Documentation technique pour le PCB principal RADR (OSSM Wireless v0.4)
Cette section couvre la conception du PCB principal RADR, y compris les schémas, les spécifications des composants et les fichiers de fabrication.
Aperçu de la carte
| Spécification | Valeur |
|---|---|
| Nom de la carte | OSSM Wireless |
| Version | v0.4 |
| Microcontrôleur | ESP32-S3 avec PSRAM |
| Logiciel de conception | Altium Designer |
| Nombre de couches | 2 (estimé) |
Le PCB RADR intègre toute l'électronique requise pour une télécommande sans fil autonome, y compris le microcontrôleur, l'interface d'affichage, la gestion de l'alimentation, les entrées utilisateur et les systèmes de rétroaction.
Composants de base
Microcontrôleur
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| MCU | ESP32-S3 |
| Mémoire | Comprend de la PSRAM |
| Sans fil | WiFi + Bluetooth LE |
| Tension de fonctionnement | 3.3V |
L'ESP32-S3 fournit :
- Processeur Xtensa LX7 double cœur
- Bluetooth Low Energy intégré pour la communication des appareils
- Suffisamment de GPIO pour toutes les entrées, sorties et périphériques
- Modes de veille à faible consommation pour économiser la batterie
Gestion de l'alimentation
| Composant | Fonction |
|---|---|
| Connecteur USB-C | Entrée de charge 5V |
| CI de charge | Chargement de la batterie LiPo |
| MAX17048 | Jauge de batterie (surveillance de la batterie) |
| LDO/Régulateur | Alimentation du système 3.3V |
Le système électrique prend en charge :
- Chargement USB-C (entrée 5V)
- Indicateur LED de chargement du matériel
- Pourcentage de batterie précis via une jauge de batterie I²C
- Courant en veille profonde < 100μA
Interface d'affichage
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Type d'affichage | TFT LCD |
| Résolution | 320 x 240 pixels |
| Profondeur de couleur | 16-bit (RGB565) |
| Interface | SPI |
| Rétroéclairage | Contrôlé par PWM |
Entrées utilisateur
| Entrée | Type | GPIO |
|---|---|---|
| Encodeur gauche | Rotatif + bouton-poussoir | GPIO 10, 11 |
| Encodeur droit | Rotatif + bouton-poussoir | GPIO 42, 41 |
| Épaule gauche | Bouton-poussoir | GPIO 48 |
| Épaule droite | Bouton-poussoir | GPIO 1 |
| Sous l'écran gauche | Bouton-poussoir | GPIO 38 |
| Centre sous l'écran | Bouton-poussoir | GPIO 39 |
| Sous l'écran à droite | Bouton-poussoir | GPIO 40 |
Les affectations GPIO indiquées concernent les cartes v0.4 avec PSRAM. Les cartes v1.x antérieures utilisent des broches différentes pour l'encodeur gauche (GPIO 35, 36) et les LED (GPIO 37).
Sorties de rétroaction
| Composant | Type | GPIO |
|---|---|---|
| LED d'état | WS2812B RGB (x3) | GPIO 12 |
| Ronfleur | Piézoélectrique | GPIO 2 |
| Moteur vibrant | Moteur ERM | GPIO 47 |
Extension
| Connecteur | Interface | Objectif |
|---|---|---|
| QWIIC | I²C | Capteurs/périphériques externes |
| USB-C | USB 2.0 | Programmation et recharge |
Sections schématiques
Le schéma est organisé en blocs fonctionnels :
| Section | Description |
|---|---|
| Alimentation | Entrée USB-C, circuit de charge, régulation de tension |
| MCU | ESP32-S3, quartz, réinitialisation, sélection de démarrage |
| Affichage | Connecteur TFT LCD, pilote de rétroéclairage |
| Entrées | Encodeurs rotatifs, boutons, résistances pull-up/pull-down |
| Rétroaction | Ligne de données LED, pilote de buzzer, pilote de moteur |
| Batterie | Jauge de batterie MAX17048, connecteur de batterie |
| Extension | Connecteur QWIIC, connecteur de programmation |
Considérations relatives à la disposition du PCB
Placement des composants
- MCU positionné au centre pour un routage équilibré des pistes
- Connecteur USB-C sur le bord de la carte pour plus d'accessibilité
- Connecteur d'affichage orienté pour l'acheminement du câble plat vers le boîtier
- Connecteur de batterie positionné pour le placement interne de la batterie
- Connecteur QWIIC accessible pour les modules d'extension
Considérations sur l'antenne
L'ESP32-S3 utilise une antenne PCB intégrée ou une antenne externe (selon la version). La zone de l’antenne doit être dégagée :
- Plans de masse directement en dessous
- Proximité de l'enceinte métallique
- Signaux de commutation haute fréquence
Ne placez pas de composants ni de pistes dans la zone d'exclusion de l'antenne. Cela dégrade considérablement les performances WiFi.
Fichiers de conception
Tous les fichiers de conception sont disponibles dans le référentiel GitHub :
| Fichier | Format | Description |
|---|---|---|
| PCB - OSSM Wireless v0.4.pcbdoc | Altium Designer | Disposition PCB avec cuivre, sérigraphie, fichiers de perçage |
| Schematic - OSSM Wireless V0.4.schdoc | Altium Designer | Capture schématique complète |
| RADR Schematic - OSSM Wireless V0.4.pdf | Référence schématique imprimable | |
| RADR BOM - OSSM Wireless - v0.4 - S3.xlsx | Excel | Nomenclature avec numéros de pièces |
| RADR PCB render.png | PNG | Rendu 3D de la carte assemblée |
Télécharger les fichiers de conception
Accédez aux fichiers de projet Altium, aux Gerbers et à la nomenclature sur GitHub.
Fabrication
Fabrication de PCB
Spécifications recommandées pour la commande :
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Couches | 2 |
| Épaisseur | 1.6mm |
| Finition de surface | HASL ou ENIG |
| Poids du cuivre | 1oz |
| Masque de soudure | N'importe quelle couleur |
| Sérigraphie | Blanc |
Options d'assemblage
| Méthode | Recommandé pour |
|---|---|
| Assemblage manuel | Prototypes, unités individuelles |
| Service PCBA | Quantités de production |
Des services tels que JLCPCB et PCBWay proposent une fabrication et un assemblage combinés de PCB. Téléchargez les Gerbers et la nomenclature pour une solution clé en main.
Composants critiques
Ces composants nécessitent une attention particulière lors du montage :
| Composant | Remarques |
|---|---|
| Module ESP32-S3 | Vérifiez l'orientation, assurez-vous que tous les plots sont soudés |
| Connecteur USB-C | Nécessite un alignement précis, vérifiez les courts-circuits |
| MAX17048 | Petit boîtier QFN, nécessite une refusion appropriée |
| LED WS2812B | Sensibles à la chaleur, respectez le profil de refusion |
Historique des versions
| Version | Changements |
|---|---|
| v0.4 | Version actuelle avec ESP32-S3 |
La version v0.4 utilise la variante ESP32-S3. Le suffixe "S3" dans le nom du fichier BOM indique cette variante.
Dépannage
- Vérifiez la connexion et le câble USB-C
- Vérifiez la sortie du régulateur 3.3V
- Vérifiez les courts-circuits sur les rails d'alimentation
- Assurez-vous que la batterie est connectée et chargée
- Vérifiez la connexion du câble ruban
- Vérifiez les signaux SPI avec un oscilloscope
- Confirmez le signal PWM du rétroéclairage
- Testez les rails d'alimentation de l'écran
- Vérifiez la zone de l'antenne pour les courts-circuits ou les ponts
- Vérifiez que l'ESP32-S3 est correctement programmé
- Assurez-vous qu'il n'y a pas de métal à proximité de la zone de l'antenne
- Testez avec le blindage RF retiré (le cas échéant)
- Vérifiez que les résistances USB-C CC sont présentes
- Vérifiez les connexions du circuit intégré de charge
- Mesurez la tension de la batterie au niveau du connecteur
- Confirmez le circuit LED de charge
- Vérifiez les résistances pull-up/pull-down
- Vérifiez les affectations GPIO dans le firmware
- Testez la continuité entre le bouton et le MCU
- Vérifiez l'absence de soudures froides