ESP-HaloPanel

项目简介

随着生活品质的不断提升，智能家居不断走进千家万户，同时一款设计精美、体积小巧、操作简便的全屋智能家居控制面板也成为每个家庭的新宠。它不仅能够提升您的居住体验，更能以前所未有的便捷方式管理家中的一切。

ESP-HaloPanel 是一款基于 ESP32-C2 系列模组（ESP8684-WROOM-02C-N4）开发的 超低成本智能家居面板，面板中央配备一个 圆形屏幕 用于显示信息，屏幕周围均匀分布了 6 个触摸按键，用于控制操作。它通过 Wi-Fi 接入 Home Assistant 智能家居系统来实现对多设备的快捷控制。同时具备三个功能界面，分别用于 洗衣机控制、灯光控制 和 温度控制。

视频展示

ESP-HaloPanel：用 ESP32-C2 打造超低成本智能家居面板

制作不易，还请各位客官看完一键三连哦！

供电方式

ESP-HaloPanel 支持 磁吸底座 、锂电池 和 USB 三种供电方式。既可以长时间吸附在墙壁上使用，也可以拿在手里当做遥控器使用，还支持通过 USB 线进行常供电，具有较强的使用灵活性。

功能演示

ESP-HaloPanel 以其触摸按键控制智能家居设备，不仅提供了一种直观而便捷的操作方式，还确保了快速响应时间，让智能生活体验更加流畅和高效。

• 控灯演示

与传统开关相比，ESP-HaloPanel 提供了更灵活的灯光控制方式，允许用户轻松调整灯光的亮度和颜色，以适应不同场景和个人喜好，带来更加个性化和舒适的照明体验。

• UI 交互

乐鑫推出的先进屏幕优化方案，采用分段解码和内存映射技术，能够在资源受限的 ESP32-C2 芯片上实现流畅的 UI 动画效果，同时保持帧率的稳定性。

此外，用户可以根据自己的需求，灵活定义 UI 界面和交互逻辑，为产品带来个性化的用户体验。这一方案不仅提升了设备的性能，也为用户提供了更大的创造空间。

• 模式切换

通过长按静音键，您可以关闭按键提示音，实现在不同场景下的模式切换，享受更为宁静的操作体验。再次长按该键即可轻松恢复提示音，操作简便，随心而动。

• 睡眠唤醒

在节能领域，ESP32-C2 芯片表现卓越，它支持高节能的低功耗模式。其轻睡眠（Light-Sleep）模式下支持 Wi-Fi 保活；而深度睡眠（Deep-Sleep）模式则能够将设备的平均电流消耗降至仅 5 μA，可以显著延长电池使用寿命。

此外，ESP32-C2 通过检测 RTC GPIO 的电平实现了快速唤醒功能。同时结合了 Wi-Fi 快连功能，支持从深度睡眠（Deep-Sleep）模式唤醒并成功建立 Wi-Fi 连接仅需 300 毫秒，为用户提供了丝滑且高效的功耗管理体验。

硬件设计

ESP 硬件设计指南请参考 《ESP 硬件设计指南》

ESP-HaloPanel 的硬件系统由以下部分组成：

• 主 MCU : ESP8684-WROOM-02C-N4

• USB & Auto Download（自动下载电路）：通过 USB 连接器的 D+ 和 D- 引脚连接到 USB-to-UART （ CP2101 ）芯片的 USB 管脚，然后转接到 ESP8684-WROOM-02C-N4 模组的 UART0 管脚上。通过 UART0 的 DTR 和 RST 信号管脚来控制 EN 和 GPIO9 的电平状态为 ESP-HaloPanel 产品提供自动控制电路以进入下载模式，可用于固件下载，同时支持为 ESP-HaloPanel 产品进行常供电，并支持通过 USB 接口实现充电功能。如果是量产产品，自动下载电路可以省去。用户可直接使用外部的 USB-to-TTL 串口工具连接至 ESP8684-WROOM-02C-N4 模组的 UART0（GPIO19 和 GPIO20）管脚进行固件下载。另外，乐鑫也提供了 ESP-Module-Prog-SUB-02 烧录底板，可直接为 ESP8684-WROOM-02C-N4 模组烧录固件。

• LDO ：HE9073A33M5R 是一颗低压差稳压器（LDO）芯片，具有宽压输入的特性，支持的输入电压范围为 3.3V~7V， 然后将输入电压稳定在 3.3V 输出，为 ESP-HaloPanel 产品提供稳定的供电环境。

• Power Manage（电源管理）：电源管理电路支持磁吸底座的 5V 输入和 3.7V 锂电池（满电状态下为 4.2V）输入的完美切换。当使用 ESP-HaloPanel 磁吸底座时，ESP-HaloPanel 由 5V 磁吸底座供电，此时锂电池不参与供电工作，并且锂电池将由底座的 5V 经过充电 IC 进行充电。当 ESP-HaloPanel 从磁吸底座离开后，ESP-HaloPanel 将由锂电池继续供电。

• Lithium Battery Charging（锂电池充电模块）：使用专用的充电管理芯片 （TP4056），支持控制充电电流和充电状态。与电源管理电路配合工作，确保 ESP-HaloPanel 产品可以使用锂电池供电并安全充电。

• LCD 模块：使用 ESP8684-WROOM-02C-N4 模组的 GPIO0~GPIO4 作为 SPI 接口，为 LCD 屏幕提供信号控制，用于显示文本、图形等信息，同时支持背光控制，通过一个 S8050 和 AO3401A 进行组合，然后使用 GPIO8（高电平亮；低电平灭）进行屏幕背光控制。

• Touch Button（触摸按键）：使用 BS8112A-3 电容式触摸按键控制芯片（最多支持 12 个 Touch Pad），通过 ESP8684-WROOM-02C-N4 模组的 I2C 外设管脚读取多个触摸按键的电极（KEY1 到 KEY6，其他 Touch 管脚接 GND）感应来实现按键控制开关机、菜单选择、音量加减和静音的功能。 BS8112A-3 芯片的 IRQ 管脚可用于检测 Touch Pad 的触摸状态。当任意一个按键被触摸时，IRQ 管脚为低电平；当所有触摸按键无触摸时，IRQ 管脚为高电平。在这里我们将 BS8112A-3 芯片的 IRQ 管脚与 ESP32-C2 芯片的 GPIO5 进行连接，用于将 ESP32-C2 芯片从 Deep-Sleep 模式唤醒，以实现低功耗。

• WS2812B 模块（按键背光模块）：使用 6 颗智能 WS2812B-2020 串接组成 ，通过 ESP32-C2 的 GPIO18（RGB_CTRL） 轻松控制每个 RGB LED 的颜色和亮度，可实现炫酷的按键背光效果。考虑到低功耗需求，所有的 WS2812B 供电都可控制掉电和上电，和 LCD 的背光控制部分一样，由一个三级管和一个 PMOS 管组合控制，和 LCD 背光控制共同使用 ESP32-C2 的 GPIO8（POWER_CTRL） 管脚控制。

• Button （按钮）：使用一个简单的物理按钮电路，连接到 ESP32-C2 芯片的 GPIO9 和 EN 管脚，用于ESP-HaloPanel 产品硬件复位和手动切换 ESP32-C2 的启动模式（SPI Flash Boot 或 Download Boot）。如果是量产产品，按钮可以省去。

• Buzzer（蜂鸣器模块）：通过 ESP32-C2 芯片的 GPIO10 引脚控制电路中的三极管导通或截止，从而驱动蜂鸣器发声，用于播放提示音。

• GPIO Mapping（GPIO 映射）：列出了 ESP32-C2 芯片各个外设（如 LCD、 RGB LED、按键等）管脚的 GPIO 映射关系，便于开发者了解不同管脚的功能。

物料清单

• ESP8684-WROOM-02C-N4 * 1
• 1.28 寸圆形 LCD * 1
• BS8112A-3 触摸 IC * 1
• WS2812B-2020 * 6
• 蜂鸣器 * 1
• HE9073A33M5R LDO * 1
• 锂电池充电 IC TP4056 * 1
• 亚克力面板 * 1
• 其他物料（电阻、电容、MOS 管、三极管等）

3D 展示

3D 文件已上传至附件，有需要可自行下载！

硬件改版说明

注：版本号在 PCB 板背面有标注。