FastBond2阶段1-基于ESP32-C3FN4的智能水杯框图设计
一、项目介绍、设计思路
之前在某矿泉水瓶上看到每日喝水的标语，然后发现自己经常出现忘记喝水的情况。为了应对这种情况，我考虑能否将水杯智能化，从而起到提醒打水、提醒喝水的作用。
基于提醒打水和提醒喝水的两个基础功能，本次设计通过单点水位检测芯片TC301D来检测水位、通过温度传感器MCP9701T-E/TT来检测温度，通过LED来显示温度和水位百分比，通过蜂鸣器来实现声音提醒。因为杯盖误碰的概率较高，采用按键来控制LED的显示、蜂鸣器的提醒关闭。
二、方案框图
根据比赛要求，使用得捷的Scheme-it来设计框图，是十分甚至九分的方便。
本项目的主要框图如下，得捷网站链接如下智能水杯设计框图。
三、主要元器件介绍
ESP32-C3FN4
ESP32-C3 系列 SoC 是⼀款超低功耗、⾼度集成的基于 MCU 的解决⽅案，⽀持 2.4 GHz Wi-Fi 和蓝⽛®低功耗（蓝⽛ LE）。
CPU和内存亮点：
32-bit RISC-V 单核处理器, 最高160 MHz
384 KB ROM
400 KB SRAM (16 KB for cache)
8 KB SRAM in RTC
先进的接口：
22 or 16 个可编程 GPIOs
数字接口:
3 × SPI
2 × UART
1 × I2C
1 × I2S
远程控制外设，带 2 个发射通道和 2 个接收通道
LED PWM 控制器，最多 6 个通道
全速 USB 串⾏/JTAG 控制器
通⽤ DMA 控制器 (GDMA)，具有 3 个发射通道和 3 个接收通道
1 个TWAI® 控制器，兼容ISO 11898-1 (CAN 规范 2.0)
模拟接口:
2 个 12 位 SAR ADC，最多 6 个通道
1 × 温度传感器
低功耗管理：
具有四种电源模式的电源管理单元
TC301D
简介：
TC301D电容式检测芯片可以用于人体检测、一点水位检测、接近感应等。
此芯片具备自矫正功能。可以透过5mm之内玻璃、塑料、亚克力等非金属材质来实现水位的隔离检测。
芯片的抗干扰能力极强，使用简单方便。适用于饮水机，咖啡机，鱼缸等等小家电产品上。
硬件特点 ：
单通道电容触控传感器模块
输出管脚内部
10K 上拉电阻
三个外部端口（GND，VDD，OUT）
工作电压范围 2.7V~5.5V
MCP9701T-E/TT
特征
微型模拟温度传感器
可用封装：SC70-5、SOT-23-3、TO-92-3
较宽的温度测量范围：-10°C ~ 125°C
精度： 0°C ~70°C范围内是±4°C
较宽的工作电压范围： VDD = 3.1V to 5.5V
低工作电流：6 µA（典型值）
经过优化，可驱动大容性负载
四、项目总结和活动体会
通过FastBond2阶段1，我设计了一个可以检测水位、检测温度并提醒喝水的水杯。希望后续有时间能够完善电路图，然后把实物制作出来。
