ESP32-S3-RS485-WLED 使用教程

板载资源​


  1. ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 集成 2.4GHz Wi-Fi 和蓝牙 5,双核最高主频 240MHz,内置 16MB Flash 和 8MB PSRAM
  2. ES8389 音频编解码器
  3. ES7210 多通道音频 ADC
  4. RS485 收发器 支持硬件自动收发方向控制
  5. NS4150B 音频功率放大器
  6. 刀片式保险丝 用于灯带输出回路保护
  7. 5 ~ 24V 电源输入端子 为控制器和外接灯带供电
  8. 隔离 RS485 接线端子 用于连接传感器、PLC、Modbus 等外部设备
  9. GPIO 接线端子 引出灯带控制信号和扩展 GPIO
  10. 灯带电源输出端子 输出电压跟随外部输入电源
  11. 双阵列麦克风 用于音频采集和语音识别
  12. PWR、TXD、RXD 指示灯 显示电源及 RS485 收发状态
  13. PH2.0 4PIN 喇叭接口 用于外接喇叭
  14. 3.5mm 音频接口 用于音频输出
  15. USB Type-C 接口 用于程序下载、通信和 5V 供电
  16. 120R 匹配电阻跳线 可按 RS485 总线需要使能
  17. BOOT 按键 用于进入下载模式
  18. RESET 按键 用于复位开发板
  19. 数字隔离电路 隔离主控与 RS485 总线信号
  20. 隔离电源模块 为 RS485 隔离侧供电

外设速查​

模块器件 / 功能接口地址 / 参数GPIO / 信号
主控ESP32-S3-WROOM-1-N16R8Wi-Fi / Bluetooth双核 LX7,最高 240MHz,16MB Flash,8MB PSRAM-
灯带输出双路 5V 电平数据输出GPIO最大负载电流 8A,需保证充分散热GPIO2、GPIO16
RS485隔离 RS485 收发UART硬件自动方向控制,预留 120R 终端电阻TX=GPIO17、RX=GPIO18
音频采集ES7210 + 双阵列麦克风I2S / I2C多通道音频 ADC以原理图和示例程序为准
音频编解码ES8389I2S / I2C音频编解码以原理图和示例程序为准
音频功放NS4150B模拟音频PH2.0 4PIN 喇叭接口-
USB Type-CESP32-S3 原生 USBUSB下载、通信、5V 供电USB_N=GPIO19、USB_P=GPIO20
扩展端子GPIO3、GPIO4、3V3、GNDGPIO / 电源3.3V 逻辑电平GPIO3、GPIO4
电源输入5 ~ 24V 接线端子电源VOUT 跟随输入电压VIN+、GND
按键BOOT / RESETGPIO / 复位BOOT 按下为低电平BOOT=GPIO0、RESET=CHIP_PU

WLED 和灯带输出​

  • 两路灯带数据信号分别由 GPIO2 和 GPIO16 控制,经板载电平转换后从 GPIO2'、GPIO16' 输出 5V 逻辑电平。
  • 支持 WS2812B、WS2811、SK6812、TM1814、SM16704、APA102、SK9822 和单色 LED 灯带等常见灯带。
  • WLED 固件可通过 Web 页面配置灯带类型、GPIO、LED 数量、颜色、亮度、动态效果、分区和场景。
  • 对于 DATA + CLK 双线灯带,可将两路灯带输出分别配置为数据和时钟信号;实际配置以所用灯带和 WLED 固件支持情况为准。
灯带供电注意事项

VOUT 电压跟随外部输入电源。5V、12V 或 24V 灯带必须使用与其额定电压一致的电源。请根据灯带功率选择足够电流的电源和线材;接近 8A 负载时须确保端子连接可靠并采取充分散热措施。

引脚定义​

使用接线端子和扩展接口前,请核对板载丝印、原理图及外设额定电压。GPIO2'、GPIO16' 为经过电平转换的 5V 灯带信号,不应与 3.3V 原始 GPIO 混淆。

接口速查​

类型信号
灯带输出GPIO2' / GPIO16' / VOUT+ / VOUT-
RS485A+ / B-,可选 120R 终端匹配电阻
GPIO 扩展GPIO3 / GPIO4 / 3V3 / GND
音频双阵列麦克风 / 3.5mm 音频接口 / PH2.0 4PIN 喇叭接口
USBType-C,支持 USB 通信、固件下载和 5V 供电
电源VIN+ / GND,输入范围 5 ~ 24V

GPIO 完整分配​

下表列出产品资料中已明确的板载 GPIO 分配。音频接口的 I2C、I2S 信号请以原理图和对应示例程序为准。

GPIO信号名连接到备注
GPIO0BOOTBOOT 按键Strapping pin;按住 BOOT 后复位可进入下载模式
GPIO2LED1灯带输出通道 1经电平转换后从 GPIO2' 输出 5V 逻辑电平
GPIO3GPIO3GPIO 扩展端子3.3V 逻辑电平
GPIO4GPIO4GPIO 扩展端子3.3V 逻辑电平
GPIO16LED2灯带输出通道 2经电平转换后从 GPIO16' 输出 5V 逻辑电平
GPIO17RS485_TXRS485 隔离收发电路UART 发送,方向由硬件自动控制
GPIO18RS485_RXRS485 隔离收发电路UART 接收
GPIO19USB_NUSB Type-C D-ESP32-S3 原生 USB
GPIO20USB_PUSB Type-C D+ESP32-S3 原生 USB
灯带与 RS485 接口
电源与按键

使用注意​

  • 外部电源电压必须与灯带额定电压一致,接线前应再次确认正负极。
  • 灯带输出总电流最高为 8A;实际可用电流受电源、线材、端子接触和散热条件限制。
  • GPIO2' 和 GPIO16' 是 5V 灯带输出信号;GPIO3 和 GPIO4 是 3.3V GPIO。
  • RS485 长距离或总线末端通信时,可使用跳线帽接入板载 120R 匹配电阻;非末端节点通常不接入。
  • GPIO19/GPIO20 已连接 USB Type-C,不建议作为普通 GPIO 使用。
  • USB 与端子同时供电或连接大功率灯带前,请确认供电路径和地线连接符合项目设计要求。

产品尺寸​


Arduino 开发

本章节包含以下部分,请按需阅读:

Arduino 入门教程​

初次接触 Arduino ESP32 开发,想要快速上手?我们为您准备了一套通用的 入门教程。

请注意:该教程使用 ESP32-S3-Zero 作为教学示例,所有硬件代码均基于其引脚布局。在动手实践前,建议您对照手中的开发板引脚图,确认引脚配置无误。

配置开发环境​

1. 安装和配置 Arduino IDE​

请参考 安装和配置 Arduino IDE 教程 下载安装 Arduino IDE 并添加 ESP32 支持。

ESP32-S3-RS485-WLED 所需开发板安装说明

板名称板安装要求版本号要求
esp32 by Espressif Systems“离线”安装/“在线”安装3.2.0

2. 安装库​

  • 在安装 Arduino 库时,通常有两种方式可供选择:在线安装 和 离线安装 。若库安装要求离线安装,则必须使用提供的库文件
    对于大多数库,用户可以通过 Arduino 软件的在线库管理器轻松搜索并安装。然而,一些开源库或自定义库未被同步到 Arduino 库管理器中,因此无法通过在线搜索获取。在这种情况下,用户只能通过离线方式手动安装这些库。
  • 库安装教程,详见:Arduino 库管理教程
  • ESP32-S3-RS485-WLED 库文件存放于示例程序中,点击此处跳转:ESP32-S3-RS485-WLED 示例程序

ESP32-S3-RS485-WLED 库文件安装说明

库名称说明版本库安装要求
FastLEDRGB 灯驱动库v3.10.1通过库管理器或手动安装

安装步骤:

  1. 解压已下载的 示例程序包。

  2. 将其 Arduino\libraries 目录下的所有文件夹(FastLED 等)复制到 Arduino 的库文件夹中。

    信息

    Arduino 库文件夹的路径通常是:c:\Users\<用户名>\Documents\Arduino\libraries。

    也可以在 Arduino IDE 中通过 文件 > 首选项,查看“项目文件夹位置”来定位。库文件夹就是此路径下的 libraries 文件夹。

  3. 其他安装方式请参考:Arduino 库管理教程。

3. 其他提示​

ESP32-S3-RS485-WLED 需要选择及配置开发板。


  1. ESP32-S3-RS485-WLED 需要选择 ESP32S3 Dev Module。
  2. 选择 USB 端口
  3. ESP32-S3-RS485-WLED 使用 ESP32-S3 原生 USB 接口,而非 UART 转 USB。对于串口通信:
    • printf() 函数可直接使用;

    • 若要使用 Serial.println() 函数,需要额外配置:在 IDE 工具菜单中启用"USB CDC On Boot"选项,或在代码中声明 HWCDC 对象处理 USB 串口通信。

  4. 选择 16MB flash
  5. 选择合适大小的分区表

示例程序​

01_led_example​

【注意事项】

  • 外部电源电压必须与灯带额定电压一致

硬件连接​

  • 将灯带数据线连接到 GPIO2' 或 GPIO16'
  • 灯带电源连接到 VOUT+ 和 VOUT-

运行效果​

  • 灯带按程序设定显示颜色

02_MAIN_WIFI_AP​

  • 本示例实现了通过 Wi-Fi 去控制 RS485, 灯带,音频采集播放,此示例开启的是 Wi-Fi 的 AP 模式

【注意事项】

  • Web 页仅连接到设备 Wi-Fi 才可使用

【Web 页面控制】

  • 连接 ESP32-S3-RS485-WLED 设备的 Wi-Fi,Wi-Fi 名称为 ESP32-S3-RS485-WLED,密码为 12345678

  • 连接成功后,打开网页 192.168.4.1
  • 打开 Web 页面即可控制 RS485 (设备上电后需要一小段时间配置,每次上电后首次开启 Web 页面可能比较缓慢)

【运行效果】

  • Web 页面控制


ESP-IDF

本章节包含以下部分,请按需阅读:

ESP-IDF 入门教程​

初次接触 ESP32 ESP-IDF 开发,想要快速上手?我们为您准备了一套通用的 入门教程。

请注意:该教程使用 ESP32-S3-Zero 作为教学示例,所有硬件代码均基于其引脚布局。在动手实践前,建议您对照手中的开发板引脚图,确认引脚配置无误。

配置 ESP-IDF 开发环境​

信息

对于 ESP32-S3-RS485-WLED 开发板,需要使用 ESP-IDF V6.0.2 以上版本。

备注

以下内容以 Windows 系统为例,使用 VS Code + ESP-IDF 扩展 的方式进行开发。Mac/Linux 用户请参考 官方说明。

版本选择

此部分图示以安装 ESP-IDF V5.5.2 为例示范,安装时请选用与您开发板示例匹配的 ESP-IDF 版本。

安装 ESP-IDF 开发环境​

  1. 前往 ESP-IDF Installation Manager 下载 ESP-IDF 安装管理器。这是乐鑫最新推出的跨平台安装工具,下文将演示如何使用其离线安装功能。

    在页面中点击 Offline Installer 标签,然后在筛选栏中选择 Windows 操作系统和你需要的 ESP-IDF 版本(图示仅为参考,请以实际为准)。


    确认选择无误后,点击下载按钮。浏览器将自动同时下载两个文件:一个是 ESP-IDF 离线整合包(.zst),另一个是 ESP-IDF 安装器(.exe)。


    请耐心等待两个文件下载完成。

  2. 下载完成后,双击运行 ESP-IDF 安装器(eim-gui-windows-x64.exe)。

    启动后,可在右上角将界面语言切换为中文。


    安装工具会自动检测同一目录下是否存在离线整合包。点击 从存档安装。


    接下来,选择安装路径。建议使用默认路径;若需自定义,请确保路径中不包含中文或空格。确认无误后,点击 开始安装。


  3. 当看到如下界面时,表示 ESP-IDF 已安装成功。


  4. 建议同时安装驱动程序。点击 完成安装,然后点击 安装驱动程序。


安装 Visual Studio Code 与 ESP-IDF 扩展​

  1. 下载并安装 Visual Studio Code。

  2. 安装时建议勾选 通过 Code 打开操作添加到 Windows 资源管理器文件上下文菜单,以便快速打开项目文件夹。

  3. 在 VS Code 中,点击侧边活动栏中的 扩展图标 扩展图标(或使用快捷键 Ctrl + Shift + X)打开 扩展 视图。

  4. 在搜索框中输入 ESP-IDF,找到 ESP-IDF 扩展并点击安装。


  5. 当 ESP-IDF 扩展版本 ≥ 2.0 时,扩展会自动检测并识别上述步骤中安装的 ESP-IDF 环境,无需手动配置。

示例程序​

01_led_example​

【注意事项】

  • 外部电源电压必须与灯带额定电压一致

硬件连接​

  • 将灯带数据线连接到 GPIO2' 或 GPIO16'
  • 灯带电源连接到 VOUT+ 和 VOUT-

运行效果​

  • 灯带按程序设定显示颜色

02_rs485_uart​

  • 本示例可基于 ESP-IDF UART 驱动实现 RS485 通信。

运行效果​

  • 数据收发和回显,有数据从 RS485 接口发出时亮绿灯,有数据从 RS485 接口发回时亮蓝灯

03_audio​

  • 本示例演示了使用 I2S 驱动 ES8389 Codec 芯片播放内置音频,支持双声道播放

硬件连接​

  • 将开发板接入电脑
  • 接上喇叭或者耳机

程序分析​

  • 内置音频文件,可修改

    #define SPIFFS_BASE_PATH "/spiffs"
    #define MP3_FILE_PATH SPIFFS_BASE_PATH "/music/test.mp3"
    #define MP3_FILE_URI "file://spiffs/music/test.mp3"

运行效果​

  • 音频播放


ESP32-S3-RS485-WLED Flash 固件的烧录与擦除

当前产品提供了测试固件,可通过直接烧录测试固件来验证板载设备功能是否正常。

以下步骤适用于烧录本页提供的固件。

  • 下载并解压乐鑫官方烧录工具 Flash Download Tool(下载地址)

  • 运行 Flash Download Tool,根据开发板的主控芯片与下载接口选择对应选项。下图以 ESP32-S3 与 USB 为例,实际选项以产品硬件设计为准


  • 参数设置

    • 选择与开发板所对应的 COM 口
    • 选择 BAUD 为最高的 1152000
    • 点击该行的“...”按钮,选择微雪提供的 bin 文件,并在其右侧手动填写本页上方给出的烧录地址(比如 0x00),同时勾选该行最左侧的复选框
    • 点击 START 开始烧录


  • 等待烧录完成(烧录过程需要一定时间,请耐心等待)

  • 按下复位键,观察运行现象



相关资料

1. 示例程序​

2. 硬件资料​

3. 技术手册​

4. 软件工具​

5. 其他资料​

技术支持

周一-周五(9:30-6:30)周六(9:30-5:30)

手机:13434470212

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