ESP32-C3-MINI-1
可编辑电子胸卡
总览
A cost-controlled editable electronic name badge for wearable use, supporting customizable display content, mobile mini-program and web backend management, and future secondary development.
MagicYU系统架构
POWER
MCU
DISPLAY
MODULE
ACTUATOR
- USB_PORT → PMIC_CHARGERUSBUSB Type-C provides 5V input to the charger and power-path management IC
- BATTERY → PMIC_CHARGERPowerSingle-cell Li-Ion battery connects to charger for charging and system power backup
- PMIC_CHARGER → BUCK_3V3PowerSystem output from charger feeds the 3.3V buck regulator
- BUCK_3V3 → MCUPowerRegulated 3.3V powers the main BLE MCU module
- BUCK_3V3 → DISPLAY_EPAPERPowerRegulated 3.3V powers the e-paper display module
- BUCK_3V3 → FLASH_STORAGEPowerRegulated 3.3V powers the external SPI flash
- MCU → DISPLAY_EPAPERSPIMCU updates the e-paper display over SPI and control GPIOs
- MCU → FLASH_STORAGESPIMCU accesses external NOR flash for asset and data storage
- MCU → BUTTON_USERGPIOUser button input for wake, pairing, refresh, or reset functions
- MCU → LED_STATUSGPIOMCU drives status LED for user feedback
物料清单（BOM）
| 型号 | 类型 | 组件 | 制造商 | 封装 | 数量 | 数据表 | 匹配 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UBBP01 | POWER | Single-cell Li-Ion Battery Primary rechargeable power source for the electronic badge | Ultralife Corporation | — | 1 | 已匹配 | |
| ZIO-101888 | POWER | BQ24075 Handles USB input power, single-cell Li-Ion charging, power-path management, and system supply output | Smart Prototyping | — | 1 | 已匹配 | |
| TPS62740DSSR | POWER | TPS62740 Converts battery/system voltage to regulated 3.3V for MCU and display with very low quiescent current | Texas Instruments | WSON-12 | 1 | 已匹配 | |
| ESP32-C3-MINI-1-N4 | MCU | ESP32-C3-MINI-1 Main controller for Bluetooth communication, content storage/processing, device management, and e-paper display updates | Espressif Systems | 53-SMD Module | 1 | 已匹配 | |
| 2.9inch e-Paper Module | DISPLAY | GDEY029T94 Displays participant name, company, title, and QR code with ultra-low static power consumption | Waveshare | - | 1 | 已匹配 | |
| 10147605-00011LF | MODULE | USB Type-C Receptacle Provides 5V input for battery charging and optional wired firmware/debug access | Amphenol ICC (FCI) | — | 1 | 已匹配 | |
| W25Q64JVSSIQ | MODULE | W25Q64JVSSIQ Stores badge images, fonts, templates, QR content cache, and firmware assets | Winbond Electronics Corporation | 8-SOIC (0.209", 5.30mm Width) | 1 | 已匹配 | |
| B3FS-4002P | MODULE | Tactile Push Button Used for wake-up, manual refresh, pairing, or factory reset actions | OMRON | — | 1 | 已匹配 | |
| CLTEQ-INDICATOR-LAMP | ACTUATOR | Green SMD LED Indicates charging, Bluetooth pairing, update status, and fault conditions | TE Connectivity RAYCHEM | — | 1 | 已匹配 |
组装指南
6-10 小时Advanced
1
采购与准备
- 按照物料清单采购并核对以下器件：单节锂电池 UBBP01、BQ24075 充电管理芯片 ZIO-101888、TPS62740DSSR 降压芯片、ESP32-C3-MINI-1-N4 主控模块、GDEY029T94 2.9 英寸电子纸模块、USB Type-C 母座 10147605-00011LF、W25Q64JVSSIQ SPI 闪存、B3FS-4002P 轻触按键、绿色贴片 LED。确认每种器件数量、封装、丝印和引脚定义与设计一致。
- 准备一块适用于胸卡结构的主板 PCB，板上应预先布置以下网络：USB_PORT 到 PMIC_CHARGER 的 VBUS_5V 和 GND；BATTERY 到 PMIC_CHARGER 的 BAT 和 GND；PMIC_CHARGER 到 BUCK_3V3 的 SYS 和 GND；BUCK_3V3 输出到 MCU、DISPLAY_EPAPER、FLASH_STORAGE 的 3V3 和 GND；MCU 到电子纸的 SPI 与控制线 SCLK、MOSI、CS、DC、RST、BUSY；MCU 到 W25Q64JVSSIQ 的 SPI 线 SCLK、MOSI、MISO、CS；MCU 到按键的 BUTTON_IN；MCU 到 LED 的 LED_DRV。
- 准备装配辅料与工装：焊锡膏、助焊剂、锡丝、镊子、热风枪、恒温烙铁、PCB 支架、清洗剂、绝缘胶带、双面胶或电池固定胶、Type-C 供电线、3.3V 串口下载器或支持 ESP32-C3 的烧录夹具。
- 在焊接前使用万用表检查 PCB 的电源网络是否短路，重点测量 VBUS_5V 对 GND、BAT 对 GND、SYS 对 GND、3V3 对 GND 的阻值，确认无明显低阻短路后再开始贴装。
2
硬件组装与接线
- 先焊接电源入口与充电部分：将 USB Type-C 母座 10147605-00011LF 焊接到 PCB，对应连接 VBUS_5V 和 GND；再焊接 BQ24075，确保其 USB 输入端接 VBUS_5V，电池端接 BAT，系统输出端接 SYS。完成后检查 Type-C 外壳固定脚和细间距引脚是否虚焊或连锡。
- 焊接 TPS62740DSSR 降压电源芯片，使其输入端接 BQ24075 的 SYS 输出，输出端接 3V3 电源网络，为 ESP32-C3、电子纸和 SPI 闪存供电。焊完后清洁焊盘周边残留助焊剂，避免低功耗电路漏电。
- 焊接主控 ESP32-C3-MINI-1-N4，按 PCB 丝印确认 1 脚方向。确保其 3V3 和 GND 供电脚可靠连接，并预留下载相关引脚用于后续固件烧录和调试。若设计包含 BOOT、EN、TX、RX 测试点，应同步检查焊盘完整性。
- 焊接 W25Q64JVSSIQ 外部 SPI 闪存，连接到 ESP32-C3 的 SCLK、MOSI、MISO、CS，并接入 3V3 与 GND。该芯片用于存储字体、模板、二维码缓存和后续升级资源，建议在 PCB 上将其布置在 MCU 附近以缩短 SPI 走线。
- 安装 GDEY029T94 电子纸模块，将其电源脚接 3V3 和 GND，信号脚分别连接 ESP32-C3 的 SCLK、MOSI、CS、DC、RST、BUSY。若使用 FPC 座连接，插入排线后锁紧卡扣；若为模块引脚焊接，需保证焊点平整无虚焊。
- 焊接 B3FS-4002P 轻触按键和绿色贴片 LED。按键一端接 ESP32-C3 的 BUTTON_IN，另一端接 GND；LED 由 ESP32-C3 的 LED_DRV 控制，按设计串联限流电阻后接到 3V3 或 GND 参考端，实现充电、配对、更新和故障状态提示。
- 最后连接单节锂电池 UBBP01 到 BQ24075 的 BAT 和 GND 端，并用双面胶或电池固定胶将电池粘贴在胸卡后壳或主板背面预留区域，确保不压到 ESP32-C3 天线和电子纸背板。
- 完成全部焊接后，使用万用表再次测量 VBUS_5V、BAT、SYS、3V3 对地阻值，并进行首次限流上电。先插入 Type-C 线检查 BQ24075 是否输出 SYS，再确认 TPS62740 是否稳定输出 3.3V，最后确认 ESP32-C3 上电无异常发热。
3
固件烧录与配置
- 将 ESP32-C3 烧录工具连接到主板下载接口，至少接好 3V3、GND、TX、RX，并按设计接入 BOOT 和 EN 控制脚或手动进入下载模式。电脑端安装 ESP32-C3 对应烧录工具和串口驱动，识别到设备串口后准备烧录。
- 烧录主固件到 ESP32-C3，固件功能至少包括：蓝牙配网或配对、接收手机小程序和电脑后台下发的人员信息、从外部 W25Q64JVSSIQ 读取字体与模板、生成姓名、公司、职位和二维码版面，并驱动 GDEY029T94 完成局部或全屏刷新。
- 向 W25Q64JVSSIQ 写入初始资源包，包括常用中文字体、默认模板、会务胸卡背景图、二维码生成参数、欢迎页和恢复出厂页素材。资源命名建议统一采用中文字段映射，例如“姓名”“公司”“职位”“二维码”。
- 配置按键与 LED 逻辑：短按按键用于唤醒或手动刷新，长按进入蓝牙配对，超长按恢复出厂设置；绿色 LED 慢闪表示待配对，常亮表示充电中，快闪表示内容更新中，连续双闪表示错误告警。将这些状态说明写入固件默认配置。
- 为后续二次开发预留接口：在固件中开放蓝牙命令集或串口调试指令，至少支持读取电池电压、读取固件版本、读取资源版本、下发文本字段、下发二维码内容、触发电子纸刷新、清空缓存和导出日志。
4
测试与调试
- 进行充电与供电测试：通过 USB Type-C 接入 5V 电源，观察 BQ24075 充电状态是否正常，测量 BAT 电压上升情况，确认系统在插电和拔电两种状态下都能通过 SYS 与 TPS62740 稳定输出 3.3V，设备不重启、不死机。
- 进行显示功能测试：下发一组完整会务信息，包括“姓名”“公司”“职位”“二维码”，确认 GDEY029T94 能正确显示中文、英文、数字和二维码，画面无鬼影、无缺行、无倒置。重复刷新 10 次，验证 BUSY、RST、DC、CS 等控制线稳定。
- 进行通信功能测试：分别使用手机小程序和电脑后台向胸卡发送不同内容，验证蓝牙配对、信息下发、资源切换、模板切换和刷新触发流程。测试内容应包含长姓名、超长公司名、空职位字段和不同二维码长度，确保版面自动适配。
- 进行按键和指示灯测试：短按检查唤醒或刷新是否触发，长按检查是否进入配对模式，超长按检查是否恢复出厂；同时观察绿色 LED 的慢闪、常亮、快闪和错误双闪状态是否与固件逻辑一致。
- 进行低功耗测试：胸卡待机静置，测量休眠电流是否达到设计目标；再执行一次蓝牙连接、内容接收、电子纸刷新和回休眠的完整流程，记录峰值电流与平均耗电，用于估算单次充电后的续航时间。
- 完成整机装配与出厂检查：将主板、电子纸和电池固定到胸卡外壳，确认外壳不压迫屏幕和排线；贴上绝缘材料，整理 Type-C 开口、按键孔和指示灯窗口；最后生成一张默认演示页面，显示“可编辑电子胸卡”“姓名示例”“公司示例”“职位示例”和测试二维码，作为出厂验收画面。
设计文档
可编辑电子胸卡 (editable electronic name badge)
一款面向会务等多场景使用的低成本可编辑电子胸卡，支持信息显示、自定义编辑、手机小程序与电脑后台双端下发，并预留后续二次开发能力。
设计概览
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 产品类型 | 可编辑电子胸卡 |
| 核心功能 | 显示参会者姓名、公司、职位、二维码等信息, 支持内容自定义与编辑, 支持通过手机小程序下发和更新内容, 支持通过电脑网页/管理后台统一管理与下发内容, 支持后续微信小程序接入和开发者二次开发, 适用于多种场景使用 |
| 供电方式 | Li-Ion Battery |
| 连接方式 | Bluetooth |
| 尺寸约束 | small |
| 使用环境 | wearable |
| 制作难度 | Advanced |
| 预计时间 | 6-10 小时 |
系统架构
供电拓扑: USB Type-C 5V feeds the BQ24075 charger/power-path IC, which charges the single-cell Li-Ion battery and provides a SYS rail. The SYS/battery rail is converted by the TPS62740 into regulated 3.3V for the ESP32-C3 MCU, SPI flash, and e-paper display. During portable use the battery powers the system through the same path; during USB connection the charger powers the load and charges the battery simultaneously.
模块清单
| 模块 ID | 类型 | 名称 | 功能 | 电压 |
|---|---|---|---|---|
| BATTERY | POWER | Single-cell Li-Ion Battery | Primary rechargeable power source for the electronic badge | 3.7V |
| PMIC_CHARGER | POWER | BQ24075 | Handles USB input power, single-cell Li-Ion charging, power-path management, and system supply output | 5V input / 3.7V battery |
| BUCK_3V3 | POWER | TPS62740 | Converts battery/system voltage to regulated 3.3V for MCU and display with very low quiescent current | 3.3V |
| MCU | MCU | ESP32-C3-MINI-1 | Main controller for Bluetooth communication, content storage/processing, device management, and e-paper display updates | 3.3V |
| DISPLAY_EPAPER | DISPLAY | GDEY029T94 | Displays participant name, company, title, and QR code with ultra-low static power consumption | 3.3V |
| USB_PORT | MODULE | USB Type-C Receptacle | Provides 5V input for battery charging and optional wired firmware/debug access | 5V |
| FLASH_STORAGE | MODULE | W25Q64JVSSIQ | Stores badge images, fonts, templates, QR content cache, and firmware assets | 3.3V |
| BUTTON_USER | MODULE | Tactile Push Button | Used for wake-up, manual refresh, pairing, or factory reset actions | 3.3V |
| LED_STATUS | ACTUATOR | Green SMD LED | Indicates charging, Bluetooth pairing, update status, and fault conditions | 3.3V |
关键器件
9/9 个模块已匹配到真实器件。完整 BOM 表见「BOM」标签页。
单节锂离子电池 (UBBP01)
Best match for a single-cell 3.7V rechargeable Li-Ion battery pack; explicitly listed as 3.7V 1.8Ah Li-Ion. More appropr
锂电池充电与电源路径管理芯片 (ZIO-101888)
Only candidate returned for BQ24075 search; likely an evaluation/demo board related to the BQ24075 power-management IC.
超低功耗3.3V降压稳压器 (TPS62740DSSR)
Exact match to TPS62740 regulator family; suitable low-Iq buck converter for generating 3.3V from battery/system voltage
乐鑫ESP32-C3蓝牙微控制器模组 (ESP32-C3-MINI-1-N4)
Exact base part match for ESP32-C3-MINI-1; N4 is the standard variant and best fits the searched module name without add
制作概要
- 制作难度: Advanced
- 预计时间: 6-10 小时
- 所需工具: 恒温烙铁, 热风返修台, 镊子, 万用表, 可调电源, ESP32-C3 烧录器
完整制作步骤见「Build Guide」标签页。
Generated by YuanQi AI Design System · Query: 我想设计一个可以编辑的电子胸卡 成本要控制住 这个胸卡可以显示 可以自定义 可以编辑 后续我会用微信小程序或者让参会的开发者进行二改和自定义的 请帮我设计一下