智能家電wifi模組ESP32-C3樂鑫ESP32官網代理商智能照明系統構建,上節介紹了如何基于智能家電wifi模組ESP32-C3樂鑫ESP32官網代理商ESP32-C3 設計用于智能照明產品的小硬件系統(核心電路) 和通信系統。這個小硬件系統包含了外圍的主要器件和天線部分,其中天線部分還需要根據選用的天線及射頻線路的設計,通過網絡分析儀和 RF 綜合測試儀進行匹配調試。這部分對于初次接觸射頻的用戶來說可能會有些難度。那么,有沒有一個已經調試好射頻性能的小硬件系統模塊,讓用戶可以快速地用于智能照明產品呢?
答案是有的,基于ESP32-C3 芯片,廠商已經設計好了運行小硬件系統的模組,在模組中除了智能家電wifi模組ESP32-C3樂鑫ESP32官網代理商ESP32-C3 芯片,已經包含了晶振、Flash、天線、射頻電路和外圍主要器件等,并且模組也通過了 SRRC、CE、FCC、KCC 等主要國家和地區的安規認證,可以直接應用于智能照明產品。下面將選用一款 ESP32-C3 模組來用于智能照明產品的設計。
模組選用
智能家電wifi模組ESP32-C3樂鑫ESP32官網代理商根據不同的天線方式可分為 PCB天線模組和IPEX外接天線樓組;根據尺寸及引腳方式的不同還可分為 WROOM 系列和 MINI 系列。每個模組有-4085C和-40~105C兩種溫度范圍版本,適用于不同溫度需求的智能照明產品。在 LED 球范燈類產品中,因為內部溫度比較高,所以需要選用-40~105C版本的模組;如果是一些工溫度不高的燈具類產品,則可以選用-40~85C版本的模組。
PWM 信號的 GPIO 配置
智能家電wifi模組ESP32-C3樂鑫ESP32官網代理商ESP32-C3的PWM 控制器可以生成6路獨立的PWM信號,通過GPIO交換矩陣可以設置意的GPIO引腳輸出PWM 信號。在本設計中,使用其中的5路PWM信號輸出,分別作為(紅色)、G (綠色)、B(藍色)、CW (冷白)、WW (暖白)的 LED 控制信號。在實際產應用中,可以使用 1路 PWM 信號控制 WW (暖白)和 CW (冷白)驅動占空比,并互補輸出調節色溫:另1路PWM信號控制總電流,調暖自 (WW)利冷自(CW)的總亮度。
在選用GPIO引腳時,需要注意所選的GPIO引腳是在芯片啟動后默認沒有高電平輸出的GPIO引腳,否則可能會使 LED 球泡燈在上電時閃爍一下。如果選不到合適的 GPIO 引腳,則可以在GPIO引腳外部加上 10k2 的下拉電阻,以防止LED 球泡燈在上電時閃爍一下。ESP32-C3的PWM 功能支持使用任意的 GPIO 引腳,只需要在上電后進行軟件初始化時配置一下即可。
固件燒錄和調試接口
(1)智能家電wifi模組ESP32-C3樂鑫ESP32官網代理商ESP32-C3 支持通過以下幾種方式與 PC 連接進行固件下載和調試:ESP32-C3芯片內部集成了USB 串口/JTAG 控制器,無須使用外部USB-UART 橋和JTAG適配器。ESP32-C3 芯片上的USB 使用GPIO19作為D+,使用GPIO18作為D-,可以直接連接到PC 上的USB 接口,從而實現固件下載和 Log 打印及JTAG 試功能。
在安裝有 USB-UART橋 (USB--UART Bridge) 片的 ESP32-C3 開發板中,USB-UART已經連接到了 ESP32-C3 芯片的 UARTO 接口,將 C 的 USB 接口連接到 ESP32-C3 開發USB 接口,就可以實現固件下載和 Log 打印功能。
在成品板中,為了節省板子空間和成本,通常會使用帶有 USB-UART 橋的編程器,將編程連接到ESP32-C3 芯片的 UARTO 接口,即可實現固件下載和 Log 打印功能。
(2)固件燒錄。智能家電wifi模組ESP32-C3樂鑫ESP32官網代理商ESP32-C3 芯片運行的固件和參數等資料存儲在與芯片連接的 SPI Flash中在進行固件燒錄時,要先控制 ESP32-3 芯片進入下啟動模式。GPI02和 GPIO8為高電平、GPI09為低電平,重新復位 ESP32-C3 芯片后即可進入下模式。開發者采用以上3種連接方式將將 ESP32-C3 芯片與 PC 連接在一起連接后就可以進行件下載了。
(3) 調試接口。調試接口主要包括串口 Log 打印和JTAG 調試。
串口 Log 打?。?ESP32-C3 ROM Code 及 IDF SDK 默認是通過 UARTO 接口輸出 Log 信息的,開發者選用以上 3 種連接方式將 ESP32-C3 芯片與 PC 連接在一起后,就可以在 PC 端輸出 Log信息。
JTAG 調試:開發者可以直接使用 ESP32-C3 芯片集成的USBJTAG 控制器進行調試。如果使用ESP32-C3 芯片的JTAG 接口進行調試時,需要把相關JTAG 接口的引腳MTMS/GPIO4、MTDI/GPIO5、MTCK/GPIO6、MTDO/GPIO7 連接到外部JTAG 適配器,然后進行調試。
射頻設計要求
如果智能照明產品采用帶有 PCB 天線的模組進行設計,則需考慮模組在底板 (Base board)的布局,應盡可能地減小底板對 PCB 天線性能的影響。建議將模組盡可能地靠近底板的邊緣放置,在條件允許的情況下,PCB 天線區域好可以延伸到底板板框外,并使 PCB 天線的饋點距離板框近。
智能家電wifi模組ESP32-C3樂鑫ESP32官網代理商模組ESP32-C3-WROOM-02的PCB 天線饋點在右側模組 ESP32-C3-MINI-1的PCB天線饋點在左側。
供電電源設計要求
當模組使用單一引腳供電時,只需要外接1個3.3 V、可提供 500mA 及以上電流輸出的電即可。電源紋波可極大地影響射頻的發射性能,一般情況下,在發送IEEE 802.11n MCST包時,電源紋波的峰-峰值必須小于 80 mV;在發送速率為 11Mbit/s 時,電源紋波的峰-峰必須小于120mV。