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声明

二次开发请注明原作者、出处并遵守相关开源协议。
源PCB工程文件使用Kicad5.99进行查看与编辑。

描述

目前SlimeVR的DIY方案为ESP8266/ESP32开发板+TP4056充电模块。这个方案存在一点问题，有点不够优雅：

  • 开发板一般用的是MicroUSB接口，而充电模块用的是Type-C接口，如果需要更新固件你可能会满地找数据线。
  • 两个接口不美观，且充电模块需要占用额外空间，导致DIY的成品会叠罗汉一样叠上三层。
  • 锂电池直连3.3V引脚，而锂电池充满电的时电压为4.2V，具有一定风险。
  • 没有合适的外壳，直接上身未免太极客了一点。

基于上述原因，诞生了这个项目，解决了上面的问题，并具有以下特点：

  • 超小尺寸，超高集成度，仅比开发板长1mm。
  • 整合接口，仅用一个Type-C接口实现充电与程序下载。
  • 集成最最最重要的电池保护芯片。
  • 预留电池引脚接口和开关引脚接口，锂电池不再直连3.3V引脚，而是会先经过降压芯片降压后输出。
  • 智能切换供电，在有外部USB供电的情况下会切断锂电池供电并进行充电，断开供电后自动使用锂电池供电。
  • 免驱哒！当连接电脑需要下载程序时，无需额外下载驱动，可直接识别通信。

规格尺寸

  • PCB尺寸：25mm*49mm*1.6mm
  • 外壳体积：53.2mm*38mm*21.6mm
  • 传感器：BNO08X
  • 电池：122530锂电池
  • 开关：SS-12D07G3
  • 导线：26AWG/28AWG
  • 固定螺丝：6颗M2*5
  • 绑带：宽度3cm

电气参数

部分参数仅供参考，以实测为准。
锂电池充电电流不计算在负载内。

  • USB供电电压：5V
  • 工作电流：100mA
  • 最大负载：500mA
  • 充电电流：≤500mA
  • 电池容量：1000mA
  • 工作时间：约7-9小时

注意事项

选型

  • TP4057芯片需选用南京拓微的，友台的数据手册部分数据有差异，可能会出现未知问题。
  • PCB和传感器之间的连接因为电流很小可以使用一些较软的线（26AWG/28AWG），过硬的线容易脱焊而且不好组装。
  • 固定螺丝需要选用薄头自攻螺丝，头部直径≤4mm，头部厚度≤1mm。
  • 传感器如BNO系列价格太高可选用MPU9250，但需要核对尺寸。
  • 其他请查阅上面规格尺寸表或BOM表。

焊接

  • 如果只有电烙铁可以不焊接CH9340K的底部EP焊盘，将不支持睡眠低功耗模式，详情请参阅该芯片数据手册。
  • 带自动下载电路，两个按钮是标准的贴片封装，可不焊接，需要时用回形针导通两焊盘即可。
  • 因焊接工作量较大，建议使用锡膏和加热台进行铁板烧。
  • 如出现问题请确保焊接没有问题，无虚焊、漏焊、反焊等问题。
  • 与传感器的接线问题可自行在B站找教程，或参考附件效果图。

安装

  • PCB和电池的固定需要使用双面胶，传感器可以选择双面胶或螺丝来固定。
  • 开关的安装需要使用胶水或双面胶。
  • 开关使用502胶水时需避免粘住开关拨柱。
  • PCB与传感器等部件之间连接的导线可能会影响盖子合上，请自行灵魂走线。
  • 内部布局可参考附件效果图。

下载

  • 附件提供编译好的固件（编译自SlimeVR-Tracker-ESP），也可自行下载编译。
  • 如果无法下载烧录程序请先确保无焊接等硬件性问题。
  • 可以使用串口调试工具配合Flash和Reset按钮进行测试能否进入下载模式。
  • 请使用ESP8266Flasher进行程序烧录工作，波特率115200，4Mbyte，40MHz，DIO。
  • 如仍无法正常下载烧录程序，尝试重新插拔Type-C接口，尝试冷启动烧录。

使用

  • 使用时追踪器朝向需匹配固件配置，建议充电口朝下.有螺丝的那面朝自己。
  • 如魔术贴比较硬，无弹性，建议无螺丝的一面朝自己，防止崩短穿孔，同时在软件中调整设置。
  • 也可以选择不穿魔术贴，取一段单面的毛面魔术贴，粘贴到追踪器有螺丝的一面。

3D打印

  • 3D打印的外壳如果变形可以尝试用热水泡一下来修正。
  • 如果有毛刺影响精度可用砂纸打磨。

SMT/钢片

  • 成本原因，可以使用钢片，需注意钢片割手。
  • 如使用钢片配合SMT模具需在钢网上开PCB四个角的固定孔。
  • SMT模具为成本考虑没做到10cm*10cm全尺寸的，如不方便可自行裁剪钢片。

更新日志

PCB

2021.09.24：V1.0

  1. 初次发布。

2021.10.15：V2.0

  1. RESET按钮修正IO16错误接地。
  2. 由于CH340E采用独立供电，在连接电池并断开外部供电的情况下会导致电流倒灌现象，且非常非常非常难焊接，现已使用自带防电流倒灌的CH340K替代。
  3. 增加自动下载电路。
  4. 电池保护芯片从DW01+8205A替换为DW06D。
  5. 电池充电芯片从TP4056（TP4056X）替换为TP4057，封装更小，最高500mA的可编程充电电流。
  6. 优化IO引脚，多数IO引脚兼容NodeMCU。

2021.10.16：V2.1

  1. 因为CH340K芯片难以买到且价格过高，使用CH9340K芯片替代。
  2. CH9340K芯片不再独立供电，支持睡眠低功耗模式且免驱动。

2021.10.17：V3.0

  1. 精简部分本项目无用引脚和ADC电路，缩减PCB尺寸，更高的集成度。

2021.11.03：V3.1

  1. 使用Kicad重绘，部分封装有所变动，更加适合SMT贴片。
  2. 优化布线。
  3. 添加动态BOM表。

2021.11.13：V3.2

  1. 优化某元件焊盘过小的问题。

3D打印外壳

2021.09.28：V1.0

  1. 初次发布。

2021.10.03：V1.1

  1. 调整部分面的厚度。
  2. 调整自攻螺丝通道大小。

2021.10.15：V1.2

  1. 调整盒盖固定传感器部分的厚度。
  2. 调整开关开口位置以防止拧上螺丝后盒盖盖不上的问题。
  3. 因自攻螺丝难拧故添加螺纹。

2021.10.19：V1.3

  1. 调整传感器面向，进一步解决拧上螺丝后还会压到导线的问题。

2021.10.19：V2.0

  1. 基于3.0版本的PCB重新设计，更小的体积，采用对称设计，调整开关位置，调整绑带宽度。
  2. 统一螺丝尺寸规格。

SMT模具

2021.10.21：V1.0

  1. 初次发布。

2021.10.21：V2.0

  1. 修改尺寸以适配3.0版本的PCB。

附件

下载地址

GitHub：SlimeVR-Tracker

SlimeVR软件/固件

SlimeVR固件：SlimeVR-Tracker-ESP
SlimeVR服务：SlimeVR-Server
SlimeVR驱动：SlimeVR-OpenVR-Driver