XPboard placa para o XPsys

Para desenvolver projeto XPsys que é um sistema embarcado para o ESP32 utilizando a interface gráfica do ST7920, encomendei a fabricação de uma placa que eu mesmo projetei no Software Eagle para utilizar com o Doit ESP32 DevKit v1.

Este é um projeto Open Source Hardware (OSHW) a paǵina do registro se encontra neste link, você é livre para utilizá-lo, gostaria que você mencione meu nome no projeto pois dediquei parte do meu tempo livre para desenvolvê-lo. SOMENTE O HARDWARE É OPEN SOURCE, o XPsys é um software livre sobre licença GNU v3.

O Software XPsys pode ser conferido no poster abaixo:

XPsys – Sistema para ESP32 com ST7920

O XPsys é um sistema embarcado desenvolvido para o ESP32 com o monitor ST7920, usando a biblioteca u8g2 para execução do sistema

Veja Mais…

Capa_XPsys_Soft XPboard placa para o XPsys

XPboard_Icone_v1.2b-1-1 XPboard placa para o XPsys — XPboard V1.2

XPsys_hardware XPboard placa para o XPsys — XPboard V1.0

O circuito foi desenvolvido no Eagle Software, coloquei elementos que facilitam na utilização especificamente com a biblioteca u8g2, evitei usar jumpers de pinos e utilizei jumpers de soldagem para utilização do circuito, abaixo segue o esquemático do circuito:

Esquematico_XPboard_V1.2b-2-2 XPboard placa para o XPsys — Esquemático do XPboard v1.2b

Para a parte de layout da placa, utilizei uma placa de 100mm x 100mm o que foi suficiente para todos os componentes que eu estava desejando utilizar, tentei aproveitar quase todo o espaço útil da placa.

XPboard_Board_Superior_V1_1 XPboard placa para o XPsys — v1.1 Parte Superior

XPboard_Board_Inferior_V1_1 XPboard placa para o XPsys — v1.1 Parte Superior

No Kicad consegui gerar alguns 3D que ficaram idênticos ao projeto montado fisicamente (basta deslisar para o lado):

3D_XPboard_V1.2_04-1-1 XPboard placa para o XPsys — Representação 3D do XPBoard – Parte Inferior

3D_XPboard_V1.2_03-1-1 XPboard placa para o XPsys — Representação 3D do XPBoard – Parte Inferior

3D_XPboard_V1.2_02-1-1 XPboard placa para o XPsys — Representação 3D do XPBoard – Parte Superior

3D_XPboard_V1.2_01-1-1 XPboard placa para o XPsys — Representação 3D do XPBoard – Parte Superior

3D_XPboard_V1.2b_ESP32_Front-2_montado-1-1 XPboard placa para o XPsys — Representação 3D do XPBoard – Parte Superior sem display

3D_XPboard_V1.2b_ESP32_Front-2-2 XPboard placa para o XPsys — Representação 3D do XPBoard – Parte Superior da placa

Fisicamente o projeto ficou bom, dentro das minhas expectativas, creio que ainda tenho muito a melhorar, abaixo segue a XP board montada fisicamente com todos os componentes:

XPboard_foto_01-1-1 XPboard placa para o XPsys

XPboard_foto_03-1-1 XPboard placa para o XPsys

XPboard_foto_02-1-1 XPboard placa para o XPsys

XPboard_GPIO35_Pullup-1-1 XPboard placa para o XPsys

Detalhamento dos Componentes:

Nesta placa você pode usar os próprios botões da biblioteca u8g2 que utiliza 6 portas do ESP32 sendo elas:

Pino	Botão
GPIO 26	Acima
GPIO 14	Abaixo
GPIO 25	Esquerdo
GPIO 27	Direito
GPIO 12	Selecionar
GPIO 13	Voltar

u8g2_botoes_sch XPboard placa para o XPsys — Jumpers no esquemático

u8g2_botoes_brd XPboard placa para o XPsys — Jumpers na placa física

Para o XPsys utilizei uma porta analógica para os botões, economizando 5 pinos do ESP32, para dividir os botões utilizei resistores como configuração de divisor de tensão, sendo possível adicionar muitos resistores, o ruim desta técnica é que quanto mais botões a leitura fica mais sensível a variações de tensão, montei um tabela utilizando a tela de leitura de “Leitura de pino dos botões”, com a tensão máxima estável de 3,30 V:

Botão	Resistor (10k R_button)	Leitura ADC (Max 4095)	Tensão
Esquerdo	1 kΩ	160	0,13 V
Acima	4,7 kΩ	1040	0,84 V
Abaixo	8,2 kΩ ou 10KΩ	1598	1,29 V
Direito	15 kΩ	2110	1,70 V
Selecionar	33 kΩ	2743	2,21 V
Voltar	47 kΩ	3011	2,43 V

Botões_XPboard-1024x856 XPboard placa para o XPsys — Configuração dos botões

Para quem quer testar esse projeto em um Protoboard aqui está abaixo a montagem que deve ser seguida:

XPboard_ST7920_protoboard-2-1024x878 XPboard placa para o XPsys — Montagem equivalente do XPboard no Protoboard utilizando o botão analógico para o XPsys.

As conexões do display ST7920 deve ser conforme a tabela abaixo:

Pino ST7920	Descrição	Pino ESP32
1. VSS / GND	Comum	GND
2. VDD / 5V	Alimentação	Vin / 5V
3. Vo	Ref. Contraste	Potenciômetro
4. RS	Selec. Registrador	GPIO35
5. RW	Escrita Registrador	GPIO32
6. ENABLE	Habilitar I/O	GPIO33
15. PSB	Comun. Serial / Paralela	GND
17. RESET	Reiniciar LCD	GPIO27
19. BLA	Anodo LED	5V
20. BLK	Catodo LED	GND

Log de Mudanças:

Maio – 2019 – v1.1
Lançado a Primeira versão publica 1.1 da XPboard
Janeiro – 2020 – v1.2b
Lançado uma segunda versão com umas correções da XPboard,
+ Adicionado um Ressistor de Pull-up no GPIO35.
+ Adicionado um slot de regulador AMS-1117- 5v a mais para ajudar na dissipação da potencia aliviando a temperatura para entradas de tensões de 12V

Para a versão 1.2b do XPboard adicionei um resistor de pull-up no GPIO35 da placa pois este pino fui descobrir que não possui um resistor de pull-up internamente o que não deixava exibir nenhuma imagem no display gráfico, caso você tenha baixado a versão 1.1 basta dicionar um pequeno resistor de 10K próximo dos dois resistores de I²C (SDA e SCL) como está na imagem abaixo:

XPboard_GPIO35_Pullup XPboard placa para o XPsys — Pull-up adicionado no GPIO35

Na versão 1.2b já corrigi este problema, você pode baixar tranquilamente

Downloads dos Arquivos

Abaixo estou disponibilizando os arquivos Gerb do projeto para quem quiser encomendar no site da jlcpcb ou outro site qualquer. Eu encomendei no jclpcb e veio tudo OK.