今天逛开源平台,看到一个大佬,开源了一个产品级的电动牙刷!
难得的是,这个牙刷还有一个屏显,可以方便查看电量,与手机网络交互。
下面,就看看它的具体功能,然后分析一下这个牙刷的电路设计原理。
一、功能/亮点1.基础功能
①支持3分钟定时刷牙
②双击切换4种档位,轻松切换扫震强度
③长按开关机,节约功耗
④支持锂电池供电+无线充电
⑤UI支持查看——电量、时间、动画、蓝牙WIFI配网情况
2.交互功能
设备联网后,支持连接手机APP(ESP RainMaker),进行如下交互:
查看电池电量:低于20%低电量提醒调整刷牙模式:四挡扫震强度设置控制开关:忘记关机也没事设置刷牙时长记录每天刷牙时长:一个月内的数据那么,想自己做一个智能牙刷,要如何设计硬件部分?
其实不难~
二、硬件设计整体功能框架
原理图(嘉立创EDA设计)
PCB图(嘉立创EDA设计)
PCB正面 3D图 (嘉立创EDA)
PCB背面 3D图 (嘉立创EDA)
是不是看起来还蛮简单的呢?分析一下设计原理!
产品设计过程中,电源设计,是重中之重。所以……
电池管理:芯片选型考虑?
本项目,采用TP4056芯片进行电池管理。其主要实现充电功能,并具备防反接保护功能,防止过充和过放。
充电芯片 CHRG 引脚通过一个10K电阻上拉,当电池充电时,CHRG引脚为低电平,其余状态均为高电平,CHRG 引脚 与 ESP32-C2 芯片的 GPIO5 连接,可通过检测该管脚的电平状态,来识别电池充电状态。
已知,ESP32-C2 ADC的最大量程为0-3.3V,而18350锂电池电压最高可达到 4.2V,已超过3.3V。
在这样的情况下,怎么实现对电池电路的检测?
这里采用两个等值电阻将电池电压进行分压,再通过 ESP32-C2 ADC(GPIO4对应为通道4)获取电池电压,将测得的电压值乘以2即得到实际的电池电压,由此实现对电池电量的监测。
其他说明
①采用输入电压范围较宽的HE9073A33M5R LDO芯片 进行稳压,将锂电池电压稳压至 3.3V,为芯片及其他外设供电。
②使用 TC118S 直流电机驱动芯片驱动超声波震动电机,该芯片具备低功耗和低成本的优势。
③通过无源蜂鸣器实现声音提示功能。
④使用 CP2102N USB 转 UART 芯片,方便通过 USB Type-C 口烧录程序和调试。
参考资料:
[1]https://oshwhub.com/esp-college/esp-toothbrush
【正文完】
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