CodeCell ist ein kompaktes Modul mit dem ESP32-C3, verschiedenen Stromversorgungsoptionen und integrierten Sensoren – und das alles in einem winzigen Formfaktor von 1,85 cm Breite. Diese Eigenschaften machen es zu einem leistungsstarken Werkzeug für eine Vielzahl von Anwendungen.
In diesem ersten Abschnitt machen wir uns zunächst mit der Schaltung der CodeCell vertraut. Anschließend führen wir Sie durch die einfachen Schritte zur Einrichtung Ihrer CodeCell.
Um die Schaltkreise genauer zu verfolgen, sehen Sie sich hier die CodeCell-Schaltpläne an .
Das Herzstück der CodeCell ist das ESP32-C3-Modul, ein kompakter Mikrocontroller, der für seine Maker-freundliche Bauweise im IoT-Bereich bekannt ist. Er kombiniert eine Arduino-kompatible Architektur mit integrierten WLAN- und Bluetooth Low Energy (BLE)-Funktionen.
Die PCB-Antenne des ESP32-C3-Moduls ist seitlich, abseits von anderen Komponenten, positioniert, um Störungen zu minimieren und die Signalübertragung und den Signalempfang zu verbessern. Diese Platzierung trägt dazu bei, den Einfluss von Masseflächen oder anderen leitfähigen Oberflächen, die die Antennenleistung beeinträchtigen könnten, zu reduzieren. Tests haben gezeigt, dass die Leistung der Antenne bei batteriebetriebenen Anwendungen unbeeinträchtigt bleibt. Beim Anschließen des USB-C-Kabels zum Laden treten nur minimale Störungen auf, da diese Kabel typischerweise abgeschirmt sind.
Der ESP32-C3 bietet 4 MB Flash und 400 KB SRAM und ist damit für die meisten Anwendungen geeignet. Sein 32-Bit-RISC-V-Single-Core-Prozessor mit bis zu 160 MHz bewältigt effizient verschiedene Aufgaben. Der ESP32-C3 verfügt außerdem über einen USB-Seriell/JTAG-Controller, der das erneute Flashen von CodeCell über den USB-C-Anschluss ermöglicht und die serielle Kommunikation sowie das Debugging erleichtert.
Die CodeCell bietet flexible Stromversorgungsoptionen. Sie kann über den LiPo-Akkuanschluss, ein USB-C-Kabel oder beides mit Strom versorgt werden.
Die Energieverwaltung übernimmt der Batteriemanagement-Chip BQ24232, der Dynamic Power-Path Management (DPPM) unterstützt. Dadurch kann CodeCell mit Strom versorgt und gleichzeitig der Akku geladen werden. Der Ladevorgang erfolgt in drei Phasen:
Die Ausgangsspannung wird über den BQ24232-Chip geregelt und unterstützt bis zu 1500 mA bei Stromversorgung über den LiPo-Akku und 450 mA über USB.
Der Ladestrom des LiPo-Akkus ist standardmäßig auf 90 mA eingestellt, um eine sichere Laderate für den optionalen 170-mAh-LiPo-Akku zu gewährleisten. Fortgeschrittene Benutzer können diese Rate anpassen, indem sie den 0402-Widerstand R12 nach der Formel R = 870/Ichrg ersetzen. Diese Änderung wird nur für Personen empfohlen, die Erfahrung mit dem Löten von 0402-Komponenten haben. Weitere Informationen finden Sie im Datenblatt des BQ24232.
Die CodeCell-Bibliothek bietet visuelles Feedback zum Stromstatus über die integrierte adressierbare RGB-LED:
Die Platine enthält außerdem 100-µF-Kondensatoren für eine stabile Stromversorgung und TVS-Dioden zum ESD-Schutz. Ein 3,3-V-Low-Dropout-Regler (LDO) (NCP177) liefert einen stabilen 500-mA-Ausgang mit einem Dropout von 200 mV bei maximalem Strom.
Das kompakte Design der CodeCell erforderte eine sorgfältige Platzierung der GPIO- und Stromversorgungsanschlüsse. Die Platine ist in Funktionsbereiche unterteilt:
Die CodeCell ist mit integrierten Sensoren ausgestattet, um ihre Funktionalität zu verbessern:
VCNL4040 Lichtsensor:
Optionaler 9-Achsen-Bewegungssensor BNO085:
Unsere CodeCell-Bibliothek vereinfacht die Sensorkonfiguration und das Lesen jedes Sensors.
Viele ESP32-Entwicklungsboards verfügen über RST- (Reset) und BOOT- Tasten. Der ESP32-C3 auf CodeCell kann jedoch automatisch über die Arduino IDE in den Boot-Modus wechseln, wodurch diese Tasten überflüssig werden und ein kleinerer Formfaktor möglich wird.
Wenn bei der CodeCell eine Ausnahme auftritt (die zu kontinuierlichen Zurücksetzungen führt), kann sie zum erneuten Flashen manuell in den Bootmodus gezwungen werden:
Wenn Sie diese Schritte befolgen, wird die CodeCell wieder zum Leben erweckt.
Jedes CodeCell-Paket enthält:
