斯特林发动机并非新生事物,其工作原理基于热力学中的温差效应。当对密封气缸的一端进行加热时,气缸内的空气会因温度差异而产生膨胀和收缩现象,进而推动活塞运动,带动飞轮旋转。随后,发电机将飞轮的机械转动转化为电能,为设备供电。此次研发的这台微型计算机正是借助这一机制实现供电,摆脱了对太阳能板和电池组的依赖。
整个项目从设计构思、实际制作到编程调试,大约耗时一个月。研发者首先利用Blender软件进行3D建模,确定设备的整体结构和外观,随后使用木材精心制作外壳。为了增添设备的文化内涵和艺术气息,研发者还运用DIY激光雕刻机,在侧板上精心雕刻了斯特林发动机的发明者Robert Stirling的肖像,以及1816年该发动机的专利草图。
在设备的构造中,小型结构件、电子元件外壳以及键帽均采用3D打印技术制作,既保证了精度又提高了制作效率。而框架上缠绕的装饰管道,则是利用旧淋浴管喷上金漆改造而成,既实现了废物利用,又为设备增添了独特的视觉效果。
这台微型计算机的系统核心是一颗ESP32 C3微控制器,搭配一块2.42英寸、分辨率为128×64的单色OLED屏幕,以及一个16键键盘。发电机产生的电能经过小电容稳压处理后,为整个系统提供稳定的电力支持。面板上还安装了一块指针式电压表,方便用户实时查看电压输出情况。设备上设有两个拨动开关,分别用于控制主电路和电压表的通断。
由于依靠火源发电的功率有限,这台微型斯特林发动机的输出功率仅为150毫瓦。为了在如此有限的功率下实现设备的正常运行,研发者对设备进行了多方面的优化。关闭了Wi-Fi和蓝牙功能,将屏幕亮度调至最低,同时对ESP32的CPU频率进行动态调节。在刷新屏幕和解释指令时,CPU频率降至80MHz;而在空闲待机时,进一步降至10MHz。
尽管面临功率限制的挑战,这台微型计算机的功能却十分完整。它运行着一个定制的CHIP-8虚拟机,内置了俄罗斯方块、贪吃蛇和Pong三款游戏的ROM。更令人惊喜的是,设备还配备了代码编辑器,用户可以直接输入CHIP-8操作码,现场编写代码并运行自己的程序,为科技爱好者提供了一个独特的创作和体验平台。











