GEM多功能测量工具-功率计-PPS可调-TOF-高温计-转速计

GuaupEspnowMod

GEM 多功能测量工具
基于 ESP32-C3 开发的多功能测量与控制系统。
集成了多种传感器的测量，支持多种通信方式。主要用于电子实验调试、原型开发和小型设备控制。

外部链接

视频介绍bilibili
外壳模型已经上传MakerWorld

GEM分为两款 同一PCB不同3D打印件

1. 电池无线款

• 使用BLE连接手机
• ESP-NOW无线连接GBC
• 可以直测舵机（因为有电池可以提供5V）
• 需要开启BLE或者ESPNOW
• 待机电流约100mA
• 使用3500mah的18650电池，理论续航35小时
  

2. 无电池直连GBC款

• 使用串口连接GBC（使用2.0排针）
• 无需电池，供电由GBC提供
• 不可以直测舵机
• 可以关闭BLE和ESPNOW
• 待机电流约20mA
• GBC只有打开指定传感器界面内的时候才会供电给GEM
• 当开启激光转速计或者TOF测距仪时，工作电流约40mA
  

GEM主要功能

• 电流电压功率计
• 高温温度计
• NTC温度计
• TOF测距仪
• 激光转速计
• PPS/PD可调电源
• 舵机测试仪
• ESC电调调速
• PWM发生器
• RGB灯效反馈

通信方式

1. UART

• 连接串口调试工具，设置波特率115200，即可与GEM进行通信
• 使用2.0排针4pin，连接GBC（迷你串口调试器）

2. BLE蓝牙

• 手机使用BLE助手连接
• 配套小程序（后期可能会出）

3. ESP-NOW无线

• 使用ESPNOW连接GBC，可自动配对

参数说明

电流电压功率计 - INA226

• 测量总线电压 ------------- 0-36V
• 测量电流（1mΩ）-------- 0-40A（峰值80A）
• 计算功率 ------------------ 0-999W
• 可设定分流电阻 ---------- 1-100mΩ
• 支持高分辨率模式
• 16位ADC分辨率
• 测量精度：±0.1%

高温温度计 - MAX6675

• 工作温度：-20°C 至 +85°C
• 测量范围：0°C 至 +1024°C
• 精度：±2°C
• 分辨率：0.25°C

NTC温度计 - ESP32C3-ADC

• 使用10k B3950 NTC
• 上拉电阻：10kΩ
• ADC分辨率：12位（4096）
• 测量范围：-30°C 至 +125°C

TOF测距仪 - VL53L0X

• 高精度模式：0-500mm（VHA模式）
• 长距离模式：0-2000mm（VLR模式）
• 测量精度：±1mm（短距离）~ ±3mm（长距离），全量程误差±3%
• 支持滤波
• 支持校准

激光转速计 - 3.3V激光头+650nm激光接收管

• 建议使用反射贴纸
• 非接触式转速测量
• 实时RPM输出
• 测量范围：9-999999 RPM
• 支持校准

PPS/PD可调电源 - FUSB302+INA226

• 如果充电器支持PPS，就会进入PPS界面，否则进入PD界面
• 自动读取PDO报文和PPS报文
• 支持固定电压诱骗
• 支持PPS（可编程电源）
• PPS模式下电压会根据INA22检测到的电压，进行调整。
• 电压电流调节
• PPS电压范围：3.5V-20V（会根据报文自动设定）
• PPS电压步进：0.02V
• PPS电流范围：0A-5A（会根据报文自动设定）
• PPS电流步进：0.05A

舵机测试仪 - ESP32C3-PWM

• 舵机直插就能测试（GEM带电无线款）
• 输出频率：50Hz
• 占空比范围：2.6-12.4（舵机0-180度）
• 占空比步进：0.1%
• PWM精度：14 Bits

ESC电调调速 - ESP32C3-PWM

• 连接电调的GND和S信号线
• 输出频率：50Hz
• 占空比范围：4.5-10.5（常规电调的占空比范围）
• 占空比步进：0.1%
• PWM精度：14 Bits

PWM发生器 - ESP32C3-PWM

• 宽范围PWM信号输出
• 输出PWM时可动态调整占空比
• 输出PWM时可动态调整频率
• 输出频率：3Hz - 300,000Hz
• 占空比范围：00.0-100.0%
• 占空比步进：0.1%
• PWM精度：14 Bits - 7 Bits （根据频率自动切换）

RGB灯效反馈 - WS2812B

• 多种动态灯效
• 可调节亮度
• 待机灯效可以切换

系统说明

• 可开启 或 禁用自动关机功能
• 自动关机时间可设置：10-99分钟
• GBC可联动GEM，同步关机

实拍图

硬件说明

主控+功能芯片：ESP32C3FH4 + INA226 + FUSB302 + MAX6675 + VL53L0X
电池充放电保护+LDO：IP5306 + IP3005A + ME6211C33M5G
串口自动下载：CH340K + S8050
PWM电平转换：SN74LVC1T45DBVR
防止XT60的电源倒灌到PD充电器：MX5050T + NCE4009S
另需要：2*3mm紫铜条 + 采样电阻R3920 + K型热电偶 + 10KNTC + 3.3V激光头 + IS0103解调管

----BOM清单的详细购买链接会放群文件----468962112----

复刻注意事项

无线带电款 - 最小复刻成本35元（不算电池和打印壳子）
直连GBC款 - 因为可以不焊接部分芯片和原件，所以成本更低
使用1.2mm厚4层板，内电层，添加过孔请注意！！！
可打样沉金，沉金面积刚好卡死，
阻抗选免费的JLC04121H-7628 + +/-20%
如果打样不能使用优惠券，可以删掉几个螺丝固定孔周边的小过孔
GEM的控制和数据显示，都需要GBC（项目已经开源），或者使用BLE调试助手
GEM的固件需要使用Flash_download_tool烧入，无需激活，固件在群文件
NTC的温度计暂时还没校准
VL53L0X的TOF测距仪，需要手动校准，校准后0-500mm内误差约2mm