ESP32-S3-ePaper-1.54
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产品介绍
产品简介
本产品是一款墨水屏 AIoT 开发板,搭载 ESP32-S3 微控制器,支持 Wi-Fi 与 BLE 双模通信。板载 1.54 英寸电子墨水屏,功耗极低,阳光下可视,适合便携设备及长续航场景。集成 RTC 实时时钟、SHTC3 温湿度传感器、Micro SD 卡槽、低功耗音频编解码芯片电路以及锂电池充放电管理电路。预留 USB、UART、I2C 及 GPIO 等扩展接口,便于功能拓展与传感器连接,为物联网终端、电子标签和便携显示器等应用提供灵活可靠的开发平台。
产品特性
- 搭载高性能 Xtensa 32 位 LX7 双核处理器,主频高达 240MHz
- 支持 2.4GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE),板载内部天线
- 内置 512KB SRAM 和 384KB ROM,同时叠封集成 Flash 与 PSRAM
- 搭载 1.54 英寸电子墨水屏,分辨率 200 × 200,具备高对比度、宽视角等特性
- 板载音频编解码芯片,支持语音采集与播放,便于实现 AI 语音交互应用
- 板载 PCF85063 RTC 实时时钟与 SHTC3 温湿度传感器,可实现精准 RTC 时间管理及温湿度监测
- 板载 Micro SD 卡槽,可外接 Micro SD 卡存储图片或文件
- 板载 PWR、BOOT 两个可自定义功能的侧边按钮,方便使用按钮进行自定义功能开发
- 预留 2 × 6 2.54mm 间距的排母接口,方便客户外接扩展使用
资源简介
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1、ESP32-S3FH4R2 5、PWR 电源按键 |
8、SHTC3 温湿度传感器 |
接口介绍
需要更加详细请查阅原理图
产品尺寸
产品尺寸
ePaper屏参数
产品更新说明
2025/11/1号开始替换V2版本,产品背面贴有V2或PCB左上角有V2丝印的代表V2版本,反之代表V1版本,不同版本的例程不通用
V1版本:搭载ESP32-S3FH4R2,内置4MB Flash和2MB PSRAM V2版本:搭载ESP32-S3-PICO-1-N8R8,内置8MB Flash和8MB PSRAM;同时优化睡眠模式下的整板功耗
使用说明
ESP32-S3-ePaper-1.54 目前提供 Arduino IDE 和 ESP-IDF 两种开发工具和框架,提供了灵活的开发选择,你可以根据项目需求和个人习惯选择适合的开发工具。
开发工具介绍
这两种开发方式各有其优势,开发者可以根据自身需求和技能水平进行选择。Arduino 适合初学者和非专业人士,因其简单易学、上手快。而对于有专业背景或对性能要求较高的开发者,ESP-IDF 是更好的选择,它提供了更高级的开发工具和更强的控制能力,适用于复杂项目的开发。
器件准备
- ESP32-S3-ePaper-1.54 x1
- SD卡(FAT32格式) x1
- USB线 type A公口 转 Type C公口 x1
- 注意:产品背面贴有V2或PCB左上角有V2丝印的代表V2版本,反之代表V1版本,不同版本的例程不通用
Arduino开发
本章介绍 Arduino 环境搭建,包括 Arduino IDE、ESP32板管理、相关库的安装,程序编译下载及示例程序测试,帮助用户掌握开发板,便于二次开发。
环境搭建
下载和安装 Arduino IDE
- 点击访问Arduino官网,选择对应的系统和系统位数下载。

- 运行安装程序,全部默认安装即可。
安装 ESP32 开发板
- ESP32相关主板在Arduino IDE使用,须先安装“esp32 by Espressif Systems”开发板的软件包
- 根据板安装要求进行安装,一般推荐“在线安装”, 若在线安装失败,则使用“离线安装”
- 安装教程,详见:Arduino 板管理教程
| 板名称 | 板安装要求 | 版本号要求 |
|---|---|---|
| esp32 by Espressif Systems | “离线”安装/“在线”安装 | ≥3.2.1 |
安装库
- 在安装 Arduino 库时,通常有两种方式可供选择:在线安装 和 离线安装。若库安装要求离线安装,则必须使用提供的库文件。
对于大多数库,用户可以通过 Arduino 软件的在线库管理器轻松搜索并安装。然而,一些开源库或自定义库未被同步到 Arduino 库管理器中,因此无法通过在线搜索获取。在这种情况下,用户只能通过离线方式手动安装这些库。 - 库安装教程,详见:Arduino 库管理教程
- ESP32-S3-ePaper-1.54 库文件路径:
..\ESP32-S3-ePaper-1.54\Arduino\libraries
| 库名称 | 说明 | 版本 | 库安装要求 |
|---|---|---|---|
| LVGL | 图形库 | v8.3.11/v9.3.0 | “离线”安装 |
| SensorLib | 传感器控制库 | v0.3.1 | “离线/在线”安装 |
运行第一个 Arduino 程序
示例程序
| 示例程序 | 基础例程说明 | 依赖库 |
|---|---|---|
| 01_ADC_Test | 获取锂电池的电压值 | - |
| 02_I2C_PCF85063 | 打印RTC芯片的实时时间 | SensorLib |
| 03_I2C_STHC3 | 获取温湿度传感器的数据 | - |
| 04_SD_Card | 加载显示SD卡的信息 | - |
| 05_WIFI_AP | 设置为AP模式,可获取接入设备的IP地址 | - |
| 06_WIFI_STA | 设置为STA模式,可接入WiFi获取IP地址 | - |
| 07_BATT_PWR_Test | 单独使用锂电池供电时,通过PWR按键控制电源 | - |
| 08_Audio_Test | 扬声器播放麦克风录到的声音 | - |
| 09_LVGL_V8_Test | LVGLV8例程 | LVGL V8.3.11 |
| 10_LVGL_V9_Test | LVGLV9例程 | LVGL V9.3.0 |
| 11_RTC_Sleep_Test | 低功耗模式下实现RTC唤醒 | LVGL V8.3.11 |
Arduino 工程参数设置
01_ADC_Test
【程序说明】
- 通过GPIO连接的模拟量电压经过ADC转换成数字量,然后通过计算得到实际的锂电池电压,并打印到终端。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- adc_bsp_init(void) :初始化 ADC1,包括创建 ADC 单次触发单元并配置 ADC1 的通道 3。
- adc_get_value(float *value,int *data) :读取 ADC1 通道 3 的值,并根据参考电压和分辨率计算出对应的电压值存储在传入的指针指向的位置,如果读取失败则存储 0。
- adc_example(void* parameter):初始化 ADC1 后,创建一个ADC任务,该任务每隔 1 秒读取一次ADC的值,通过读取的ADC原始值计算出系统的电压。
02_I2C_PCF85063
03_I2C_STHC3
04_SD_Card
【程序说明】
- 通过SDMMC方式驱动SD卡,成功挂载之后把SD卡信息打印到终端。
【硬件连接】
- 上电之前先给板子装上FatFs格式的SD卡
【代码分析】
- sdcard_init(void) :使用1线SDMMC方式初始化SD卡。
- sdcard_loop_task(void *arg):测试SD卡读写功能的任务,需要取消
#define sdcard_write_Test宏定义的注释。
//#define sdcard_write_Test
【运行效果】
- 点击串口监控设备,可以看到输出的SD卡的信息,practical_size是SD卡的实际容量,如下图所示:
05_WIFI_AP
06_WIFI_STA
07_BATT_PWR_Test
【程序说明】
- 使用锂电池供电的情况下,演示如何通过PWR按键控制系统的电源。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- setup_ui(lv_ui *ui) :初始化ui界面,使得控制可视化。
- user_button_init():初始化按键以及各类触发事件。
- example_button_pwr_task(void* parmeter):等待按键事件触发的任务。
08_Audio_Test
09_LVGL_V8_Test
【程序说明】
- 通过移植LVGL V8,帮助用户快速实现UI界面设计。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- void loop_lvgl_img(void *arg) :创建img组件任务,间隔5s切换一次图片。
- void led_test_task(void *arg);:led闪烁任务。
10_LVGL_V9_Test
【程序说明】
- 通过移植LVGL V9,帮助用户快速实现UI界面设计。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- void loop_lvgl_img(void *arg) :创建img组件任务,间隔5s切换一次图片。
- void led_test_task(void *arg);:led闪烁任务。
11_RTC_Sleep_Test
【程序说明】
- 低功耗模式下,实现RTC唤醒。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- void set_rtcAlarmSec(int sec); :设置RTC秒定时(绝对时间)。
- void set_rtcAlarmMinute(int min);:设置RTC分定时(绝对时间)。
- void set_rtcAlarmHour(int hour); :设置RTC小时定时(绝对时间)。
- void set_rtcAlarmDay(int day);:设置RTC天定时(绝对时间)。
ESP-IDF开发
本章介绍 ESP-IDF 环境搭建,包括 Visual Studio、Espressif IDF插件的安装,程序编译下载及示例程序测试,帮助用户掌握开发板,便于二次开发。
环境搭建
下载和安装 Visual Studio
- 打开VScode官网的下载页面,选择对应系统和系统位数进行下载

- 运行安装包后,其余均可以默认安装,但这里为了后续的体验建议,建议在此处勾选框中的1、2、3项
- 第一二项开启后,可以直接通过鼠标右键文件或者目录打开VSCode,可以提高后续的使用体验.
- 第三项开启后,选择打开方式时,可以直接选择VSCode
安装Espressif IDF插件
- 一般推荐“在线安装”, 若因网络因素无法在线安装,则使用“离线安装”。
- 安装Espressif IDF插件教程,详见:安装Espressif IDF插件教程
运行第一个 ESP-IDF 程序
新建项目
创建例程
- 使用快捷键 F1 ,输入esp-idf:show examples projects
- 选择你当前的IDF版本
- 以Hello world例程为例
①选择对应例程
②其readme会说明该例程适用于什么芯片(下文有介绍例程怎么使用与文件结构,这里略)
③点击创建例程
- 选择放置例程的路径,要求无例程同名文件夹
修改COM口
- 此处显示使用对应的COM口,点击可以修改对应COM口
- 请根据设备对应COM口进行选择(可通过设备管理器查看)
- 若出现下载失败的情况请点击复位按键1秒以上或进入下载模式,等待 PC 端重新识别到设备后再次下载
修改驱动对象
- 选择我们需要驱动的对象,也就是我们的主芯片为ESP32S3
- 选择openocd的路径,这里对我们没有影响,所以我们随便选择一个即可
其余状态栏简介
①.ESP-IDF开发环境版本管理器,当我们的工程需要区分开发环境版本时,可以通过安装不同版本的ESP-IDF来分别管理,当工程使用特定版本时,可以通过使用它来切换
②.设备烧录COM口,选择以将编译好的程序烧录进芯片上
③.set-target 芯片型号选择,选择对应的芯片型号,如:ESP32-P4-Nano需要选择 esp32p4 为目标芯片
④.menuconfig,点击修改sdkconfig配置文件内容,项目配置详细资料
⑤.fullclean 清理按钮,当工程编译报错或其他操作污染编译内容时,通过点击清理全部编译内容
⑥. Build 构建工程,当一个工程满足构建时,通过此按钮进行编译
⑦.当前下载方式,默认为UART
⑧.flash烧录按钮,当一个工程Build构建通过时,选择对应开发板COM口,点击此按钮可以将编译好的固件烧录至芯片
⑨.monitor开启烧录口监控,当一个工程Build-->flash后,可通过点击此按钮查看烧录、调试口输出的l0g,以便观察应用程序是否正常工作
⑩.Debug调试
⑪.Build Flash Monitor 一键按钮,用于连续执行Build-->Flash-->Monitor,常被称作小火苗
编译、烧录、串口监视
- 点击我们之前介绍的 编译,烧录,打开串口监视器按键
- 编译可能需要较长时间才能完成,尤其是在第一次编译时
- 在此过程中,ESP-IDF可能会占用大量CPU资源,因此可能会导致系统卡顿
- 若是新工程首次烧录程序,将需要选择下载方式,选择 UART
- 后续也可在 下载方式 处进行修改(点击即可弹出选项)
- 因为板载自动下载电路,无需手动操作即可自动下载
- 下载成功后,自动进入串口监视器,可以看到芯片输出对应的信息并提示10S后重启
使用IDF 示例程序
软件内部打开
- 打开 VScode 软件,选择文件夹打开示例
- 选择提供的 ESP-IDF 下的示例,点击选择文件(位于 示例程序/Demo/ESP-IDF 路径下)
软件外部打开
- 正确选择工程目录,打开工程,否则会影响后续程序编译烧录
- 连接设备后,选择好COM口和型号,点击下方编译并烧录即可实现程序控制
ESP-IDF工程项目详解
- 组件(Component):ESP-IDF中的组件是构建应用的基本模块,每个组件通常是相对独立的代码库或库,能实现特定的功能或服务,可以被应用程序或是其他组件重复使用,类似于Python开发中的库的定义。
- 组件的引用:Python开发环境中引入库只需要“import 库名或路径”即可,而ESP-IDF基于C语言基础,引入库是通过
CMakeLists.txt进行配置和定义的。 - CmakeLists.txt的作用:ESP-IDF编译时编译工具
CMake会首先通过读取工程目录的顶层CMakeLists.txt的内容来读取构建规则,识别需要编译的内容。当在CMakeLists.txt中引入了需要的组件、程序后,编译工具CMake会根据索引导入每个所需要编译的内容。编译过程如:
- 组件的引用:Python开发环境中引入库只需要“import 库名或路径”即可,而ESP-IDF基于C语言基础,引入库是通过
修改COM口
- 此处显示使用对应的COM口,点击可以修改对应COM口
- 请根据设备对应COM口进行选择(可通过设备管理器查看)
- 若出现下载失败的情况请点击复位按键1秒以上或进入下载模式,等待 PC 端重新识别到设备后再次下载
修改驱动对象
- 选择我们需要驱动的对象,下图以主芯片为ESP32S3 以例(用户根据手头实物板子的主控芯片对应设置)
- 选择openocd的路径,这里对我们没有影响,所以我们随便选择一个即可
其余状态栏简介
①.ESP-IDF开发环境版本管理器,当我们的工程需要区分开发环境版本时,可以通过安装不同版本的ESP-IDF来分别管理,当工程使用特定版本时,可以通过使用它来切换
②.设备烧录COM口,选择以将编译好的程序烧录进芯片上
③.set-target 芯片型号选择,选择对应的芯片型号,如:ESP32-P4-Nano需要选择 esp32p4 为目标芯片
④.menuconfig,点击修改sdkconfig配置文件内容,项目配置详细资料
⑤.fullclean 清理按钮,当工程编译报错或其他操作污染编译内容时,通过点击清理全部编译内容
⑥. Build 构建工程,当一个工程满足构建时,通过此按钮进行编译
⑦.当前下载方式,默认为UART
⑧.flash烧录按钮,当一个工程Build构建通过时,选择对应开发板COM口,点击此按钮可以将编译好的固件烧录至芯片
⑨.monitor开启烧录口监控,当一个工程Build-->flash后,可通过点击此按钮查看烧录、调试口输出的l0g,以便观察应用程序是否正常工作
⑩.Debug调试
⑪.Build Flash Monitor 一键按钮,用于连续执行Build-->Flash-->Monitor,常被称作小火苗
编译、烧录、串口监视
- 点击我们之前介绍的 编译,烧录,打开串口监视器按键
- 编译可能需要较长时间才能完成,尤其是在第一次编译时
- 在此过程中,ESP-IDF可能会占用大量CPU资源,因此可能会导致系统卡顿
- 若是新工程首次烧录程序,将需要选择下载方式,选择 UART
- 后续也可在 下载方式 处进行修改(点击即可弹出选项)
- 因为板载自动下载电路,无需手动操作即可自动下载
- 下载成功后,自动进入串口监视器,可以看到芯片输出对应的信息并提示10S后重启
使用IDF 示例程序
软件内部打开
- 打开 VScode 软件,选择文件夹打开示例
- 选择提供的 ESP-IDF 下的示例,点击选择文件(位于 示例程序/Demo/ESP-IDF 路径下)
软件外部打开
- 正确选择工程目录,打开工程,否则会影响后续程序编译烧录
- 连接设备后,选择好COM口和型号,点击下方编译并烧录即可实现程序控制
ESP-IDF工程项目详解
- 组件(Component):ESP-IDF中的组件是构建应用的基本模块,每个组件通常是相对独立的代码库或库,能实现特定的功能或服务,可以被应用程序或是其他组件重复使用,类似于Python开发中的库的定义。
- 组件的引用:Python开发环境中引入库只需要“import 库名或路径”即可,而ESP-IDF基于C语言基础,引入库是通过
CMakeLists.txt进行配置和定义的。 - CmakeLists.txt的作用:ESP-IDF编译时编译工具
CMake会首先通过读取工程目录的顶层CMakeLists.txt的内容来读取构建规则,识别需要编译的内容。当在CMakeLists.txt中引入了需要的组件、程序后,编译工具CMake会根据索引导入每个所需要编译的内容。编译过程如:
- 组件的引用:Python开发环境中引入库只需要“import 库名或路径”即可,而ESP-IDF基于C语言基础,引入库是通过
示例程序
| 示例程序 | 基础例程说明 | 依赖库 |
|---|---|---|
| 01_ADC_Test | 获取锂电池的电压值 | - |
| 02_I2C_PCF85063 | 打印RTC芯片的实时时间 | SensorLib |
| 03_I2C_STHC3 | 获取温湿度传感器的数据 | - |
| 04_SD_Card | 加载显示SD卡的信息 | - |
| 05_WIFI_AP | 设置为AP模式,可获取接入设备的IP地址 | - |
| 06_WIFI_STA | 设置为STA模式,可接入WiFi获取IP地址 | - |
| 07_BATT_PWR_Test | 单独使用锂电池供电时,通过PWR按键控制电源 | - |
| 08_Audio_Test | 扬声器播放麦克风录到的声音 | - |
| 09_LVGL_V8_Test | LVGLV8例程 | LVGL V8.3.11 |
| 10_LVGL_V9_Test | LVGLV9例程 | LVGL V9.3.0 |
| 11_FactoryProgram | 综合示例 | LVGL V8.3.11 |
| 12_RTC_Sleep_Test | 低功耗模式下实现RTC唤醒 | LVGL V8.3.11 |
01_ADC_Test
【程序说明】
- 通过GPIO连接的模拟量电压经过ADC转换成数字量,然后通过计算得到实际的锂电池电压,并打印到终端。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- adc_bsp_init(void) :初始化 ADC1,包括创建 ADC 单次触发单元并配置 ADC1 的通道 3。
- adc_get_value(float *value,int *data) :读取 ADC1 通道 3 的值,并根据参考电压和分辨率计算出对应的电压值存储在传入的指针指向的位置,如果读取失败则存储 0。
- adc_example(void* parameter):初始化 ADC1 后,创建一个ADC任务,该任务每隔 1 秒读取一次ADC的值,通过读取的ADC原始值计算出系统的电压。
02_I2C_PCF85063
03_I2C_STHC3
04_SD_Card
【程序说明】
- 通过SDMMC方式驱动SD卡,成功挂载之后把SD卡信息打印到终端。
【硬件连接】
- 上电之前先给板子装上FatFs格式的SD卡
【代码分析】
- sdcard_init(void) :使用1线SDMMC方式初始化SD卡。
- sdcard_loop_task(void *arg):测试SD卡读写功能的任务,需要取消
#define sdcard_write_Test宏定义的注释。
//#define sdcard_write_Test
【运行效果】
- 点击串口监控设备,可以看到输出的SD卡的信息,practical_size是SD卡的实际容量,如下图所示:
05_WIFI_AP
06_WIFI_STA
07_BATT_PWR_Test
【程序说明】
- 使用锂电池供电的情况下,演示如何通过PWR按键控制系统的电源。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- setup_ui(lv_ui *ui) :初始化ui界面,使得控制可视化。
- user_button_init():初始化按键以及各类触发事件。
- example_button_pwr_task(void* parmeter):等待按键事件触发的任务。
08_Audio_Test
09_LVGL_V8_Test
【程序说明】
- 通过移植LVGL V8,帮助用户快速实现UI界面设计。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- void loop_lvgl_img(void *arg) :创建img组件任务,间隔5s切换一次图片。
- void led_test_task(void *arg);:led闪烁任务。
10_LVGL_V9_Test
【程序说明】
- 通过移植LVGL V9,帮助用户快速实现UI界面设计。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- void loop_lvgl_img(void *arg) :创建img组件任务,间隔5s切换一次图片。
- void led_test_task(void *arg);:led闪烁任务。
11_FactoryProgram
【程序说明】
- 综合性工程,简单测试板载硬件功能,也可以直接使用我们提供的BIN固件烧录。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
12_RTC_Sleep_Test
【程序说明】
- 低功耗模式下,实现RTC唤醒。
【硬件连接】
- 使用USB线把板子接入电脑
【代码分析】
- void set_rtcAlarmSec(int sec); :设置RTC秒定时(绝对时间)。
- void set_rtcAlarmMinute(int min);:设置RTC分定时(绝对时间)。
- void set_rtcAlarmHour(int hour); :设置RTC小时定时(绝对时间)。
- void set_rtcAlarmDay(int day);:设置RTC天定时(绝对时间)。
Flash固件的烧录与擦除
- 当前示例程序有提供测试固件,可通过直接烧录测试固件来测试板载设备功能正常与否
- bin文件路径:
..\ESP32-S3-ePaper-1.54-Demo\Firmware
资料
原理图
示例程序
数据手册
ESP32-S3
- ESP32-S3技术参考手册(中文)
- ESP32-S3系列芯片技术规格书(中文)
- ESP32-S3 Series Datasheet(英文)
- ESP32-S3 Technical Reference Manua(英文)
其他器件
软件工具
Arduino
VScode
固件烧录工具
其他资料链接
FAQ
- 1.低功耗模式下,间隔60s唤醒一次,可运行4天左右
- 2.一直处于低功耗模式下,可运行10天左右
- 3.低功耗模式,实测整板电流1ma
- 1.充至4.1V需要时间30分钟
- 2.充满需要时间44分钟
- 优先检查示例版本和产品版本是否一致
产品背面贴有V2或PCB左上角有V2丝印的代表V2版本,反之代表V1版本,不同版本的例程不通用
- V1版本:Flash:4MB PSRAM:2MB
- V2版本:Flash:8MB PSRAM:8MB
- 可以查看LVGL示例。
- 可长按BOOT按键,重新上电,此时模块可进入下载模式,可解决大部分无法下载的问题。
- 优先考虑网络问题,试着切换别得网络
- 检查Arduino IDE -> Tools有没有正确配置
- 首次编译很慢属于正常情况,耐心等待即可
- 部分AppData文件夹是默认隐藏的,可以设置为显示。
- 英文系统:资源管理器->View->勾选“Hidden items”
- 中文系统:文件资源管理器->查看->显示->勾选“隐藏的项目”
- Windows系统:
①通过设备管理器查看: 按下Windows + R键打开“运行”对话框; 输入devmgmt.msc并按回车键打开设备管理器; 展开“端口(COM和LPT)”部分,这里会列出所有的COM端口及其当前状态。
②使用命令提示符查看: 打开命令提示符(CMD); 输入mode命令,这将显示所有COM端口的状态信息。
③查看硬件连接: 如果你已经连接了外部设备到COM口,通常设备会占用一个端口号,可以通过查看连接的硬件来确定使用的是哪个端口。
- Linux系统:
①使用dmesg命令查看: 打开终端。
②使用ls命令查看: 输入ls /dev/ttyS*或ls /dev/ttyUSB*来列出所有的串口设备。
③使用setserial命令查看: 输入setserial -g /dev/ttyS*来查看所有串口设备的配置信息。
技术支持
联系人:赵工
EMAIL:3005223819@qq.com (邮箱不常用,推荐使用QQ或微信沟通)
QQ:3005223819
微信:扫下方二维码添加
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