【2024 DigiKey 创意大赛】+硬件准备

meiyao

【2024 DigiKey 创意大赛】+硬件准备 [复制链接]

 

收到这个任务的时候时间上有点晚哈，今天把我的任务工作过程分享出来，主要分享一下硬件的主要功能点：

 

一、硬件分析

1、使用的是Espressif（乐鑫）的ESP32-S3-LCD-EV-BOARD作为主评估板，板集成了ESP32-S3芯片和LCD显示屏，为项目开发提供了强大的处理和显示能力。

2、设计一款与ESP32-S3-LCD-EV-BOARD扩展接口对接的PCB扩展板，实现数据显示等功能。

要求扩展板在设计上需要与主评估板完美对接，同时满足新增功能的需求。

3、采用Bosch的BME280传感器，该传感器能够实时监测环境的温湿度数据，具有高精度和稳定性，非常适合用于环境监测类项目。

4、采用rp2040作为副核心，与主核心ESP32-S3相互通信，实现通信功能 。

5、采用LVGL作为用户交互界面，实现温湿度传感器数据的实时显示。使用LVGL嵌入式系统，实现动画图形界面元素。

 

二、硬件准备

ESP32-S3-LCD-EV-BOARD评估板：

核心芯片：ESP32-S3，集成Wi-Fi和Bluetooth LE功能，开发板搭载了ESP32-S3系统级芯片（SoC），芯片集成了强大的Wi-Fi和蓝牙功能，并支持Bluetooth 5和Bluetooth mesh，同时兼容BLE（低功耗蓝牙）。

显示屏：集成LCD显示屏，支持触摸操作，开发板提供了LCD总成接口，支持连接各种类型的LCD屏幕，用于显示图像和文本信息。

接口：提供丰富的扩展接口，方便与扩展板对接，除了LCD接口外，开发板还提供了多种GPIO接口和外设支持，USB OTG、SPI、I2C、UART等，方便开发者连接各种传感器、执行器等外部设备。

电源管理：开发板内置了电源管理模块，用于为各个部件提供稳定的电源供应，并确保在低功耗模式下能够正常工作。

 

BME280温湿度传感器：

温度检测范围：-40℃~+85℃，分辨率0.1℃，误差±0.5℃。

湿度检测范围：0~100%RH，分辨率0.1%RH，误差±2%RH。

接口：支持SPI和I2C通信协议，方便与扩展板连接。

 

rp2040副核心：

核心芯片：RP2040，提供强大的处理能力和低功耗特性。

接口：提供多种通信接口（UART、SPI、I2C等），方便与主核心和扩展板连接。

 

电阻、电容、电感等被动元件。

连接线、排针、排母等连接器件。

电源管理芯片，确保系统稳定运行。

 

 

三、硬件原理与PCB：

ESP32-S3-LCD-EV-BOARD与PICO连接硬件原理：

 

 

PCB设计如下图：

 

PCB上的走线遵循了电气规范和信号完整性要求，确保信号的稳定传输。

 

 

 

PCB空板：

 

 

焊接完成的成品正面：

 

 

焊接完成的成品背面：

 

 

连接成品：

 

 

四、总结

本次任务基于Espressif的ESP32-S3-LCD-EV-BOARD评估板，设计了一款PCB扩展板，并集成了Bosch的BME280传感器和rp2040副核心。

通过LVGL实现用户交互界面，实时显示温湿度数据。硬件准备充分，包括评估板、传感器、副核心及被动元件等。

PCB设计遵循电气规范和信号完整性要求，确保信号稳定传输。成品焊接完成，连接良好。