一、项目介绍

前段时间家里小朋友的学校要求养点小动物或小盆栽等，为此家里多了一只小乌龟。之前有同事养过乌龟，需要关注的点还蛮多的。比如恒温环境、晒背、水质过滤、喂食等。最近暑假打算带小朋友外出一段时间，因此远程控制功能也成了刚需。

需求总结如下：

• 灯光控制，目的是给乌龟晒背补充维生素D，促进钙的吸收。
• 恒温控制，乌龟的生长忌温度变化过快，否则容易生病。
• 过滤控制，控制水质过滤器的功率，如进食完后一段时间需要加大过滤器功率。
• 喷淋控制，为乌龟缸中的植物进行喷淋浇水。
• 喂食控制，定时定量给乌龟投喂食物。
• 远程控制，外出时可以远程控制以上功能。

二、设计框图及原理介绍

使用 Scheme-it 网页绘制的设计框图，初步体验下来感觉还是比较容易上手的。

Scheme-it 介绍

Scheme-it 是一款在线原理图和图表绘制工具，能让您在浏览器网页中创建并分享自己的技术布局设计。 该工具包括了构建电路所需的一整套原理图符号以及集成式 Digi-Key 目录，支持将产品图片和图像插入您的设计中。

该工具还包括一个集成式物料清单 (BOM)，以便您将每个通用符号或制造商元件与一个 Digi-Key 零件编号相关联。

设计框图

Scheme-it 项目分享链接：https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/ce6f24f96e2d49aa83c683e990984bbd

原理介绍

如上一节的框图中所示，依托 ESP32-S3 的连网功能与丰富的外设，对环境温度、湿度进行采集检测，以及控制多种外设。物联网功能可以很方便进行远程控制。

• 灯光控制，使用 ESP32-S3 的 GPIO 外设产生 PWM 控制灯光的开关与亮度调节。
• 恒温控制，根据采集到的环境温度进行自动调节加热模块的开关与功率。
• 过滤控制，控制水质过滤器的功率，如进食完后一段时间需要加大过滤器功率。
• 喷淋控制，根据采集到的环境湿度自动为乌龟缸中的植物进行喷淋浇水。
• 喂食控制，使用 ESP32-S3 的定时器与 GPIO 外设控制喂食装置的开关。
• 远程控制，通过 ESP32-S3 连接 WIFI 使用物联网功能进行远程控制上述功能

三、原理图及芯片介绍

原理图暂未绘制，待第二阶段完成后补充，下面介绍一下主要使用到的器件

ESP32-S3-WROOM-1U

ESP32-S3 是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的 MCU 芯片，支持远距离模式 (Long Range)。ESP32-S3 搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 MHz，内置 512 KB SRAM (TCM)，具有 45 个可编程 GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3 支持更大容量的高速 Octal SPI flash 和片外 RAM，支持用户配置数据缓存与指令缓存。

ESP32-S3-WROOM-1U 是一款通用型 Wi-Fi + 低功耗蓝牙 MCU 模组，搭载 ESP32-S3系列芯片。除具有丰富的外设接口外，模组还拥有强大的神经网络运算能力和信号处理能力，适用于 AIoT 领域的多种应用场景，例如唤醒词检测和语音命令识别、人脸检测和识别、智能家居、智能家电、智能控制面板、智能扬声器等。

文档链接：https://www.espressif.com.cn/sites/default/files/documentation/esp32-s3-wroom-1_wroom-1u_datasheet_cn.pdf

DHT11

DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有枀高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个 NTC 测温元件，并与一个高性能 8 位单片机相连接。

DHT11 为 4 针单排引脚封装，如下图，采用单线制串行接口，只需加适当的上拉电阻，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。

文档链接：https://www.semiee.com/file/ASAIR/ASAIR-DHT11.pdf

EG2131

EG2131 是一款高性价比的大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动专用芯片，内部集成了逻辑信号输入处理电路、死区时控制电路、欠压关断电路、闭锁电路、电平位移电路、脉冲滤波电路及输出驱动电路，专用于无刷电机控制器中的驱动电路。

EG2131 高端的工作电压可达 300V，低端 Vcc 的电源电压范围宽 11V～20V，静态功耗小于 100uA。该芯片具有闭锁功能防止输出功率管同时导通，输入通道 HIN 内建了一个 200K 下拉电阻， LIN 内建了上拉 5V 高电位,在输入悬空时使上、下功率 MOS 管处于关闭状态,输出电流能力 IO+/- 1/1.5A，采用 SOP8 封装。

文档链接：https://www.semiee.com/file/EG/EG-EG2131.pdf

四、结语

初次使用 Scheme-it 网页绘制的设计框图，初步体验下来感觉还是比较容易上手的。功能也比较丰富，可以绘制电路图，UML图等各种图表。

《FastBond》这类活动自由度比较高，最大限度地发挥个人的想象力、创造力进行创作。当然所要求的知识也是比较全面的，一个项目下来能将自己的知识融会贯通，理论结合实践。这类型的活动我个人十分喜欢，要不是时间精力不允许，真想同时参加多个项目。

最后，感谢硬禾学堂联合 DigiKey 推出的这次活动！此次活动带给我许多宝贵实践经验和机会，我们下期活动再见！