PCB-Redesign: Lade- & Versorgungsschaltung für NFC-Audiobox (KiCad / JLCPCB)
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RemoteProjektziel: Überarbeitung einer bestehenden Hauptplatine für eine NFC-gesteuerte Audiobox. Der Schwerpunkt liegt auf einer robusten Akku-, Lade- und Versorgungsschaltung auf Basis eines 2S-LiFePO4-Akkupacks. Das Projekt wird in KiCad umgesetzt und bei JLCPCB gefertigt.
Hauptaufgaben:
1. Akku, Laden & Versorgung (Kernaufgabe):
- Lade- und Versorgungsschaltung für ein 2S-LiFePO4-Akkupack (6,4 V, Datenblatt wird bereitgestellt) zeichnen
- Passenden Akkustecker auf der Platine vorsehen (Position oben oder unten offen, Vorschlag erwünscht)
- USB-C-Port auf der Hauptplatine ergänzen: Laden des Akkus über herkömmliches USB-C-Kabel; bei angeschlossener Box während des Ladens soll die Versorgung ebenfalls über USB-C erfolgen
- Klärung, ob das Akkupack ein eigenes BMS bzw. eine Schutzschaltung mitbringt oder ob diese auf die Platine muss
- Stabiles Setup anstreben, z. B. mit Temperaturkontrolle und Load-Balancing; Stromspitzen von ca. 2,5 A sind zu berücksichtigen
- Bestehenden harten Ein-/Aus-Schalter (Kill Switch) prüfen: korrekte Position in der Versorgung und Auslegung für den Strom des 2S-Packs
2. ESP32-S3 als Onboard-Modul:
- Wechsel vom bisherigen Devboard (Lilygo TTGO T8) auf ein fertiges Espressif-Modul mit Antenne (ESP32-S3, 16 MB Flash, 8 MB PSRAM); keine Einzelchips
3. SD-Karte: von SPI auf SDMMC:
- SD-Karten-Slot auf der Platine integrieren
- Umstieg von SPI (bisherige Pinbelegung: SCK 12, MISO 13, MOSI 11, CS 10) auf SDMMC für bessere Geschwindigkeit
4. Taster & Status-LED:
- Reset- und Boot-Taster (aktuell auf dem Devboard) als vertikale Taster auf die Platine übernehmen
- Kleine, schwache Status-LED zur Betriebsanzeige integrieren
5. Audio – Verstärker onboard:
- MAX98357A (für 4-Ω-/3-W-Breitbandlautsprecher) direkt auf die Platine integrieren
- PCM5102A-DAC (für Klinkenanschluss/Kopfhörer) direkt auf die Platine integrieren
- Keine Änderungen an der bestehenden Software erforderlich
- Kopfhörererkennung über den ESP32 beibehalten
- Lautsprecheranschluss vorsehen (aktuell Molex-Stecker, Alternativvorschlag willkommen)
6. Flachbandkabel:
- Bestehendes Flachbandkabel-Setup zwischen Haupt- und Deckelplatine prüfen (in der letzten Iteration traten LED-Flackerprobleme auf)
Voraussetzungen:
- Erfahrung mit KiCad
- Kenntnisse der JLCPCB-Parts-Library; bevorzugte Verwendung von Basic Parts
- Kenntnisse in LiFePO4-Lade- und Versorgungsschaltungen
- Sehr gutes Deutsch oder Englisch
- Bereitschaft, den Platinenaufbau zu erläutern
Zeitrahmen / Projektlaufzeit:
- Phase 1 (ca. 1 Woche): Schaltplan – Lade-/Versorgungsschaltung, Klärung der BMS-Frage, Verstärker onboard, ESP32-Modul, SDMMC (finale Platinenkontur wird hierfür nicht benötigt)
- Phase 2: Layout und Beschriftung der Platine (Platinenkontur wird zu Projektbeginn nachgeliefert; Orientierung: Hexagon mit ca. 66,85 mm Kantenlänge)
Erwartetes Ergebnis:
- Vollständiges KiCad-Projekt inklusive Footprints, das eigenständig weiterbearbeitet werden kann
- Angemessen beschriftete Platine
- Angebot bitte mit Preisangabe pro Phase