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。