基于ESP-07的触摸台灯设计

一、题目要求

二、功能描述

1.PCB 上设计了四个触摸按键，对PCB右侧两颗LED(RGB)进行控制

• M键为切换灯光色温模式键，在冷色光和暖色光之间调节。
• ON/OFF为开关灯键。
• +为灯光亮度增加键，短按梯度调节灯光亮度，长按无极调节灯光亮度。
• -为灯光亮度减小键，短按梯度调节灯光亮度，长按无极调节灯光亮度。

2.可进行联网控制灯光，后续亦可接入米家等物联网平台，通过语音助手进行灯光控制。

3.USB口供电，亦可通过USB口进行程序烧录，支持Arduino编程。

三、设计特点

1.板载两颗LED灯珠模拟台灯灯珠，简单直观，用以验证点亮LED以及调光功能。

2.复位按键，用以调试。

3.使用Type-c接口，与现在大部分手机数据线通用，方便寻找线材。

4.触摸芯片配置IO使用0Ω电阻进行配置，用来选择触摸芯片工作模式，方便实现更多按键功能。

5.板载USB转串口以及自动下载电路，直接使用usb接口一键下载程序，并可使用Arduino进行编程。

6.完全模拟实际所需台灯的所有功能，验证成功后只需要根据所需外壳重新设计PCB外形即可。

7.PCB面积（宽5.72cm   长6.65cm）在嘉立创打样限制的10cm*10cm以内，打板成本极低。

四、元器件选型

1.主控使用安信可的ESP-07s模块作为主控，自带高灵敏度陶瓷天线，信号强度满足需求。32位MCU，性能满足需求。支持WIFI，可进行联网控制，实现智能家居台灯的功能需求。同时价格也在可接受的范围内。

2.使用WCH的CH340进行USB转串口，普遍选用的USB转串口芯片，除官方文档外还有大量资料可供参考。

3.LDO使用KEXIN的AMS1117-3.3芯片，可在低压差下稳定输出主控所需的3.3V电压，同时价格低廉。

4.触摸芯片使用SHUODING的SD8223LC芯片，具有自校准功能， 适合有各种干扰的场合，触摸芯片的灵敏度不会被干扰源干扰而自校准改变，一致性比较强。还具有最大开启时间功能，并选择了最大开启时间为10s的**LC版本，因为在台灯使用时只有并没有长按很长时间的使用需求，**防止系统被一直触发，导致不可预料的后果，所以采用了此款IC。

5.USB接口使用Type-c接口，支持正反插，使用方便，并且与现在大部分手机数据线通用，方便寻找线材。

6.使用WS2812灯珠，可编程并且占用IO少，并且如果使用Arduino编程有大量可方便调用的库。

五、布局布线设计

1.ESP-07s按照官方要求摆放位置，将PCB天线区延伸出底板板框外，以追求最优的信号表现。（类似于图中②的摆放位置）

2.CH340的USB D+D-引脚与USB插口的对应引脚在同一水平高度，尽量减少差分线拐角。

3.触摸区域放置在PCB底部，远离原件，防止干扰，并按照设计文档进行了包地保护。

4.触摸区域背面不铺铜处理，防止误触发。

4.整块PCB还用圆弧的布线拐角处理，更合理也更美观（除小部分短小多拐角线路外）。

5.LDO的GND引脚使用过孔包围。

6.同时使用丝印标注原件标号和容阻参数，更直观，更方便手工焊接。

7.每个灯珠使用一个0.1UF的电容进行滤波，保护灯珠。其他元件的滤波也都按照文档要求进行布局走线。

六、设计心得

通过本次考核题的设计，了解到了布局的重要性，布线是在布局的基础上进行的，正所谓：“布局布线。布局布线，先布局再布线”，也学习到了在电源的布线过程中，滤波电容的摆放和走线原则，先分析电源流向、分支情况，再进行合理布局布线，达到所需的效果。至此，本工程第一版设计已经完成，已经下单印刷PCB，后续会再根据PCB焊接完成后的测试情况进行本工程的修改、完善，并会及时上传实物图和演示视频。

七、焊接过程及实物演示

后排挂一下我的其他工程！！

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