“諾基亞”能玩遊戲?青春回來了!

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專案簡介
該專案是使用ESP32模組復刻的Nokia1110,可執行NES遊戲模擬器和LVGL,主要功能包括彩屏顯示,ADC按鍵,Type-C充電,USB轉序列埠,DAC音樂播放,SD卡讀寫,WS2812指示燈。
再加個gsm模組是不是真的就可以打電話了 = =
完整影片演示
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正文
小時候一直都非常好奇手機是怎樣工作的,幻想有一天自己也能做一臺獨一無二的手機。現在手機的功能越來越多,系統也越來越複雜,單憑一個人的力量做一臺完整功能的手機確實很難。
但是運用簡單的電子知識,設計一款電路板,並且把它塞到之前的功能手機外殼裡,也將會是一個非常有趣的製作。
為了尋找更多靈感,筆者斥資購買了一臺原版Nokia 1110手機,號稱全球銷量最高的手機(超過2.5億臺),然後將其拆開,研究了其內部結構,如下圖所示:
電路板應該是原廠生產的,外殼肯定是翻新的,只是電路板上那兩個蘋果的印記讓我感到很迷惑
原版的手機裡面只有一塊電路板,仿製起來也很簡單,直接用鉛筆在紙上把PCB的輪廓畫出來:
根據原版手機PCB的尺寸,重新設計了裡面的電路,主控晶片採用ESP32,實現的彩屏顯示,按鍵驅動,聲音播放,SD讀取,鋰電池充電等功能。
可執行NES遊戲模擬器,也可透過WiFi、藍牙進行通訊,完成之後的裝置照片如下圖。
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PCB設計
為了適配手機殼的結構,PCB分成了兩塊,一塊實現裝置的主要功能,另一塊實現尾插並墊高螢幕,打樣好的PCB如下圖所示。
主機板採用的是4層板,1.2MM厚度,螢幕墊板採用的是雙層板,1.6MM厚度。
復刻的手機與原版手機對比如下圖:

元器件選擇

核心元器件如下所示:
  • ESP32-WROOM-32
  • LCD 1.69寸 ST7789V 240*280
  • 電池座子  BC-2-351
  • BL-5C 電池
  • 鍋仔片按鍵   4MM
  • 8Ω 0.5W 揚聲器   20MM
  • TF 卡座 翻蓋式
  • WS2812燈珠 5050
  • USB轉序列埠晶片:CH340N
  • 鋰電池充電晶片:TP4055
  • 3.3V穩壓晶片:RT9013-33G
  • 長按開關機晶片:EC190708
其他電容電阻二極體三極體可自己檢視BOM!

關鍵電路介紹

長按開關機電路

該部分電路採用的整合晶片EC190708和帶有使能引腳的LDO晶片RT9013-33G。EC190708晶片的Key引腳連線按關機按鈕,關機常態下將Key引腳接地3S,OUT將輸出高電平,使能LDO,使整個裝置通電。開機狀態下降KEY引腳接地3S,OUT引腳將輸出低電平,關閉LDO,整個裝置斷電。EC190708的工作電流約6uA,關機狀態下也會有一定的電能損耗,對於1000mAh的鋰電池來說,該損耗可以忽略不計。

DAC音訊輸出電路

該部分採用的是常用的功放晶片LM4890,按照晶片手冊推薦的電路使用即可。目前R24連線的是一個訂製電阻,可將其換成可調電阻來實現音量調節的目的。

ADC按鍵

手機上以共有20個按鍵,使用個獨立的按鍵IO引腳顯然是不夠用的,所裡這裡採用了ADC按鍵,一共使用了四路ADC,每路ADC上掛接四個按鍵。上下左右、147*、2580,、369# 各使用一路ADC,原理圖如下圖所示:
在電阻選擇上使用了10K,2K,10K,20K的序列,同一路按鍵按下的電壓分別是 0V,1/6 VCC,6/11 VCC,16/21 VCC。
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軟體設計
該裝置相當於是一個開發板,可以使用Arduino,MicroPython等寫程式,當然也能用晶片原廠的ESP-IDF進行開發,目前移植了LVGL和NES遊戲模擬器(參考M5Stack),NES遊戲模擬器韌體及遊戲燒錄方式如下圖,韌體和遊戲可以從附件中下載,目前的韌體中已將包含了6個遊戲。
軟體程式碼完全開源:https://github.com/ospanic/Nokia1110_ESP32
如果您不會編譯該軟體,也可以按照下圖方式直接使用我編譯好的韌體(文末附件中下載):
裝置內部一共可以存放6個遊戲,每個遊戲在Flash中的位置及大小如下表所示:
使用者也可以自己將別的Nes遊戲燒錄到上述位置進行替換,遊戲操作過程中按鍵功能如下圖所示:

相關材料

裝置主機板
尾插及螢幕墊板
板框尺寸
PCB
原文連結:https://oshwhub.com/dr.zhang/Nokia1110-ESP32
專案作者:Dr.Zhang
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