1、简单易用,可快速上手
2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模
3、支持简单的电路仿真
4、面向学生、老师、创客
1、全新的交互和界面
2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计
3、更严谨的设计约束,更规范的流程
4、面向企业、更专业的用户
标准版 【物联网类】基于ESP8266的AIOT开发板
简介:该项目是一款基于ESP8266的物联网开发板,旨在实现智能开关、温湿度计,智能灯等功能。
开源协议: GPL 3.0
本项目硬件部分完全采用立创EDA设计,嘉立创打板,立创商城采购物料,非常感谢立创EDA团队的支持,为国产EDA点赞,加油!!!!!
2020年8月18日 项目版本说明
本项目使用ESP8266 WIFI模块作为主控,型号为 安信可(商品编号:C82898)或者(商品编号:C82891),高性价比的WIFI SoC模组,资料丰富,可使用Arduino平台进行开发。(PS :之前安信可搞活动,买了好多ESP-12F,正好趁着这个机会用上它。)
ESP8266最小系统电路
ESP8266上电期间各引脚状态(参考:)
GPIO引脚 | 初始化状态 | 初始化状态 |
GPIO0 |
上拉 | H |
GPIO2 | 上拉 | H |
GPIO4 | 下拉 | L |
GPIO5 | 下拉 | L |
GPIO12 | 上拉 | H |
GPIO13 | 上拉 | H |
GPIO14 | 上拉 | H |
GPIO15 | 上拉 | H |
GPIO16 | 输出置高 | H |
在做V0.1版本电路的时候没有发现这个初始化状态的问题,直到板子焊好测试测试之后才发现这个端口上拉下拉的问题。
作为一款开发板,需要板载一个USB转TTL 用于固件下载及程序调试,型号为(商品编号:C84681),国民良芯,结实耐用,价格便宜。(PS:刚好在立创商城有一张WCH(南京沁恒)品牌券)。ESP8266下载固件时启动模式需要切换为下载模式,这里用三极管搭一个自动下载电路,型号为 (商品编号:C541705),手头有料。
ESP8266供电电压3V~ 3.6V,供电电流 > 500mA,这里选用AMS1117-3V3为WIFI模组供电,为确保WIFI模块的稳定性,单独用一个(商品编号:C347222)给其余外设供电。为避免电路电流倒灌,因此在电源输入处加了用于保护的肖特基二极管(商品编号: C402219)和(商品编号: C340689),LDO的输入和输出部分均放置了跳线电阻,便于对系统进行调试和排故,自恢复保险丝用于过流保护。
本项目温湿度传感器选用的是广州奥松电子的(商品编号:C117051)数字温湿度传感器。DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个 NTC 测温元件,并与一个高性能 8 位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、超长的信号传输距离、数字信号输出、精确校准的优点。
手头有一个WS2812的灯环,共24颗WS2812灯珠。买来放了好久了,这个项目正好可以用上,就是下图的这个,因此我这里就预留了一个排针的接口,便于用杜邦线进行连接。
有些灯珠只支持5V的电平信号控制,ESP8266的电平信号为3V3,需要一个电平转换电路,本项目用型号为(商品编号:C105164)的NMOS管设计了一个双向电平转换电路。WS2812的控制可以用普通的GPIO口控制,也能使用SPI的MOSI口控制,因此这里留了两个控制端口,便于选择控制方式,用短路帽选择端口便可。
继电器这里选择 (商品编号: C674571),这是一款线圈电压5V的常开型继电器(PS:刚好在立创商城有一张元则继电器15元的品牌券)刚好合适,就是个头有点大。继电器驱动需要专门设计,为了可靠性选择了专用芯片 (商品编号:C14894) ,此驱动电路为高电平触发。下拉电阻R15保证初始状态为低电平,确保系统上电时继电器不会吸合,避免误操作。因ESP8266的GPIO4端口初始化为低电平,因此下图的连接方式较合适的。
注:我这里实际使用的继电器型号是常开继电器,没有常闭触点,图纸上常开和常闭都有,图纸上这样设计只是为了方便兼容常开常闭的继电器。
下图是NUD3124的参考设计电路,外围电路非常简单
控制端口初始化为高电平的时候,上面的这个电路就显得不是很合适了,用以下这个电路较为合适,这个电路中用到了反相器SN74LVC1G04DBVR(商品编号:C434067)。
当MCU的GPIO初始化为高电平时,由于经过了反相器,信号为低电平,NUD3105不导通,继电器不吸合;当GPIO输出为低电平,经过反相器后为高电平,NUD3105导通,继电器吸合。
这是个常规的蜂鸣器驱动电路,可以选择有源或无源的蜂鸣器,本项目选择的是一款电磁式无源蜂鸣器,型号为(商品编号: C409836),无源蜂鸣器可以控制发音的频率。
这部分电路主要用于ADC的采集,选用1%的电阻用于采样。引出一个排针,用于外接阻性器件。
电源线必须先经过电容,然后才能给芯片和模块等器件供电
在中有对天线摆放位置的说明。
天线的放置如下图所示,天线底部挖空,两边设置净空区,不铺铜
继电器部分不铺铜,走线要加粗,线路走BOT层,可以设置开窗,焊接时可堆锡,增加载流能力,避免强电部分爬电,在引脚之间设置开槽。
2、先焊接电源部分,电源部分焊完后用万用表检查是否有短路,若无短路则上电测试,两颗电源指示灯都亮了说明电源部分正常
3、电源没问题,焊上CH340和电源部分的跳线电阻
4、焊好CH340后,连接电脑看看是否可以检测到CH340,电脑已识别CH340的设备,说明电路正常。
5、接下来焊接自动下载电路和ESP8266核心模块
6、连接电脑测试,程序可以正常烧录,ESP8266最小系统正常
7、焊接上其它器件,最终的板子如下图所示
8、开窗部分堆锡处理
注:此部分图片使用的是V0.1的版本,
开发环境:Arduino1.8.13 官网地址:https://www.arduino.cc/en/Main/Software
portable
首次启动Arduino IDE 后,默认路径就会自动指向portable这个文件夹,否则就会在C盘建立一个Arduino15的文件夹用于保存板卡SDK文件。
首次自动Arduino IDE后,portable文件夹内就会自动加载一些配置文件,添加ESP8266的板卡支持
开发板管理器加载平台索引
配置文件夹内的文件如图所示
SDK支持包:ESP8266 SDK 2.7.4 开源项目地址:https://github.com/esp8266/Arduino/releases/tag/2.7.4
推荐下载地址,这个是我这边整理好的文件,可直接使用 链接:https://pan.baidu.com/s/1plqgOPmJfFymJHCdbGuh7w 提取码:kf0e
在portable文件夹内新建一个 packages 文件夹,将下载的文件解压,如图所示
启动Aruino IDE 后,如下图所示,ESP8266 SDK就可以使用了.
DHT11软件包:DHT-sensor-library 项目地址:https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
推荐直接在库管理器进行安装,如下图所示
WS2812 软件包: Adafruit_NeoPixel 项目地址:https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel
推荐直接在库管理器进行安装,如下图所示
下载地址:
下载地址:https://diandeng.tech/doc/app-download
代码见附件:AIOT_Test_demo.zip
温馨提示:自己绘制异形元件封装时,最好按照数据手册提供的元件外形尺寸和封装现在CAD软件中绘制好元件尺寸外形,保存DXF文件,然后导入到元件封装中进行焊盘的放置。这样不容易出错。
ID | Name | Designator | Footprint | Quantity | BOM_Supplier | BOM_Supplier Part | BOM_Manufacturer | BOM_Manufacturer Part |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | DHT11 | U4 | DHT11-WT | 1 | LCSC | C117051 | Aosong (Guangzhou) Elec | DHT11 |
2 | 470 | R26,R23,R27 | R0603 | 3 | LCSC | C25241 | UniOhm | 0603WAJ0471T5E |
3 | 1TS002E-2500-2500 | SW2,SW1 | KEY-SMD_L6.1-W3.7-LS8.0 | 2 | LCSC | C329185 | HYP | 1TS002E-2500-2500 |
4 | 1nF | C2 | C0603 | 1 | LCSC | C1636 | FH | 0603CG102J500NT |
5 | CH340C | U8 | SOP-16_L10.0-W3.9-P1.27-LS6.0-BL | 1 | LCSC | C84681 | WCH | CH340C |
6 | DB301V-5.0-3P | J2 | CONN-TH_DB301V-5.0-3P | 1 | LCSC | C395881 | DIBO | DB301V-5.0-3P |
7 | Header-Male-2.54_1x3 | H1,H3,H2 | HDR-TH_3P-P2.54-V | 3 | LCSC | C49257 | BOOMELE | Header2.54mm 1*3P |
8 | NUD3105LT1G | Q5 | SOT-23-3_L2.9-W1.6-P1.90-LS2.8-BR | 1 | LCSC | C14894 | ON | NUD3105LT1G |
9 | 10uF/16V | C3,C10,C9,C4 | CAP-SMD_L3.2-W1.6-R-RD | 4 | LCSC | C128289 | Sunlord | TC211A106M016Y |
10 | 1K | R5 | R0603 | 1 | LCSC | C25585 | UniOhm | 0603WAJ0102T5E |
11 | 0 | R1,R2,R29,R6,R30,R7 | R0805 | 6 | LCSC | C25275 | UniOhm | 0805W8J0000T5E |
12 | DB301V-5.0-2P | J1 | CONN-TH_2P-P5.00_L7.6-W10.0 | 1 | LCSC | C395882 | DIBO | DB301V-5.0-2P |
13 | 10K | R9,R16,R19,R13,R14,R22,R8,R15,R12,R10,R11,R3,R20,R21 | R0603 | 14 | LCSC | C99198 | YAGEO | RC0603JR-0710KL |
14 | MTP125-1104S1 | U9,U7,U6 | HDR-TH_4P-P2.54-V | 3 | LCSC | C358686 | MINTRON | MTP125-1104S1 |
15 | FC-1608HRK-620H | LED2,LED1 | LED0603-RD | 2 | LCSC | C90692 | NATIONSTAR | FC-1608HRK-620H |
16 | U254-051N-4BH806 | USB1 | MICRO-USB-SMD_U254-051N-4BH806 | 1 | LCSC | C319170 | XKB Enterprise | U254-051N-4BH806 |
17 | AMS1117-3.3_C347222 | U5,U1 | SOT-223_L6.7-W3.5-P2.30-BR | 2 | LCSC | C347222 | Youtai Semiconductor Co., Ltd. | AMS1117-3.3 |
18 | 19-217/BHC-ZL1M2RY/3T | LED3 | LED0603-R-RD | 1 | LCSC | C72041 | EVERLIGHT | 19-217/BHC-ZL1M2RY/3T |
19 | Y3U-SS-105LM | U10 | Y3U-SS-105LM / Y3U新版本 | 1 | LCSC | C674571 | YUANZERELAY(元则继电器) | Y3U-SS-105LM |
20 | 10u/16V | C13 | CASE-A_3216 | 1 | LCSC | C128254 | CEC | CA45-A-16V-10uF-K |
21 | nSMD050 | F1 | F1206 | 1 | LCSC | C69688 | TECHFUSE | nSMD050 |
22 | 100K(1%) | R25 | R0603 | 1 | LCSC | C269699 | Tyohm | RMC0603100K1%N |
23 | SS24A_C211773 | D1 | SMA_L4.4-W2.8-LS5.4-RD | 1 | LCSC | C211773 | Yangzhou Yangjie Elec Tech | SS24A |
24 | ESP-12F(ESP8266MOD) | U13 | WIFIM-SMD_ESP-12F-ESP8266MOD | 1 | LCSC | C82891 | Ai-Thinker | ESP-12F(ESP8266MOD) |
25 | 100 | R17,R18 | R0603 | 2 | LCSC | C103204 | RALEC | RTT03101JTP |
26 | 100uF/25V | C16 | CAP-SMD_BD6.3-L6.6-W6.6-FD | 1 | LCSC | C3338 | HONOR | RVT1E101M0607 |
27 | 100nF | C11,C5,C8,C12,C6,C1,C17,C14 | 0603 | 8 | LCSC | C14663 | YAGEO | CC0603KRX7R9BB104 |
28 | MF-NSMF200-2 | F2 | F1206 | 1 | LCSC | C89656 | BOURNS | MF-NSMF200-2 |
29 | 1uF | C7 | C0603 | 1 | LCSC | C59782 | SAMSUNG | CL10B105KO8NNNC |
30 | 220K(1%) | R24 | R0603 | 1 | LCSC | C123420 | YAGEO | RC0603FR-07220KL |
31 | SMBJ30CA_C340691 | D2 | SMB_L4.6-W3.6-LS5.3-BI | 1 | LCSC | C340691 | Yangzhou Yangjie Elec Tech | SMBJ30CA |
32 | Z-211-0611-0021-001 | H4 | HDR-TH_6P-P2.54-V_Z-211-0611-0021-001 | 1 | LCSC | C190819 | Nextronics Engineering | Z-211-0611-0021-001 |
33 | 1N5819W | D3 | SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD | 1 | LCSC | C402219 | LGE | 1N5819W |
34 | YS-MBZ9042C03R16_C409836 | BUZZER1 | BUZ-TH_BD9.0-P4.00-D1.0-FD | 1 | LCSC | C409836 | Fengming | YS-MBZ9042C03R16 |
35 | 4.7K | R4 | R0603 | 1 | LCSC | C25999 | UniOhm | 0603WAJ0472T5E |
36 | SS8050_C541705 | Q1,Q4,Q3 | SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR | 3 | LCSC | C541705 | AnBon | SS8050 |
37 | WST3400S | Q2 | SOT-23-3_L2.9-W1.6-P1.90-LS2.8-BR | 1 | LCSC | C105164 | WINSOK | WST3400S |
38 | 0(NC) | R28 | R0603 | 1 | LCSC | C15402 | UniOhm | 0603WAJ0000T5E |
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