В современном мире, где цифровые технологии стремительно развиваются, чтение электронных книг стало неотъемлемой частью повседневной жизни. Тем не менее, большинство современных ридеров основаны на сложных операционных системах, таких как Linux или Android, что редко оправдывает свои преимущества для задачи, которая, по сути, проста — чтение текстового контента. На фоне этой ситуации возникла идея создания устройства максимально простого, надежного и при этом настраиваемого — ZEReader, открытый проект аппаратного и программного обеспечения, который предлагает совершенно новый взгляд на концепцию электронных ридеров на базе микроконтроллера.ZEReader появился как результат бакалаврской работы Анны-Лены Маркс, студентки электротехники, которая поставила перед собой цель выяснить, действительно ли микроконтроллер способен справиться с форматом ePub — стандартом для электронных книг. В отличие от устройств на базе полноценных операционных систем, микроконтроллеры отличаются низким энергопотреблением и ограниченными ресурсами, что создает уникальный вызов для реализации подобного функционала.
Использование микроконтроллера в ZEReader принципиально меняет правила игры. Во-первых, это значительно продлевает автономность устройства — важный параметр для пользователей, которые ценят длительное время работы без подзарядки. Во-вторых, минимальное количество сторонних библиотек и отказ от выполнения кода третьих лиц на устройстве повышает его безопасность, что особенно актуально в эпоху массовых кибератак и взломов.В качестве основы программного обеспечения ZEReader используется операционная система реального времени Zephyr. Выбор пал именно на нее благодаря ее устойчивости, большому количеству драйверов и высокому уровню абстракции, что позволило сосредоточиться не на базовых элементах, а на реализации ключевых функций и специфик чтения электронных книг.
Поскольку основное внимание уделялось аппаратной части, готовое программное обеспечение пока находится в стадии активной разработки, но уже поддерживает основные функции: чтение разархивированных файлов ePub, навигацию по страницам, базовый парсинг HTML для отображения форматированного текста, сохранение позиции чтения и переключение между книгами.Это технически сложная задача, учитывая ограниченные ресурсы микроконтроллера и потребность в обработке многоуровневой структуры ePub. Но ZEReader демонстрирует, что базовый функционал доступен и работает. Такой подход открывает огромные возможности для энтузиастов и разработчиков, желающих создавать собственные модификации и улучшения, настраивая устройство под конкретные задачи и предпочтения.Аппаратная часть ZEReader тоже заслуживает особого внимания.
Плата разработана в KiCad — популярной среде для проектирования печатных плат. Создатель уделил особое внимание выбору компонентов с поддержкой в Zephyr, что облегчает работу с драйверами и снижает вероятность ошибок. В первом прототипе использована плата Raspberry Pi Pico 2, которая обеспечивает эту функциональность и надежность. Важной особенностью является наличие порта USB-C для питания и зарядки аккумулятора, хотя он не поддерживает передачу данных или прошивку напрямую. Также предусмотрен контроллер зарядки для литий-полимерной батареи, драйвер дисплея e-Paper с высоким напряжением и слот для microSD карты для хранения книг и управления ими.
Дисплеи с технологией электронных чернил идеально подходят для чтения благодаря высокой контрастности и низкому энергопотреблению. Тем не менее, именно управление таким дисплеем требует специфической схемотехники с преобразованием напряжения, что было учтено при проектировании ZEReader. Несмотря на то что первый ревизионный прототип — лишь зачаток будущей полноценной модели, проект уже демонстрирует функциональность и стабильность.Большое внимание уделено удобству использования, что видно из недавних изменений в конструкции устройства, описанных в блоге автора. Изначально устройство имело простой аппаратный выключатель питания, который, хотя и был надежным, не позволял точно определить состояние устройства и не поддерживал корректное сохранение данных при выключении.
В последующей версии автор реализовал схему с лигирующим (фиксирующим) питанием, которая обеспечивает надежное информирование пользователя о статусе и возможность корректного выключения с сохранением текущей информации. Это значительно улучшает пользовательский опыт и подчеркивает стремление к качеству при разработке.Платформа ZEReader призвана стать не просто устройством для чтения книг, а инструментом для творчества и исследования. С открытым исходным кодом и возможностью модификации на уровне аппаратной и программной частей, она привлекает разработчиков, преподавателей и хоббистов, заинтересованных в изучении встраиваемых систем и создании индивидуальных решений. Благодаря доступности исходников на GitHub и отлаженным руководствам для работы с KiCad и Zephyr, сообщество может быстро включиться в разработку и улучшение проекта.
