Made with KiCad（113）：低功耗蓝牙智能骰子-电子发烧友网

“设计使用了由nRF52840 构建的低功耗模组 NINA-B306-00B，并集成了 MPU6050 惯性测量单元。”

Made with KiCad 系列将支持新的展示方式。直接将以下链接复制到浏览器中(或点击“阅读原文”)：

https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=3c9d9977-5c4e-4983-b276-e2bc50c85f7a&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F3c9d9977-5c4e-4983-b276-e2bc50c85f7a.zip 即可动态查看设计的原理图、PCB、3D 及 BOM，查询设计中器件、走线、焊盘的属性详情。还可以在原理图中与AI小助手互动，帮您更高效地学习设计细节：

概览智能筛子选择了带有NRF52840的NINA-B306模块。相比直接使用裸的 nRF52840芯片，该模块在使用上更为方便。NRF52840相较于其他同类产品，比如ESP32，不仅在功耗方面表现更为出色，具有更高的能效，能够有效延长设备的使用时间，降低能耗。NRF52840 在开发集成开发环境（IDE）方面也有更好的支持，例如Arduino IDE。

功能特性

基于 nRF52840 低功耗、多协议 Bluetooth 5 SoC。

蓝牙 V5 低能耗连接。可与智能手机、平板电脑或支持 BLE 的定制设备配对。

兼容 Arduino Nano 33 BLE。

MPU6050 IMU 集成加速计和陀螺仪，用于检测骰子的方向和移动，以进行滚动检测。

TP4056 锂离子电池充电 IC，具有过充保护功能。

板载 USB C 型端口，用于充电和编程。

人脸指示 LED。

用于状态指示的 RGB LED。

定制印刷电路板，布局紧凑、优化，集成了所有元件。

设计符合骰子外形尺寸。

使用 MPU6050 进行实时方向检测，以确定掷出骰子后的朝向。

掷骰子后，LED 亮起，显示骰子朝上的数字。

支持 Android 应用程序。配套应用程序可接收掷骰子数据并显示结果。

电路分析

首先是电源部分，包括电源输入、电池充电和电压调节。C 型 USB 端口用于充电和编程。USB 端口的电源连接到围绕 P 沟道 MOSFET U3 和二极管 D1 构建的电源路径控制器电路。这样，我们就可以通过 USB 输入或电池为电路板供电，而不会产生任何问题。电池充电电路由 TP4056 独立线性锂电池充电控制器 IC 构成。它接受 USB 端口的 5V 输入，并为内部电池充电。TP4056 还提供两个指示灯，一个是充电指示灯，另一个是满电指示灯。

我们还在这些指示引脚上连接了分压器，用于监控充电状态。为了将电源路径控制器的 VBUS 电压转换为 3.3V 电压，我们使用了 MIC5219 超低噪声低压差稳压器。只需极少的辅助元件，MIC5219 就能提供非常稳定的输出电压，即使在电池电量较低时也是如此。

接下来是作为大脑的 Nina B306-00B 模块。Nina B306-00B 采用了 Nordic Semiconductor nRF52840 蓝牙 5 低能耗 SoC，配备了带浮点运算单元的 Arm Cortex-M4 处理器，工作频率为 64 MHz。它集成了 1 MB 闪存和 256 kB RAM，为代码和数据存储提供了充足的空间。在运动和方向检测方面，我们使用了 InvenSense 公司的 MPU6050 IMU，它在同一个硅芯片上配备了一个三轴陀螺仪和一个三轴加速计，以及一个板载数字运动处理器，用于处理复杂的六轴 MotionFusion 算法。MPU6050 通过 I2C 接口与 Nina B306 模块相连。