"Open Source Hardware Showcase" (路飞新开的坑)。在这个栏目中,会搜罗介绍和展示各种硬件开源项目,并分享其特点、设计原理、设计资料等。缩写为OSHS。这是第一期,与大家分享一个袖珍电子实验室。
这个项目背后的故事
项目故事
在过去的十年中,电子工程师们解决了各种问题,无论是创造帮助残疾人的工具,用探索机器人穿越海洋深处,用环境传感器网络穿越河流和沼泽,还是从地球的每个角落收集能量,有时与遥远天空中的卫星连接。现在是我们为自己制作工具的时候了。工欲善其事必先利其器。
在学生时代,我们的背包里总是装着一堆工具:万用表、编程下载器、USB 到 UART 转换器、电源适配器和各种模块,还有各种开发板原型机,无论在宿舍、校园还是实验室。经常羡慕软件的朋友,他们只有一台时尚简单的笔记本电脑。即使在毕业后,情况也没有太大变化;我仍然带着一个小工具箱,里面有逻辑分析仪、JLink 编程器、适配器等物品。我相信全世界很多人都面临着和我类似的挑战,现在是我解决这个问题的时候了。
项目目标
目标
目标是创建一个紧凑的设备,可以放入口袋并独立运行,而无需笔记本电脑。在实际场景中,例如使用机器人电路、汽车系统或室内传感器网络,随身携带笔记本电脑并不总是可行的。该设备的小尺寸和独立功能将使其方便,是每个人最喜欢的口袋伴侣。
连接笔记本电脑时,它应与笔记本电脑无缝集成,以充分利用其固有功能。过去,我们有“多功能”设备,如总线监控器,JTAG,FT2232等。然而,这些器件总是需要随附的原理图和引脚排列图,这被证明是非常不方便的。我不想在将杜邦电缆插入设备之前花费额外的时间浏览网页和搜索此信息。这就是为什么使用 Felini 时,用于连接电线的引脚图将直接出现在屏幕上,使过程更加顺畅和轻松。
与最初的想法相比,Felini 已被简化为更经济实惠。Filini项目不仅针对工程师,还针对学生的用户友好工具。一些常见的功能,如 DAPLink、逻辑分析仪、信号发生器、USB 转 UART/I2C,不需要外部硬件,将来当 USB 控制命令完成后,可以完全部署在市场上任何经济实惠的 esp32 套件上。对于完整版的Felini,一切都是开源的,从PCB制造,SMT元件组装,到外壳制造,都可以在嘉立创PCB完成。因此,任何对电子产品充满热情的人都可以创建自己的版本。
规格和功能
Felini 是在三个试用版本之后创建的,在成本和复杂性之间取得了平衡,同时具有以下技术规格和功能。
技术规格和功能
Operating voltage | 3.3 - 21V |
Battery | 150mAh |
USB | USB2.0, PD2.0, 3.0, PPS |
Power output | 3.3 - 21V (using PPS) |
Button | Power button, Encoder button |
Operating System | FreeRTOS |
Display | LCD TFT 240*280 Touch |
CPU | ESP32S3 240Mz |
Memory | 8MB PSRAM, 32MB Flash |
Connectivity | BLE/ WIFI 2.4ghz |
CAN 2.0 | |
RS485 | |
I2C, SPI, UART | |
JTAG, PWM, 1Wire | |
USB 2.0 |
特征:
直观的触摸显示屏
灵活的引脚排列接口
通过 TypeC提供电力传输能力和 USB 通信
触摸屏,通过编码器进行微调
宽电源兼容性范围为 3-21V,可在引脚和 USB 电源之间自动无缝切换
独立操作,无需笔记本电脑
独立的 3.3V 电源,无需电源线
每个应用的引脚映射的可视化界面
通过蜂鸣器发出声音警报
通过 BLE/无线网络进行无线连接。
详细设计目标和应用
详细的设计目标和应用
我希望最大限度地提高Filini在嵌入式应用中的硬件功能,并实现与Filini所取代的设备相当的性能。这将满足我的大部分测试需求,我希望它也能为你做同样的事情。以下是我提出的一组初步设计目标。
当前原型完全满足了这些目标:
DAP Link 支持大多数 ARM 内核微控制器系列的调试。
标准 USB UART/RS485 桥接器。
用于I2C总线,版本检查的快速地址扫描工具。
伺服控制,通过编码器进行角度调整,用于伺服测试目的。
控制 WS2812、RGB、1903、9803 和 6803 LED 灯条。
在 GPIO 引脚上观察和测量 0-3300V 范围内的模拟电压。
USB 转 CAN 2.0
频率脉冲计数。
延迟的时间测量,例如两次按键之间的间隔或测量代码执行时间。
在未激活电源功能时,通过 XT30-UM 在 0-21V 范围内进行电压测量。
通过 XT30U-M 端口供电/充电。
绝缘外壳。
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