“設(shè)計(jì)使用了由nRF52840 構(gòu)建的低功耗模組 NINA-B306-00B，并集成了 MPU6050 慣性測(cè)量單元。”

Made with KiCad 系列將支持新的展示方式。直接將以下鏈接復(fù)制到瀏覽器中(或點(diǎn)擊“閱讀原文”)：

https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=3c9d9977-5c4e-4983-b276-e2bc50c85f7a&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F3c9d9977-5c4e-4983-b276-e2bc50c85f7a.zip 即可動(dòng)態(tài)查看設(shè)計(jì)的原理圖、PCB、3D 及 BOM，查詢?cè)O(shè)計(jì)中器件、走線、焊盤(pán)的屬性詳情。還可以在原理圖中與AI小助手互動(dòng)，幫您更高效地學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)：

概覽 智能篩子選擇了帶有NRF52840的NINA-B306模塊。相比直接使用裸的 nRF52840芯片，該模塊在使用上更為方便。NRF52840相較于其他同類(lèi)產(chǎn)品，比如ESP32，不僅在功耗方面表現(xiàn)更為出色，具有更高的能效，能夠有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間，降低能耗。NRF52840 在開(kāi)發(fā)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）方面也有更好的支持，例如Arduino IDE。

功能特性

基于 nRF52840 低功耗、多協(xié)議 Bluetooth 5 SoC。

藍(lán)牙 V5 低能耗連接。可與智能手機(jī)、平板電腦或支持 BLE 的定制設(shè)備配對(duì)。

兼容 Arduino Nano 33 BLE。

MPU6050 IMU 集成加速計(jì)和陀螺儀，用于檢測(cè)骰子的方向和移動(dòng)，以進(jìn)行滾動(dòng)檢測(cè)。

TP4056 鋰離子電池充電 IC，具有過(guò)充保護(hù)功能。

板載 USB C 型端口，用于充電和編程。

人臉指示 LED。

用于狀態(tài)指示的 RGB LED。

定制印刷電路板，布局緊湊、優(yōu)化，集成了所有元件。

設(shè)計(jì)符合骰子外形尺寸。

使用 MPU6050 進(jìn)行實(shí)時(shí)方向檢測(cè)，以確定擲出骰子后的朝向。

擲骰子后，LED 亮起，顯示骰子朝上的數(shù)字。

支持 Android 應(yīng)用程序。配套應(yīng)用程序可接收擲骰子數(shù)據(jù)并顯示結(jié)果。

電路分析

首先是電源部分，包括電源輸入、電池充電和電壓調(diào)節(jié)。C 型 USB 端口用于充電和編程。USB 端口的電源連接到圍繞 P 溝道 MOSFET U3 和二極管 D1 構(gòu)建的電源路徑控制器電路。這樣，我們就可以通過(guò) USB 輸入或電池為電路板供電，而不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。電池充電電路由 TP4056 獨(dú)立線性鋰電池充電控制器 IC 構(gòu)成。它接受 USB 端口的 5V 輸入，并為內(nèi)部電池充電。TP4056 還提供兩個(gè)指示燈，一個(gè)是充電指示燈，另一個(gè)是滿電指示燈。

我們還在這些指示引腳上連接了分壓器，用于監(jiān)控充電狀態(tài)。為了將電源路徑控制器的 VBUS 電壓轉(zhuǎn)換為 3.3V 電壓，我們使用了 MIC5219 超低噪聲低壓差穩(wěn)壓器。只需極少的輔助元件，MIC5219 就能提供非常穩(wěn)定的輸出電壓，即使在電池電量較低時(shí)也是如此。

接下來(lái)是作為大腦的 Nina B306-00B 模塊。Nina B306-00B 采用了 Nordic Semiconductor nRF52840 藍(lán)牙 5 低能耗 SoC，配備了帶浮點(diǎn)運(yùn)算單元的 Arm Cortex-M4 處理器，工作頻率為 64 MHz。它集成了 1 MB 閃存和 256 kB RAM，為代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了充足的空間。在運(yùn)動(dòng)和方向檢測(cè)方面，我們使用了 InvenSense 公司的 MPU6050 IMU，它在同一個(gè)硅芯片上配備了一個(gè)三軸陀螺儀和一個(gè)三軸加速計(jì)，以及一個(gè)板載數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理器，用于處理復(fù)雜的六軸 MotionFusion 算法。MPU6050 通過(guò) I2C 接口與 Nina B306 模塊相連。

原理圖 & PCB

實(shí)物圖

License N/A

倉(cāng)庫(kù) & 下載

可以在Github中獲取開(kāi)源倉(cāng)庫(kù)：

https://github.com/Circuit-Digest/BLE-Dice

Baidu 下載：

參考文檔： https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/how-to-build-a-smart-led-dice

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KiCad 8 探秘合集

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審核編輯 黃宇