Cannonball：ESP32-C3 单锂电一体化便携传感开发板

Cannonball 是基于 ESP32-C3-WROOM-02-N4 的一体化单锂电 IoT 开发板。板载完整 1S 锂电充放电保护、电量计，集成 6 轴 IMU、温湿度、环境光传感器与可编程 RGB 灯，接入单节锂电池即可运行，适合便携传感、可穿戴与电池供电无线设备开发。

Cannonball：ESP32-C3 单锂电一体化便携传感开发板封面
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详细介绍

Cannonball 是基于 ESP32-C3-WROOM-02-N4 的一体化单锂电 IoT 开发板。板载完整 1S 锂电充放电保护、电量计，集成 6 轴 IMU、温湿度、环境光传感器与可编程 RGB 灯，接入单节锂电池即可运行，适合便携传感、可穿戴与电池供电无线设备开发。

一、核心概述

主控：ESP32-C3-WROOM-02-N4（RISC-V 单核，WiFi 2.4G + BLE，4MB Flash）

定位：单节锂电池供电便携 IoT 开发板，智能家居、可穿戴设备、RC 模型、随身传感器项目。

最大亮点：集成完整锂电充放电管理、电量计、保护电路，无需额外外部电源板，接入单节 LiPo 锂电池即可工作。

二、硬件功能清单（Features）

  • USB 接口：USB-C，内置 USBLIC6-4SC6 USB 线路 TVS 防护

  • 电池充电：BQ24075T 线性锂电充，默认 100mA 充电电流，可通过 GPIO 切换至 500mA

  • 电池保护：DW01A + FS8205A MOS 管，实现过充、过放、短路保护

  • 电量监测：MAX17048 I2C 电量计，附带低电量中断告警

  • 电源：AP2112K-3.3 LDO 稳压

  • 外设传感器全部 I2C 总线：

    1. LSM6DS3：6 轴 IMU（加速度计 + 陀螺仪）

    2. SHT40：温湿度传感器

    3. VEML6030：环境光传感器

  • 灯光：SK6812-ECO 可寻址 RGB 灯带（板载 MOS 管电源开关）

  • 扩展接口：JST SH 1.0mm 4pin I2C 引出；JST PH 2.0mm 2pin 电池座

三、电源系统说明

电源轨

来源

电压

重要限制

USB-C

外部 USB

标称 5V，最高 6V

不要超过 6V

5V 引脚 (VBUS)

USB / 外部输入

标称 5V，最高 6V

直通 USB 总线，直接给充电芯片和 LDO 供电

3V3 引脚

AP2112K LDO

精准 3.3V

外部供电绕过 LDO 直供时，电压范围 3.0V~3.6V，公差 ±0.3V

⚠️ 注意：外部给 3V3 引脚直供电不能超过 3.6V，不能低于 3.0V。

四、关键 GPIO 功能分配

GPIO

功能

说明

GPIO3

MAX17048 ALERT

低电平触发：电池低电量中断

GPIO4

SK6812 数据

RGB 灯带信号线

GPIO5

LED 电源 MOS 管控制

高电平开启灯带供电

GPIO10

BQ24075 EN

拉高充电电流提升至 500mA，默认 100mA

五、电池兼容要求

支持单节锂电池 / 锂聚合物电池 3.6~4.2V 标称电压

内置保护电路拦截风险：

  • 过充：≥4.2V

  • 过放：≤2.5V

  • 短路、过流保护

    电池座引脚定义：JST PH2.0 2pin，1 脚为正极；废旧电子烟电池、旧手机锂电池、航模 1S LiPo 均可使用。

六、硬件开源信息

  • 设计软件：KiCad

  • 获取方式：克隆仓库，打开CANNONBALL.kicad_pro工程

  • 库文件：原理图符号、封装全部内置在工程内，附带jlcpcb-pretty、jlcpcb.kicad_sym本地库，无需额外下载库

  • 开源仓库地址：GitHub user-will / PCB_CANNONBALL

七、典型应用场景

✅ 便携环境监测仪（温湿度 + 光照 + 姿态）

✅ 无线可穿戴设备、随身传感器

✅ 电池供电智能家居节点

✅ RC 设备遥测模块

✅ 低功耗 BLE/WiFi 数据采集终端

八、License

unlicense-未注明协议，请勿商业使用

九、项目地址

https://github.com/user-will/PCB_CANNONBALL