改造WiFi智能灯泡搭建禁书图书馆：突破存储限制的探索之旅

禁书图书馆项目概述很久以前就有对WiFi智能灯泡进行改造的想法有多个改造方案其中一个是将其改成开放的WiFi接入点并搭建托管禁书的Web服务器。若生活在禁止某些重要书籍的地方可把书的数字副本存到灯泡里安装在社区通电后附近有WiFi电子设备的人就能访问。因其外观像普通灯泡不易被发现且设备价格便宜放置成本低。这个想法源于读了Ben Brown的短篇小说《图书馆》故事里有角色维护类似数字档案库的“图书馆”。几个月前开始项目最终成果是禁书图书馆。硬件选择与研究在当地DEFCON聚会小组和人聊起想法有人建议研究Tasmota。Tasmota是开源固件可安装在智能设备上集成到家居自动化系统能实现本地控制摆脱云服务束缚这和Ben Brown的《图书馆》故事相似Cory Doctorow的《未经授权的面包》也与此相关。原本以为智能灯泡用ESP32芯片因没经验上手困难后发现售卖预装Tasmota的WiFi灯泡网站产品用ESP32C3 4MB芯片还列出控制LED的GPIO引脚。不过闪存只有4MB对托管图书库空间不够考虑添加存储设备如microSD卡读卡器。买了两个灯泡测试留一个备用。灯泡拆解过程灯泡寄到后拆开查看。为取下顶部白色塑料灯泡用刀片划开底部密封胶拧下灯泡。拆开后看到圆形子板有LED通过六个引脚连接到下面电路板中间孔是ESP32天线灯泡外壳和子板用铝制确保WiFi信号。子板用密封胶固定切开后撬出。能看到ESP32C3及辅助电路ESP32有很多引脚外露希望焊接microSD卡读卡器扩展存储但焊接困难主板被灌封化合物固定取出主板麻烦且重新安装不安全。不过拆开后可焊接电线用于串口编程在AliExpress上找到模块确定引脚焊接电线并进入下载模式用esptool转储固件成功。早期实验尝试你好世界早期查看Tasmota源代码想修改为禁书图书馆但固件复杂有很多不需要的功能为减少冗余为图书存储腾出空间放弃修改。后来发现可用Arduino对ESP32设备编程安装Arduino IDE并配置写“你好世界”程序测试上传代码后设备正常运行说明能编写自己的固件。Web服务器接着想设置开放的WiFi接入点和Web服务器参考教程并修改后改用Async Web Server并参考相关教程。MicroSD卡实现上述功能后尝试让microSD卡工作购买扩展板阅读数据手册确定连接方式使用闲置的Adafruit ItsyBitsy ESP32按教程编程使其能使用设备最终实现功能并使用LittleFS为Web服务器托管文件。但给ESP32C3焊接电线困难尝试重新利用LED控制器引脚和制作“夹子”都失败最终放弃。迂回尝试其他灯泡决定看看其他灯泡前期研究找到几篇拆解文章但灯泡和自己的设备相似且并非都用ESP32已决定用ESP32因为花时间学习编程了。从当地五金店买的灯泡有的主板有铝保护无法移除飞利浦WiZ灯泡芯片露出但引脚无法访问普通LED灯泡改造更复杂还发现DIY LED智能灯泡项目但还是决定用Tasmota灯泡在4MB限制内解决问题。存储问题解决为了解存储情况查看ESP32分区表转储并转换为可读CSV文件。分区表显示有nvs、otadata、safeboot、app0、spiffs五个分区。nvs用于非易失性存储otadata与OTA更新有关safeboot存储较小固件用于刷入主固件app0存储主固件spiffs是存储文件的分区。主固件有接近3MB空间safeboot接近1MB存储只有320K不理想。因固件比Tasmota简单想调整分区大小缩小app0分区扩大spiffs分区。参考博客文章找到实现方法编辑分区表有风险但项目本身是尝试。修改partition.csv文件并保存生成新的分区表二进制文件以C数组格式输出并放到partition.h文件中编写函数覆盖分区表数据。