劲及功耗低等特点，适用于任何空间有限或电池供电的设备，比如可穿戴设备、医疗设备、传感器及其他IoT设备。

• 对本大赛的心得体会

Fastbond大赛给了我十足的动力去仔细研究一些有趣的开源项目。通过这个项目，我们可以完整的学习到原版Holocubic的硬件结构，并对已有的一些问题进行解决，优化整个硬件设计。具体的一些优化会在阶段二中进行详细的介绍，我们阶段二见。