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ESPlay Micro 制作记

参考

总结

  • 对于贴片原件，可使用锡膏+热风枪来快速焊接
  • 对于 ESP32 Wrover 主控，不要使用锡膏的方式，容易出现芯片底部连锡，或者虚焊，应该用电烙铁
  • 对于开关、按钮等原件，应该用电烙铁，如果使用热风枪加热可能导致原件烫坏
  • 使用万用表确认电路连接正确，以及检测连锡导致的短路
  • Type-C 引脚密集，可以在PCB板子触点上涂上【少量】锡膏，然后再用热风枪加热管脚，如果连锡则需要用热风枪拆下重新焊接
  • 常规的焊接技巧参考这个系列视频：【13节一分钟焊接小技巧系列】
  • 电池的焊接需要小心，因为焊接时若不小心造成正负极短路可能造成火灾，建议焊接电池插座
  • JP1 跳线直接一坨锡，并且在刷机结束后不需要移除
  • ESD芯片应该使用0603尺寸，而我用的是0402，这么小的尺寸非常难以焊接（经测试，不焊接也不会有任何影响）
  • 屏幕排线的FPC连接器不需要购买，在触点上少量锡，对齐屏幕后再用电烙铁焊接

制作过程记录

  • ESP32主控芯片连锡
    • 应该使用助焊剂和电烙铁加热，这样锡融化后会自动紧贴引脚
    • 如果锡太多，可以使用吸锡带和吸锡器
    • 如果锡太少，可以使用锡膏+电烙铁融化
    • 如果无论如何都无法解决短路，可加少量锡膏和助焊剂，再用电烙铁加热，新加热的锡会带动旧锡融化
  • 开机白屏，无内容显示
    • ESP32主控底部有残留的锡膏导致短路
    • 用万用表测出短路的引脚，加上助焊剂，使用电烙铁加热引脚解决短路
  • 无法读取SD卡、喇叭输出没声音、耳机只有右边有声音
    • 通过查看电路图和用万用表测试没有发现问题
    • 猜测是SD卡座的问题，拆除卡座用新的替换就解决了这个问题
    • 由于是第一次焊，可能烫坏了某些原件，重做了一版解决
  • 开机后屏幕花屏，并一致闪烁不显示内容
    • 原因：系统尝试读取SD卡的保存状态，但是读取失败
    • 插入SD卡或重新刷入固件即可修复
  • 固件不支持中文
  • 外放喇叭游戏有声音，音乐播放器没声音
    • 这个版本的ESPlay硬件似乎无法相应LR两个按钮，通过修改系统代码使用Menu键开启了外放功能，但是有底噪
  • 外放喇叭有底噪
    • 不知道是硬件设计问题还是电容问题

固件编译

通过编译固件，来实现自定义功能。

以下项目，我使用 ArchLinux（Manjaro）于 20221113 编译成功。

  • 如果使用 Linux 则不需要下载上述工具链，按照教程安装环境即可
  • ESP-IDF 下载：

1. 编译 esplay-base-firmware

安装 esp-idf-v4.4 环境 ESP-IDF 编程指南 - ESP32 - — ESP-IDF 编程指南 v4.4.3 文档 (espressif.com)

执行命令开始编译：

Bash
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#get_idf
mkdir build
cd build
cmake ..
make -j4
或
Bash
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#get_idf
idf.py build
# 刷入
idf.py -p /dev/ttyUSB0 -b 921600 flash

刷入权限问题：输入以下命令，重启解决（与 ESP32 创建串口连接 ） - Ubuntu: sudo usermod -a -G dialout $USER - Arch Linux: sudo usermod -a -G uucp $USER

[!WARNING] 编译过程中会因为警告导致编译失败，禁用 make 警告重新编译：

  • 搜索 -Werror=all 替换为 （空字符串）
  • 搜索 -Werror 替换为 -Wno-error
  • 然后再次 make

成功编译：

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[100%] Linking C static library libmain.a
[100%] Built target __idf_main
[100%] Generating ld/sections.ld
[100%] Built target __ldgen_output_sections.ld
[100%] Building C object CMakeFiles/esplay_base_firmware.elf.dir/project_elf_src_esp32.c.obj
[100%] Linking CXX executable esplay_base_firmware.elf
[100%] Built target esplay_base_firmware.elf
[100%] Generating binary image from built executable
esptool.py v3.3.2
Creating esp32 image...
Merged 2 ELF sections
Successfully created esp32 image.
Generated /home/___/esp/esplay-base-firmware/esplay_base_firmware.bin
[100%] Built target gen_project_binary
esplay_base_firmware.bin binary size 0x49570 bytes. Smallest app partition is 0x50000 bytes. 0x6a90 bytes (8%) free.
[100%] Built target app_check_size
[100%] Built target app
[100%] Generating ../../ota_data_initial.bin
[100%] Built target blank_ota_data

2. 编译 esplay-retro-emulation

设置工具链的环境变量：

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export IDF_PATH=~/esp/esp-idf
export PATH="$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH"

配置好环境后，按照 esplay-retro-emulation 的文档，运行 mkrelease.sh 进行编译，如果项目目录下得到一个几KB的 esplay-retro-emu.fw，那么恭喜你编译失败了，此时需要一行行地执行脚本查找错误。

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# 首先，设置环境变量
export IDF_PATH=~/esp/esp-idf
export ESPLAY_SDK=~/esp/esplay-retro-emulation/esplay-sdk

# 一行行地执行下面代码，观察报错，每次make成功后会在相应 build 目录下生成所需的 .bin 文件

# 说明：Esplay 启动器, new code base using UGUI library
cd esplay-launcher
make -j4

# 说明：GNUBoy for play GameBoy and GameBoy Color
cd ../esplay-gnuboy
make -j4

# 说明：Nofrendo NES Emulator for play Nintendo ROM
cd ../esplay-nofrendo
make -j4

# 说明：SMSPlusGX could play Sega Master System, Game Gear and Coleco Vision ROM
cd ../esplay-smsplusgx
make -j4

cd ..
# 运行剩余的命令生成约 3.1MB 的 esplay-retro-emu.fw 文件

记录一下我遇到的几个坑

  • Python 依赖未安装
    • 通过控制台的提示，安装依赖：/usr/bin/python -m pip install --user -r /home/___/esp/esp-idf/requirements.txt
  • 编译 esplay-launcher 提示 gamepad.h: No such file or directory
    • 设置环境变量 IDF_PATH, ESPLAY_SDK
  • 在 esplay-launcher/main/graphics.c 中找不到文件 gfxTile.inc
  • assets/Tile.png 不存在
    • 需要手动将 assets/Tile.xcf 转换成 png 格式，这个图像将作为 rom 的封面