PowerHub

SKU:C148/K148

描述

PowerHub 是一款集成多路电源管理的可编程控制器。采用 ESP32-S3-WROOM-1U-N16R8 主控模组，搭载双核 Xtensa LX7 处理器（主频 240MHz）, 支持 2.4 GHz Wi-Fi，板载 16MB Flash 和 8MB PSRAM。内置协处理器 STM32G031G8U6 搭配多路 INA226 电压电流检测 IC 与电子开关设计，能够精准管理多个拓展接口的电源状态，实现精准功耗控制，并提供整机低功耗唤醒功能。设备的 USB Type-C 接口可用于程序下载，USB OTG 功能。同时内部集成 USB 接口切换开关，可将底部 USB 接口切换连接至正面的 USB Type-A / USB Type-C 接口，方便扩展 USB 外设。设备采用高效电源管理系统，支持多种供电方式（DC 电源 + 2S 电池供电 + PWR485/PWR CAN 输入供电）。板载 2x HY2.0-4P Grove 接口，RS485，CAN 通信接口，方便连接各类传感器和工控设备。适用于工业自动化控制、智能家居等应用场景，为开发者提供稳定可靠的 IoT 解决方案。

教程 & 快速上手

Arduino IDE

本教程介绍如何通过 Arduino IDE 编程控制 PowerHub。

出厂固件使用教程

本教程将介绍 PowerHub 的出厂固件使用教程，包含按键操作、使用 EZData app 或网页控制接口通断、监测电压电流数据的操作方法。

Home Assistant

本文介绍如何将 PowerHub 添加进入 Home Assistant

产品特性

ESP32-S3-WROOM-1U-N16R8 主控核心
支持低功耗定时唤醒
USB Type-A / USB Type-C 拓展接口
2 x HY2.0-4P 拓展接口
2.54-16P 拓展总线接口
RS485 通信接口。(带 120Ω 终端电阻接入开关)
CAN 总线通信接口。(带 120Ω 终端电阻接入开关)
2.4 GHZ SMA 迷你天线
多种供电方式：
- PWR485/PWR CAN 输入供电
- 2S 电池供电
- DC 9 ~ 20V 供电
人机交互：
- 多通道状态指示灯
- 3 x 物理按键
多种固定方式：
- 磁吸设计，可吸附至金属表面
- 背部十字挂孔设计，方便挂壁安装
- 乐高安装孔
- M2 螺丝孔

包装内容

产品提示

PowerHub Kit 为内置可拆卸 NP-F550 锂电池的整机套件版，而标准版 PowerHub 不含电池，需要外接电源或另行购置电池使用。

PowerHub (SKU:C148)

1 x PowerHub

PowerHub Kit (SKU:K148)

1 x PowerHub
1 x NP‑F550 2000mAh 可拆卸电池

应用场景

工业自动化
智能家居

规格参数

规格	参数
SoC	ESP32-S3-WROOM-1U-N16R8@双核 Xtensa LX7 处理器，主频高达 240MHz
MCU	STM32G031G8U6
Flash	16MB
PSRAM	8MB
Wi-Fi	2.4 GHz Wi-Fi
RTC	RTC 芯片：RX8130CE，RTC 超级电容规格: 70000μF/3.3V，尺寸 Φ4.8×1.4mm
拓展接口	2 x HY2.0-4P + EXT 2.54-16P
RS485 接口	接口规格: HT3.96-4P, 带 120Ω 终端电阻接入开关反向供电输入电压: DC 9 ~ 20V
CAN 接口	接口规格: XT30 (2+2), 带 120Ω 终端电阻接入开关反向供电输入电压: DC 9 ~ 20V
USB 接口	1 x USB Type-A, 2 x USB Type-C
RGB LED	8 x WS2812
配套天线规格	尺寸 15x14mm，接口类型 SMA (内螺内孔)，工作频段 2.4 GHz，增益 2dB，驻波比≤1.8
适配电池型号	NP-F550/750/950, 锂电池 2S @ 7.4V
DC 电源输入接口	输入电压：DC 9 ~ 20V，规格：5.5 x 2.1 mm，极性：内正外负
工作温度	0 ~ 40°C
产品尺寸	88.0 x 56.0 x 38.5mm
产品重量	PowerHub: 71.0g PowerHub Kit（含电池）: 174.8g
包装尺寸	110.0 x 73.0 x 42.0mm
毛重	PowerHub: 105.5g PowerHub Kit（含电池）: 208.2g

接口输出能力

供电方式	输出方式	输出能力
USB 供电（无电池，无 DC 供电）	PORT.A（红色）	200mA@4.77V
	PORT.C（蓝色）	300mA@4.74V
	USB Type-A	400mA@4.70V
	USB Type-C	300mA@4.74V
	EXT 2.54-16P 5V	400mA@4.72V
	RS485	410mA@11.72V
	CAN	410mA@11.71V
DC 电源插座供电（Ext.PORT 供电）	PORT.A（红色）	500mA@4.70V
	PORT.C（蓝色）	600mA@4.74V
	USB Type-A	700mA@4.71V
	USB Type-C	600mA@4.71V
	EXT 2.54-16P 5V	800mA@4.72V
	RS485	1700mA@11.57V
	CAN	1700mA@11.57V
2S 电池供电	PORT.A（红色）	1100mA@4.72V
	PORT.C（蓝色）	1300mA@4.81V
	USB Type-A	1300mA@4.92V
	USB Type-C	1300mA@4.82V
	EXT 2.54-16P 5V	1300mA@5.02V
	RS485	1400mA@11.59V
	CAN	1400mA@11.56V
RS485 / CAN 供电输入	PORT.A（红色）	390mA@4.70V
	PORT.C（蓝色）	570mA@4.70V
	USB Type-A	600mA@4.70V
	USB Type-C	520mA@4.70V
	Ext.PORT_5VOUT	700mA@4.70V

操作说明

进入下载模式

将设备通过 USB-C 数据线连接至电脑，长按侧面的 BtnPWR 按键 3 秒直到黑色天线旁边的指示灯蓝色闪烁多次，此时设备进入下载模式。

充电说明

当电池过度放电，电压低于 6V 时，电池将进入保护状态。再次充电时前，需拆下电池，并复位设备，重新安装，然后通过设备 USB Type-C 接口充电。
充电前期，由于电池还处于保护状态，充电芯片将以小电流的方式涓流充电，该状态下将持续数分钟，具体时长与当前电池电压水平有关。
待电池升压超过 6V 后，充电芯片将自动切换至正常充电模式进行充电。

原理图

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管脚映射

RS485 & CAN

ESP32-S3	G8	G18	G17	G39	G40
RS485	MCU_485_TXD	MCU_485_DIR	MCU_485_RXD
CAN				MCU_CAN_TXD	MCU_CAN_RXD

ESP32-S3	G11
User Button	USR_SW2 (黄色圆形按键)

ESP32-S3	G19	G20
USB	MCU_USB_DM	MCU_USB_DP

STM32G031

ESP32-S3	G45	G48	G0
STM32G031	SYS_SDA	SYS_CL	G0_BOOT

RGB LED & PMU Button

STM32G031	PA7	PB4	PA4	PA2
WS2812C	LED_DATA	LED_EN	PMU_SW2 (机身侧面按键)	PMU_SW1 (顶部半透明按键)

USB

STM32G031	PB3	PA15
USB_SWITCH_L1	USB_CON_LV1
USB_SWITCH_L2		USB_CON_LV2

PowerHub 的 USB 接口采用了二级开关分线的设计:

ESP32-S3 直连至设备底部的 USB Type-C 接口。
USB_CON_LV1: 用于控制 ESP32-S3 的 USB 引脚连接至 PowerHub 底部的 USB Type-C 接口，或是接入至 USB_CON_LV2 开关。
USB_CON_LV2: 用于控制由 USB_CON_LV1 接入的 USB 引脚，连接至 PowerHub 正面的 USB Type-C 接口或 USB Type-A 接口。

USB 接口供电说明

PowerHub 底部的 USB Type-C 接口仅支持输入供电，正面的 USB Type-C / USB Type-A 接口仅支持输出供电。

Power Manager

STM32G031	PA12	PA11
INA226(0x40) - USB	PM_SDA	PM_SCL
INA226(0x42) - PORT.A	PM_SDA	PM_SCL
INA226(0x43) - PORT.C	PM_SDA	PM_SCL
INA226(0x44) - PWRCAN	PM_SDA	PM_SCL
INA226(0x45) - PWR485	PM_SDA	PM_SCL
INA226(0x46) - Battery	PM_SDA	PM_SCL
SC8721	PM_SDA	PM_SCL
RX8130CE(0x32)	PM_SDA	PM_SCL

STM32G031	PA1	PA0	PB8	PC14	PC15	PB1	PA8	PC6
INA226_PWR	nVA_EN
DC_INPUT_DETECT		VIN_DET
USB_PWR			OEN_USB
PORT.A_PWR				OEN_GRV_R
PORT.C_PWR					OEN_GRV_B
RS485_CAN_PWR						OEN_PWROUT	PDCDC_REFLOW
SC8721_DCDC_PWR								PDCDC_EN

RS485 & CAN 接口输出供电配置

使用 SC8721 升降压电源正向输出的时候需要开启 INA226_PWR。 RS485_CAN_PWR 开启 OEN_PWROUT 正向输出，开启 SC8721_DCDC_PWR，PDCDC_REFLOW 需保持低电平。

RS485 & CAN 接口输入反向给主机供电配置

处于该模式时关闭 SC8721 芯片，OEN_PWROUT 低电平，PDCDC_REFLOW 高电平，此时允许外部电源通过 PWRCAN 或者 PWR485 端口倒灌给主机供电。

ESP32-S3	G14
EXT 2.54-16P 5V PWR	OEN_5VO

STM32G031	PB0	PA6	PB5
CHARGE	CHG_EN	CHG_STAT
WAKE_UP			nSTBY_WAKE_UP

HY2.0-4P

HY2.0-4P	Black	Red	Yellow	White
PORT.A	GND	5V	G15	G16
PORT.C	GND	5V	G1	G2

EXT 2.54-16P

PIN	LEFT	RIGHT	PIN
BAT-2S	1	2	BAT-2S
HVIN	3	4	5VOUT
GND	5	6	GND
G43	7	8	RST
G44	9	10	nWKUP
G42	11	12	G7
G41	13	14	G6
G4	15	16	G5

尺寸图

PowerHub 模型尺寸PDF

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软件开发

快速上手

PowerHub 控制器 Home Assistant 集成

Arduino

ESP-IDF

PowerHub 出厂固件源码

PlatformIO

[env:m5stack-powerhub]
platform = espressif32@6.10.0
board = esp32s3box
framework = arduino
upload_speed = 1500000
monitor_speed = 115200
board_build.arduino.partitions = default_16MB.csv
board_build.arduino.memory_type = qio_opi
build_flags =
    -DESP32S3
    -DBOARD_HAS_PSRAM
    -DCORE_DEBUG_LEVEL=5
    -DARDUINO_USB_CDC_ON_BOOT=1
    -DARDUINO_USB_MODE=1
lib_deps =
    https://github.com/m5stack/M5Unified.git#develop
    https://github.com/m5stack/M5GFX.git#develop

内置固件

PowerHub 内置固件