：利用Wi-Fi&BLE云模块允许普通打印机实现App实时输入文本&远程打印。
：现代通信越来越方便，每个人的远程通信都在微信，QQ等待在线聊天工具完成。即使这种沟通方式给每个人带来了便利，但也在一定程度上减少了收到信件的真实性；与老一辈人不同，珍贵的信件可以与朋友和爱人交流，多年后看起来有另一种味道。如何保持通信的便利，享受纸质信件的触感？攻城狮涂鸦"碰巧看到姐姐的错题打印机，灵机一动想到可以做无线热敏打印机，通过WiFi连接方便携带，随时享受飞鸦传书。
1、无线便携打印机功能设想
2、硬件框图
- 基于涂鸦智能的低功耗智能便携式打印机方案 Wi-Fi&BLE双模块作为控制单元和无线连接单元，接收云发布的打印数据，控制打印机芯的加热头和步进电机打印。
1、打印机芯
打印机芯用Seiko的LTP02-245-13 ，印刷宽度为48mm。该运动的尺寸和功能支持打印图片和长段文本的便携性。打印机芯由热敏打印头、步进电机、缺纸反射光传感器和压轴组成。
- 具体参数：打印机芯：
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 加热点数 | 384 点/行 |
| 最多同时激活点 | 45点 |
| 点距 | 0.125mm |
| 点大小 | 0.0625mm*0.0625mm |
| 可打印宽度 | 48 mm |
| 打印头&电机工作电压Vp | 5.5V to 9.5V |
| 逻辑工作电压Vdd | 3.0V to 3.6V |
| 打印头驱动电流(Vp) | 2.64A max |
| 电机驱动电流(Vp) | 0.6A max |
| 逻辑电流（Vdd） | 0.1A max |
| 电机类型 | PM步进电机的类型 |
| 电机控制电流 | 300 mA/脉冲 |
| 驱动脉冲范围 | 300 mA/脉冲 |
| 电机脉冲寿命 | 10^8个脉冲 |
- 引脚定义：
| 序号 | 引脚 | 作用 |
|---|---|---|
| 1 | PS | 缺纸检测信号集电极 |
| 2 | G P S G_{PS} GPS | 缺纸检测信号发射集 |
| 3 | V P S V_{PS} VPS | 缺纸检测信号供电 |
| 4 | V P V_{P} VP | 打印头驱动电源 |
| 5 | V P V_{P} VP | 打印头驱动电源 |
| 6 | V P V_{P} VP | 打印头驱动电源 |
| 7 | DI | 打印数据输入 |
| 8 | CLK | 打印数据转化时钟 |
| 9 | GND | GND |
| 10 | GND | GND |
| 11 | GND | GND |
| 12 | Vdd | 逻辑电源 |
| 13 | DST | 打印头激活信号 |
| 14 | TH | 热敏电阻 |
| 15 | GND | GND |
| 16 | GND | GND |
| 17 | GND | GND |
| 18 | /LAT | 打印数据锁存器信号 |
| 19 | V P V_{P} VP | 打印头驱动电源 |
| 20 | V P V_{P} VP | 打印头驱动电源 |
| 21 | A | 电机驱动 |
| 22 | /A | 电机驱动 |
| 23 | B | 电机驱动 |
| 24 | /B | 电机驱动 |
- 打印机芯接口参考原理图：
- 其中在“PAPER_SENSOR”、 “PRINT_MOSI”、“PRINT_SCLK”、“DST”、“THERMITOR”、“PRINT_LAT”信号加100Ω电阻为了限制引脚电流，防止信号异常（出现尖峰脉冲时）损坏引脚
- 打印机芯内置的热敏电阻直接接地，故在外围电路设置上拉电阻，通过检测“TH”信号电压值，反推得到热敏电阻阻值，再对照规格书中提供的热敏电阻 “阻值-温度对照表” 可得知加热的实际温度，当温度过高时，进行断电操作以保护加热头。
- “PS"信号，” V P S V_{PS} VPS"信号设计不同的阻值的电阻上拉至Vdd；根据规格书可知，“DST”信号（打印头激活信号） 高有效，故设计下拉到地，只有高信号到达时才会被激活,可保护打印头不会因误激活而导致加热头损坏。
2、电机驱动
上文介绍打印机芯参数时我们已经知道了打印机芯中的电机为PM步进电机（永磁式步进电机）。主控的IO口为数字口（可输出的电流大小为6-20mA），驱动能力很小无法直接驱动步进电机， 故我们还需要设计电机驱动电路。电机驱动芯片方面我们选择了TI的DRV8833芯片，该芯片具有两个H桥驱动器，可以驱动一部步进电机。
- 该芯片每个 H 桥均具备调节或限制绕组电流的电路，可根据*ISEN引脚的外置改变外置电阻的阻值设置输出电流的大小，还提供了一种低功耗休眠模式，“PRINT_POWER”信号逻辑高电平时，使能芯片，信号逻辑低电平时，芯片进入低功耗休眠模式。
- 电机驱动芯片输出电流公式： I C H O P = 200 m V R I S E N S E I_{CHOP}=\tfrac{200mV}{R_{ISENSE}} ICHOP=RISENSE200mV ,其中200mV 为固定的参考电压， R I S E N S E R_{ISENSE} RISENSE 为ISEN引脚外接的电阻。由上文打印机参数值中我们已知 步进电机的可承受的电流最大值为0.6A，本方案设计选择 R I S E N S E R_{ISENSE} RISENSE 组织为0.62Ω，使驱动电流的大小为323mA ,在步进电机的可承受的电流范围内。注意，该检测电阻的封装尺寸需要考虑可承受的功率大小，该检测电阻消耗的功耗计算公式为 I R M S 2 I_{RMS}^2 IRMS2 R I S E N S E R_{ISENSE} RISENSE（注： I R M S I_{RMS} IRMS为输出电流 I C H O P I_{CHOP} ICHOP 的均方根）,以本电路设计为例，计算可知电阻消耗的功耗为0.15mW，故应选择0805的封装。
3、主控
主控是基于涂鸦智能的一款低功耗 Wi-Fi&BLE双模组设计的，原理图如下：
- 由于我们有"电量提醒、低电量报警"的需求，所以需要使用模组的ADC采样口对电池的电压进行采集，但该ADC采集口 可允许输入的电压范围为0~2.4V，我们的电池电压超出了该范围，故设计电阻分压，使其符合允许的输入电压范围。
- 打印头的THERMITOR 为检测NTC热敏电阻，也需要使用ADC引脚，但由于该模组只有一个可以使用的ADC引脚，所以我们设计采用模拟开关CH443K（CH443K内部功能说明如图7所示）进行ADC信号复用选择，在不同的时刻，由ADC_SEL 信号选择ADC信号与“ADC_ELECTRICITY”/"THERMITOR"连通。
4、指示灯/按键板
利用按键实现网络配置功能的触发，指示灯可对配网状态和电量情况进行直观的显示。 另外为了方便demo的整体外观设计，将按键\指示灯线路板与主控板部分分开，两者使用FPC软排线连接，可便于指示灯\按键线路板摆放在更合理的位置。
- 当需要进行网络配置时，长按按键，触发配网功能，橙色的LED灯闪烁，显示打印机进入配网模式；分别由红、绿LED灯来显示电量充足和电量低两种状态，由于CBU模组的引脚数量有限，这里仍设计使用模拟开关CH443K对进行信号连通。当LIGHT_ELECTRICITY 为高时，LED_GREEN与GND连通，LED绿灯亮；LIGHT_ELECTRICITY 为低时，LED_RED与GND连通，LED红灯亮。
5、电源
综合考虑到打印机芯的工作电压（5.5V to 9.5V&3.0V to 3.6V）、电机驱动芯片工作电压、CBU模组的工作电压（3.0V to 3.6V）以及外出携带便捷性的要求，电源部分电路设计使用可充电的两节18650 串联的锂电池（电池容量为3200mAH 、电压 7.4V ）为系统供电，再使用BUCK电路将电池电压输出为3.3V为其余部分电路供电。
1）充电管理电路
由于我们使用的为7.4V锂电池，故设计充电电压为12V，电源管理芯片选用如韵电子的CN3762 ，CN3762 是两节锂电池降压型充电管理芯片。充电管理参考电路如图所示
芯片的特点：芯片的更多信息详见数据手册
-
宽输入电压范围：6.6V 到30V；充电电流可达 4A。
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CN3762 是PWM 降压模式两节锂电池充电管理集成电路，PWM 开关频率：300KHz，独立对两节锂电池充电进行管理。
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CN3762 具有涓流，恒流和恒压充电模式，非常适合锂电池充电管理。
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在恒压充电模式，CN3762将电池充电电压调制在8.4V，也可以通过一个外部电阻向上调整；在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。
-
充电状态和充电结束状态指示。
电路设计关键点说明：
恒流充电时电流计算公式： I C H = 120 m V / R c s I_{CH}=120mV/Rcs ICH=120mV/Rcs ， R c s R_{cs} Rcs 为CSP管脚与BAT管脚之间的检测电阻。本电路设计中 R c s R_{cs} Rcs即R22阻值为0.1R，计算可知充电电流 I C H I_{CH} ICH大小设计为1.2A。
恒压充电时电压计算公式： V = 8.4 + 8.996 ∗ 1 0 − 6 ∗ R x V=8.4+8.996*10^{-6}*R_x V=8.4+8.996∗10−6∗Rx,其中 R x R_x Rx为FB管脚与BAT管脚之间的电阻。为7.4V锂电池充电电压为8.4V，故本电路设计中 R x R_x Rx即R23阻值设计为0R。 电感的纹波电流 Δ I L = 1 ( f ) ( L ) ∗ V B A T ( 1 − V B A T V C C ) \Delta I_L=\tfrac{1}{(f)(L)}*V_{BAT}(1-\tfrac{V_{BAT}}{VCC}) ΔIL=(f)(L)1∗VBAT(1−VCCVBAT) ，其中：f 为开关频率，300KH；L是电感； V B A T V_{BAT} VBAT 是电池电压；VCC是输入电压。根据数据手册可知，电感值的选取受到两个条件的限制： { Δ I L ≤ 0.3 ∗ I C H L > 5 ∗ ( V C C − V B A T ) , u H \begin{cases} \Delta I_L\leq0.3*I_{CH}\\L>5*(VCC-V_{BAT}) ,uH\end{cases} { ΔIL≤0.3∗ICHL>5∗(VCC−VBAT),uH ,本设计的 V B A T V_{BAT} VBAT 为8.4V，VCC为12V，带入计算可知 L { ≥ 18 u H > 23.3 u H L\begin{cases} \geq18 uH\\>23.3 uH\end{cases} L{ ≥18uH>23.3uH ,同时需要注意电感的饱和电流额定值需要大于电感峰值电流 ,故电感选用了33uH,饱和电流为1.65A。 “CHRG”管脚在充电状态，内部晶体管将此 管脚拉到低电平；反之，此管脚为高阻状态。“DONE”管脚。在充电结束状态，内部晶体管 将此管脚拉到低电平；反之，此管脚为高阻状态。故设计给“CHRG”管脚和“DONE”管脚分别接红、绿LED灯，可通过LED的的亮灭得知充电状态。
2）BUCK电路部分
我们需要将电池电压降压为３.３V供系统电路使用，降压芯片选用SY8121BABC芯片，该芯片为高效同步降压DC-DC转化器，可以输出２A的电流。BUCK电路参考电路如下图所示：
芯片特点
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4.35V至18V的宽输入电压范围
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极低的 Ｒ Ｄ Ｓ ( o n ) Ｒ_{ＤＳ}(on) ＲＤＳ(on)
电路设计关键点说明
该芯片集成度高,应用电路只需选择输入电容CIN、输出电容COUT、输出电感L和反馈电阻(R1和R2),电路设计简单。输出电压计算公为： V O U T = 0.6 ∗ ( 1 + R 1 R 2 ) V_{OUT}=0.6*(1+\tfrac{R1}{R2}) VOUT=0.6∗(1+R2R1)
反馈电阻R1和R2 阻值 的选择，为了减小功耗,R1和R2 的建议选取较大阻值(建议阻值子在10K~1MΩ之间),本电路设计 V O U T V_{OUT} VOUT为3.3V,若选择R1为100K,则计算可知R2 为22.1K。
电感值计算公式 L = V O U T ( 1 − V O U T V I N ) F s w ∗ I O U T ∗ 0.4 L=\tfrac{V_{OUT}(1-\tfrac{V_{OUT}}{V_{IN}})}{F_{sw}*I_{OUT}*0.4} L=Fsw∗I 标签： 47uh电感sw1005khx电阻器khx封装电阻dst电容