ESP32 + 電子紙資訊看板：從買零件做到掛上牆（含中文字與耗電實算）

charles

這篇的內容（18 段）

1. 步驟 1：買零件
2. 為什麼是 4.2 吋
3. ⚠ 買的時候注意兩件事
4. 步驟 2：接線
5. 怎麼在板子上找到這幾隻腳
6. 為什麼 DIN 和 CLK 要用 23 和 18
7. 步驟 3：準備中文字體檔
8. 為什麼不能用 gfonts://
9. 三個要先講的地方
10. secrets 要先有
11. 對照表：看不到什麼代表什麼
12. 步驟 5：把中文字集列齊
13. 步驟 6：接 Home Assistant 的資料
14. 四個設計決定，不要改掉
15. 燒錄之後你會看到
16. 電池版的完整設定
17. 電池版你會看到什麼
18. 常見問題對照

做完這篇，你牆上會有一塊 4.2 吋的電子紙，顯示室內溫濕度、室外天氣、下一個行事曆事件，每 15 分鐘自己更新一次。

每一步都有「你會看到什麼」。第三步做完能自己確認第三步成功了，才走第四步。



先把一件事講清楚：省電的是螢幕，不是那台 ESP32

電子紙最常被講的賣點是「超省電、電池撐幾個月」。這句話只對面板成立：電子紙靠雙穩態的電泳粒子顯示，畫面定住之後不耗電，只有更新的那一兩秒才吃電。

但整台裝置的耗電是 ESP32 決定的，不是面板。而一般開發板在深度睡眠時的實際電流，跟晶片規格書上的數字差了三個數量級：

• ESP32 模組本身（只有晶片 + 天線）：深度睡眠約 10～20 µA
  
• 一般 ESP32 DevKit 開發板：深度睡眠 5～20 mA
  

差距來自板上那三顆「跟你的程式無關」的零件：

• AMS1117 線性穩壓器 —— 靜態電流約 5 mA，睡不睡都在吃
  
• CP2102N / CH340 這顆 USB 轉序列埠晶片 —— 約 1.3 mA
  
• 板上的電源 LED —— 2～5 mA
  

換算成天數（電池 2000 mAh）：

• 睡眠 8 mA：2000 ÷ 8 = 250 小時 = 大約 10 天
  
• 睡眠 20 µA、每 30 分鐘醒來 15 秒（醒著約 80 mA）：
    每天 48 次 × 15 秒 × 80 mA ≈ 16 mAh，加上睡眠 0.48 mAh，合計約 16.5 mAh/天
    → 2000 ÷ 16.5 ≈ 120 天
  

同一份程式、同一塊面板，差別只在板子，結果是 10 天跟 4 個月。而且電池版失敗的時候完全沒有症狀 —— 它就是某天安靜地停在最後一個畫面上，電子紙沒電還是看得到字，你會以為它還在跑。

所以這篇分成兩條路：

• USB 供電版（步驟 1～7）—— 一定做得成，掛在有插座的地方，這是多數人真正要的
  
• 電池版（步驟 8）—— 要換板子，而且要自己量，不能照抄規格書
  

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步驟 1：買零件

USB 版的總成本大約 1,200～1,500 元。括號裡是台灣賣場（蝦皮、露天、光華）常見的搜尋關鍵字。

• 電子紙模組 4.2 吋黑白 ×1（搜「Waveshare 4.2inch e-Paper Module」或「微雪 4.2 吋 電子紙 SPI」，約 800～1,000 元）
  
• ESP32 開發板 ×1（搜「ESP32 DevKit V1」或「ESP32-WROOM-32 開發板 38pin」，約 150～250 元）
  
• 杜邦線 母對母 ×1 排（搜「杜邦線 母對母 40pin」，約 40 元）
  
• USB 線 + 5V/1A 充電器（舊手機充電器就可以）
  
• 相框 ×1（4×6 吋的相框，挖掉內襯把面板嵌進去，約 100～200 元）
  

為什麼是 4.2 吋

• 2.9 吋（296×128）：一行放得下大約 18 個中文字，總共三到四行。只夠顯示單一資訊，例如一個大大的溫度
  
• 4.2 吋（400×300）：放得下「室內一區 + 室外一區 + 一則行事曆」，而且 1.5 公尺外看得清楚。本文用這個
  
• 7.5 吋（800×480）：資訊量大一倍，但價格也大約兩倍（1,800 元起），而且刷新一次要三秒以上
  

⚠ 買的時候注意兩件事

• 要買「黑白」的，不要買「黑白紅（B/W/R）」 —— 三色面板每次都得做完整刷新，一次要 15 秒以上，而且中途整片閃黑閃紅，掛在客廳很干擾
  
• 確認賣場寫的是「模組（Module）」而不是「裸屏（Panel / RAW）」 —— 裸屏只有一條 24pin 的軟排線，沒有驅動板，接不到杜邦線
  

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步驟 2：接線



Waveshare 的 4.2 吋模組附一條 8 芯的排線，另一端是 8 根母頭杜邦線，每一根的顏色和標示都印在線上，不用對照圖猜。

1. 電子紙模組     ESP32 開發板     這隻腳在做什麼
2. ----------     ------------     --------------
3. VCC (灰/紅)  → 3V3              供電，不要接 5V
4. GND (棕/黑)  → GND              共地
5. DIN (藍)     → GPIO23           資料線（SPI 的 MOSI）
6. CLK (黃)     → GPIO18           時脈（SPI 的 SCK）
7. CS  (橘)     → GPIO5            晶片選擇，拉低才理你
8. DC  (綠)     → GPIO17           區分「這是指令」還是「這是畫面資料」
9. RST (白)     → GPIO16           重置
10. BUSY(紫)     → GPIO4            面板正在刷新時它是高電位

複製代碼

⚠ VCC 一定要接 3V3，不要接 VIN 或 5V。Waveshare 的驅動板標示可以吃 5V，但它的訊號腳位會跟著變 5V 邏輯，而 ESP32 的腳位是 3.3V，長期會傷板子。

怎麼在板子上找到這幾隻腳

ESP32 DevKit 的腳位號碼印在板子邊緣（白色絲印），印的是 GPIO 編號不是排針順序，直接照著找 D23、D18、D5、D17、D16、D4 就對了（有些板子印成 G23、IO23，都是同一隻）。

為什麼 DIN 和 CLK 要用 23 和 18

這兩隻是 ESP32 的硬體 SPI（VSPI）預設腳位。SPI 用硬體跑，400×300 的畫面資料傳一次大約 15,000 個位元組，硬體 SPI 不到 0.1 秒就送完；換成別的腳位 ESPHome 會改用軟體模擬，慢上十幾倍。CS / DC / RST / BUSY 這四隻可以任意換，它們只是一般的開關訊號。

避開這幾隻腳：

• GPIO6～11 絕對不能用 —— 接內建的 SPI flash，接了東西會直接當機
  
• GPIO34、35、36、39 只能輸入，不能拿來當 CS / DC / RST
  
• GPIO0、2、12、15 是 strapping pin，開機瞬間會被讀取，接錯會開不了機
  

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步驟 3：準備中文字體檔



這是整篇最容易卡住的地方，而且卡住的時候只是「畫面上該有中文的地方是空的」，不報錯。

電子紙沒有作業系統，也沒有字型庫。你要顯示「溫度」兩個字，就得在編譯的時候把那兩個字的點陣圖塞進韌體。

為什麼不能用 gfonts://

ESPHome 的 `glyphsets:` 選項有 `GF_Latin_Core`、`GF_Cyrillic_Core`、`GF_Greek_Core` 這些預先定義的字集，但官方文件裡一個 CJK（中日韓）的 glyphset 都沒有。中文只能自己一個一個列在 `glyphs:` 裡。而 `gfonts://` 是編譯時去 Google Fonts 抓檔，對中文這種超大字家族不穩，抓失敗的時候你只會看到一行編譯錯誤，卡在那裡。

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