基于ESP32-C3模块的一体化单锂电IoT开发板开源项目介绍

描述

你有没有算过,做一个"能带出门"的IoT设备,需要多少外围电路?

电池充电管理、电量监测、过充过放保护、稳压电源、传感器、无线通信……把这些东西凑齐,光是电源部分就得画一块板子,传感器又得画一块,主控再画一块。三块板子一叠,体积比手机还大。

然后我在华秋开源硬件社区翻到了这个项目——Cannonball。

一块比火柴盒还小的板子,上面塞了一颗ESP32-C3、完整的锂电充放电管理、电量计、6轴IMU、温湿度传感器、环境光传感器、可编程RGB灯,还有USB-C。

接入一节锂电池就能跑。不需要外接电源板,不需要额外传感器模块,不需要飞线。

它就是一块"电池形状的开发板",或者说,一块"自带大脑和感官的电池"。

这块板子上到底集成了什么?

来,我给你数一下这块板子上有什么:

电源部分:

BQ24075T线性锂电充电芯片,默认100mA充电电流,GPIO拉高可以切到500mA快充

DW01A + FS8205A电池保护,过充、过放、短路全拦截

MAX17048电量计,I2C接口,能告诉你电池还剩百分之几,还能在低电量时发中断告警

AP2112K-3.3 LDO稳压,给ESP32-C3和传感器供电

传感器部分:

LSM6DS3,6轴IMU,加速度计+陀螺仪,能感知姿态和运动

SHT40,温湿度传感器,精度±0.2°C、±1.8%RH

VEML6030,环境光传感器,能测光照强度

通信部分:

ESP32-C3-WROOM-02-N4,RISC-V单核,Wi-Fi 2.4G + BLE 5.0,4MB Flash

其他:

SK6812可寻址RGB灯,带MOS管电源开关,GPIO控制

USB-C接口,带TVS防护

JST SH 1.0mm 4pin I2C扩展

JST PH 2.0mm 2pin电池座

所有这些,在一块比火柴盒还小的PCB上。

正面中央是ESP32-C3模块,黑色的屏蔽罩,上面印着"ESP32-C3-WROOM-02"。旁边是各种传感器芯片,像LSM6DS3、SHT40、VEML6030,都是小封装的,不仔细看都认不出来。

USB-C接口在板子底部,竖着插进去。电池座在顶部,JST PH 2.0mm的,插上3.7V锂电池就能跑。

板子边缘一圈是GPIO引脚,标着IO0、IO1、IO4、IO5……每个引脚旁边都有GND和3V3,方便接扩展模块。

RGB灯在板子一角,默认不亮,程序控制下可以呼吸、闪烁、变色。

开源

几个让我服气的工程细节

第一,充电电流可切换。

默认100mA,适合小容量电池(比如废旧电子烟里的100mAh小电池),不会充坏。GPIO拉高切换到500mA,适合大容量电池快速充电。这个设计很贴心——不是"一刀切",而是"按需配置"。

第二,电量计不是电压估算,是库仑计数。

MAX17048用的是ModelGauge算法,通过监测电池充放电电流来估算剩余容量,比简单的"电压-容量对照表"准得多。而且它能在低电量时发中断,主控收到中断可以 gracefully 关机,避免数据丢失。

第三,RGB灯带独立电源开关。

SK6812是"耗电大户",静态电流就有几毫安。作者用MOS管做了一个电源开关,GPIO5控制。不用灯的时候彻底断电,省电。这个细节很多开发板都没有。

第四,电池座兼容废旧电池。

JST PH 2.0mm 2pin,1脚为正极。作者特意说明:废旧电子烟电池、旧手机锂电池、航模1S LiPo都能用。这是真正的"垃圾再利用",环保且省钱。

做一块要多少钱?我给你算笔账

ESP32-C3-WROOM-02-N4 ¥8-12
BQ24075T + DW01A + FS8205A ¥3-5
MAX17048电量计 ¥5-8
LSM6DS3 IMU ¥8-12
SHT40温湿度 ¥5-8
VEML6030环境光 ¥3-5
SK6812 RGB灯 + MOS管 ¥2-3
PCB打样(5片) ¥15-20
阻容元件、接口、连接器 ¥10-15
总计 ¥60-90
项目 价格

六十到九十块,做一块集成完整电源管理+多种传感器+无线通信的一体化开发板。

对比买散件自己搭:

ESP32-C3开发板:¥15-25

锂电充电模块:¥5-10

电量计模块:¥10-15

IMU模块:¥15-25

温湿度模块:¥10-15

环境光模块:¥5-10

各种杜邦线、面包板:¥10-20

散件总计:¥70-120,而且体积大、接线乱、功耗高

Cannonball把成本压到更低,体积做到更小,集成度做到更高。

它能干嘛?别着急慢慢跟你说

便携环境监测仪:塞进口袋,实时记录温湿度、光照、姿态。去爬山,它能告诉你海拔变化(通过气压估算,虽然板子上没气压计,但IMU的加速度数据可以辅助);去露营,它能告诉你帐篷里闷不闷(温湿度)。

可穿戴设备:做成手环、挂坠、钥匙扣。RGB灯做通知提醒,IMU做步数检测,BLE连手机传数据。

智能家居节点:放在房间角落,监测温湿度和光照,自动联动空调、加湿器、窗帘。电池供电,不需要插座,想放哪放哪。

RC模型遥测:装在无人机、航模、遥控车上,实时回传姿态、电量、环境数据。MAX17048的电量计比普通的电压检测更准,能告诉你"还能飞多久"而不是"电压还剩多少"。

低功耗数据采集:BLE 5.0的功耗很低,配合ESP32-C3的轻睡眠模式,一节500mAh电池能用好几天。定时唤醒、采集、上传,循环往复。

写在最后

这就是开发板"一体化"的价值——不是让你做更多事,而是让你少做无用功。这块板子没有NPU,没有摄像头,没有花哨的AI功能。它就是一颗ESP32-C3,加上一套完整的电源管理和几个实用的传感器。

但有时候,"够用"比"全能"更难得。

项目地址:

https://p.eda.cn/d-1399328600330600448

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