Technische documentatie voor de RADR-hoofdprintplaat (OSSM Wireless v0.4)
In dit gedeelte wordt het RADR-hoofd-PCB-ontwerp besproken, inclusief schema's, componentspecificaties en productiebestanden.
Overzicht van de printplaat
| Specificatie | Waarde |
|---|---|
| Boardnaam | OSSM Wireless |
| Versie | v0.4 |
| Microcontroller | ESP32-S3 met PSRAM |
| Ontwerpsoftware | Altium Designer |
| Aantal lagen | 2 (geschat) |
De RADR-PCB integreert alle elektronica die nodig is voor een zelfstandige draadloze afstandsbediening, inclusief de microcontroller, displayinterface, energiebeheer, gebruikersinvoer en feedbacksystemen.

Kerncomponenten
Microcontroller
| Parameter | Waarde |
|---|---|
| MCU | ESP32-S3 |
| Geheugen | Inclusief PSRAM |
| Draadloos | WiFi + Bluetooth LE |
| Bedrijfsspanning | 3.3V |
De ESP32-S3 biedt:
- Dual-core Xtensa LX7-processor
- Geïntegreerde Bluetooth Low Energy voor apparaatcommunicatie
- Voldoende GPIO voor alle in- en uitgangen en randapparatuur
- Energiezuinige slaapmodi voor batterijbesparing
Energiebeheer
| Onderdeel | Functie |
|---|---|
| USB-C-connector | 5V-laadingang |
| Laad-IC | LiPo-batterij opladen |
| MAX17048 | Laadtoestandsmeter (accubewaking) |
| LDO/regelaar | 3.3V systeemvermogen |
Het voedingssysteem ondersteunt:
- USB-C opladen (5V-ingang)
- LED-indicator voor hardware-opladen
- Nauwkeurig batterijpercentage via een I²C-laadtoestandsmeter
- Stroom in diepe slaap < 100μA
Weergave-interface
| Parameter | Waarde |
|---|---|
| Displaytype | TFT LCD |
| Resolutie | 320 x 240 pixels |
| Kleurdiepte | 16-bit (RGB565) |
| Interface | SPI |
| Achtergrondverlichting | PWM-gestuurd |
Gebruikersinvoer
| Invoer | Type | GPIO |
|---|---|---|
| Linker encoder | Roterend + indrukken | GPIO 10, 11 |
| Rechter encoder | Roterend + indrukken | GPIO 42, 41 |
| Linkerschouder | Momentschakelaar | GPIO 48 |
| Rechterschouder | Momentschakelaar | GPIO 1 |
| Links onder het scherm | Momentschakelaar | GPIO 38 |
| Midden onder het scherm | Momentschakelaar | GPIO 39 |
| Rechts onder het scherm | Momentschakelaar | GPIO 40 |
De getoonde GPIO-toewijzingen gelden voor v0.4-kaarten met PSRAM. Eerdere v1.x-kaarten gebruiken verschillende pinnen voor de linker encoder (GPIO 35, 36) en LED's (GPIO 37).
Feedback-uitgangen
| Onderdeel | Type | GPIO |
|---|---|---|
| Status-LED's | WS2812B RGB (x3) | GPIO 12 |
| Zoemer | Piëzo-elektrisch | GPIO 2 |
| Trillingsmotor | ERM-motor | GPIO 47 |
Uitbreiding
| Connector | Interface | Doel |
|---|---|---|
| QWIIC | I²C | Externe sensoren/randapparatuur |
| USB-C | USB 2.0 | Programmeren en opladen |
Schematische secties
Het schema is onderverdeeld in functionele blokken:
| Sectie | Beschrijving |
|---|---|
| Voeding | USB-C-ingang, laadcircuit, spanningsregeling |
| MCU | ESP32-S3, kristal, reset, opstartselectie |
| Display | TFT LCD-connector, driver voor achtergrondverlichting |
| Ingangen | Roterende encoders, knoppen, pull-up/pull-down-weerstanden |
| Feedback | LED-datalijn, zoemerdriver, motordriver |
| Batterij | MAX17048 laadtoestandsmeter, batterijconnector |
| Uitbreiding | QWIIC-connector, programmeerheader |
Overwegingen bij PCB-indeling
Componentplaatsing
- MCU centraal gepositioneerd voor gebalanceerde printspoorroutering
- USB-C-connector aan de rand van het bord voor toegankelijkheid
- Display-connector gericht op lintkabelgeleiding naar de behuizing
- Batterij-connector gepositioneerd voor plaatsing van de interne batterij
- QWIIC-connector toegankelijk voor uitbreidingsmodules
Antenne-overwegingen
De ESP32-S3 maakt gebruik van een geïntegreerde PCB-antenne of externe antenne (versieafhankelijk). Het antennegebied moet vrijgehouden worden van:
- Massavlakken direct eronder
- Nabijheid van metalen behuizing
- Hoogfrequente schakelsignalen
Plaats geen componenten en routeer geen sporen in de antennebeschermingszone. Dit verslechtert de WiFi-prestaties aanzienlijk.
Ontwerpbestanden
Alle ontwerpbestanden zijn beschikbaar in de GitHub-repository:
| Bestand | Formaat | Beschrijving |
|---|---|---|
| PCB - OSSM Wireless v0.4.pcbdoc | Altium Designer | PCB-indeling met koper, zeefdruk, boorbestanden |
| Schematic - OSSM Wireless V0.4.schdoc | Altium Designer | Volledig schema |
| RADR Schematic - OSSM Wireless V0.4.pdf | Afdrukbaar schema ter referentie | |
| RADR BOM - OSSM Wireless - v0.4 - S3.xlsx | Excel | Stuklijst met onderdeelnummers |
| RADR PCB render.png | PNG | 3D render van geassembleerd bord |
Ontwerpbestanden downloaden
Toegang tot Altium-projectbestanden, Gerbers en BOM op GitHub.
Productie
PCB-fabricage
Aanbevolen specificaties voor bestellen:
| Parameter | Waarde |
|---|---|
| Lagen | 2 |
| Dikte | 1.6mm |
| Oppervlakteafwerking | HASL of ENIG |
| Kopergewicht | 1oz |
| Soldeermasker | Elke kleur |
| Zeefdruk | Wit |
Montageopties
| Methode | Aanbevolen voor |
|---|---|
| Handmontage | Prototypes, afzonderlijke eenheden |
| PCBA-service | Productiehoeveelheden |
Diensten zoals JLCPCB en PCBWay bieden gecombineerde PCB-fabricage en -assemblage. Upload de Gerbers en de stuklijst voor een kant-en-klare oplossing.
Kritieke componenten
Deze componenten vereisen zorgvuldige aandacht tijdens de montage:
| Onderdeel | Opmerkingen |
|---|---|
| ESP32-S3-module | Controleer de oriëntatie en zorg ervoor dat alle pads zijn gesoldeerd |
| USB-C-connector | Vereist nauwkeurige uitlijning, controleer op kortsluiting |
| MAX17048 | Klein QFN-pakket, heeft een goede reflow nodig |
| WS2812B LED's | Hittegevoelig, let op het reflow-profiel |
Versiegeschiedenis
| Versie | Veranderingen |
|---|---|
| v0.4 | Huidige release met ESP32-S3 |
Versie v0.4 maakt gebruik van de ESP32-S3-variant. Het achtervoegsel "S3" in de BOM-bestandsnaam geeft deze variant aan.
Problemen oplossen
- Controleer de USB-C-verbinding en kabel
- Controleer de uitgang van de 3.3V-regelaar
- Controleer op kortsluiting in de stroomrails
- Zorg ervoor dat de batterij is aangesloten en opgeladen
- Controleer de lintkabelverbinding
- Controleer SPI-signalen met een oscilloscoop
- Bevestig het PWM-signaal van de achtergrondverlichting
- Test de voedingsrails van het display
- Controleer het antennegebied op kortsluitingen of bruggen
- Controleer of ESP32-S3 correct is geprogrammeerd
- Zorg ervoor dat er geen metaal in de buurt van de antennezone aanwezig is
- Test met verwijderde RF-afscherming (indien van toepassing)
- Controleer of er USB-C CC-weerstanden aanwezig zijn
- Controleer de laad-IC-verbindingen
- Meet de accuspanning op de connector
- Bevestig het oplaad-LED-circuit
- Controleer de pull-up/pull-down-weerstanden
- Controleer GPIO-toewijzingen in de firmware
- Test de continuïteit tussen de knop en de MCU
- Controleer op koude soldeerverbindingen