啊鸡入坑硬件之《ESP32³ Spectrum 律动盒子》

#简介

光阴似箭、日月如梭，一转眼都三十多了，突然想起大学时还搞过一点 51 单片机摇摇棒项目，这门手艺不能拉下，二话不说重新入坑。

#需求分析

• 搞个简单的，好上手的，原理图比较容易的

• 先搞个开源项目试着复刻一下

• 外观要好看

所以这次的项目是《ESP32³ Spectrum 律动盒子》，复刻效果如下

#开搞

#1. 当前的方案化

• 带屏幕的小玩具，可以展示时钟，具有一定的美观程度

• 支持声控律动

• 支持蓝牙和 Wi-Fi

• 整体方案开源，允许后续自行定制

#2. 外设选型

32 * 32 点阵屏

• 简介：咸鱼造物计划售卖的点阵屏，是比较旧的版本，刷新率较低，后面发现淘宝上也有卖，但是是新版，刷新方式不同

• 购买链接：

• 咸鱼：https://m.tb.cn/h.hYrWxTv?tk=xGrDVsE6XgT

• 淘宝：P2.5小板 32X32 室内模组弧边小板P2.5显示屏模组定制显示屏LED

主控 WIFI 芯片（ESP32-WROOM-32）

• 简介：2.4 GHz Wi-Fi + 蓝牙 ® + 低功耗蓝牙模组，内置 ESP32 系列芯片

• 立创商城：https://item.szlcsc.com/265264.html

• 封装： SMD,18x25.5mm

• 数据手册：

• https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20241030/CCB539BBE3BF966BF47741EF6F78A315.pdf

• ·接口定义：

• EN：高电平：芯片使能；低电平：芯片关闭；注意：不能让 EN 管脚浮空。

• GPIO：通用输入输出接口

• ADC： Analog to Digital Converter，模数转换接口

• DAC： Digital to Analog Converter，数模转换接口

• RTC_GPIO：Real Time Clock，进入低功耗模式可以使用的 GPIO

USB 转串口芯片（CH340） - 下载固件、仿真、日志调试

简介：CH340 是一个 USB 总线的转接芯片，实现 USB 转串口或者 USB 转打印口。

立创商城：https://item.szlcsc.com/3390257.html

制造商：WCH(南京沁恒)

制造商编号：CH340N

数据手册：

• https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20220223/82A45E4FF89B3EDCAD50B354450A7EF4.pdf

• https://www.cnblogs.com/ZenoBlog/articles/15971551.html

供电稳压模块（AMS1117-3.3）

简介：输出3.3V 1A

立创商城：https://item.szlcsc.com/6652.html

数据手册：

• https://item.szlcsc.com/datasheet/AMS1117-3.3/6652.html

实时时钟 RTC（RX8025T-UC）

简介：I2C接口，内置温度补偿晶振，-30+75度 5ppm

立创商城：https://item.szlcsc.com/54707.html

数据手册：

• https://item.szlcsc.com/datasheet/RX8025T-UC/54707.html

环境光传感器（PT1206）

简介：环境光传感器

立创商城：https://item.szlcsc.com/6156385.html

数据手册：

• https://item.szlcsc.com/datasheet/SLPT1206AC-LB1/6156385.html

麦克风（PT1206）

简介：麦克风

立创商城：https://item.szlcsc.com/3020642.html

数据手册：

• https://item.szlcsc.com/datasheet/MSM261S4030H0R/3020642.html

#3. 点阵屏验证

买了点阵屏想看下能不能自行驱动，就直接用树莓派驱动灯板，找了个开源软件 RGB-Matrix-P5-64x32

树莓派链接之后，在板子上编译代码之后发现板子只有一半在亮，如以下视频：

排查了一圈发现是驱动代码的问题：

• 板子是旧版的板子，是 1*16 逐行刷新的

• 但是开源项目的板子的驱动方式是新的，是分成两个板子 1*16 逐行刷新的

• 更改了代码配置刷新就正常了，相关代码

#4. 原理图设计

#模块详细设计

USB type C模块

• 供电模块连到稳压芯片

• 芯片下载调试功能链接到串口芯片

稳压模块

• 稳压芯片把 USB 的电压转为 3.3V

自动下载电路

麦克风模块

时钟模块

光感模块

灯板母座模块

#5. PCB Layout

没有动，直接用的开源的 Layout

#6. 元器件采购（BOM）、PCB 生产、焊接验证

在焊接的过程中，

• 尝试只使用焊电烙铁进行焊接，发现 USB Type C 很难焊，原因是不是用的带松香的锡线，换了旧好焊很多

• 后面 esp32 和麦克风模块电烙铁根本焊不了，后面果断买入了加热台，后面就舒服多了

• 还有在通电之前要检查有没有短路和虚焊，这部分比较简单，万用表测一下就行

已跳过 Notion 表格块

#7. 烧录&调试

通过开源的固件进行烧录，后续尝试自行编写代码

#8. 整机安装

拿着开源的的外壳模型找同事白嫖了个 3D 打印，本来是想搞黑色的，但是没有这个线材，但是白色效果也挺好，完美收工

#References

• 树莓派 GPIO 学习笔记github.com↗

• RGB-Matrix-P5-64x32 — Waveshare Wikiwaveshare.net↗

• ESP32³ Spectrum 律动盒子oshwhub.com↗

• 32×32 律动盒子制作指南docs.qq.com↗

• rpi-rgb-led-matrixgithub.com↗