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多功能蓝牙CONSOLE工具

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简介

支持有线无线模式CONSOLE的一体化工具,集成有线网卡和读卡器功能(作为U盘使用),模组支持使用AT指令切换波特率;集成电池充放电管理,带有基础的电池安全防护功能。

简介:支持有线无线模式CONSOLE的一体化工具,集成有线网卡和读卡器功能(作为U盘使用),模组支持使用AT指令切换波特率;集成电池充放电管理,带有基础的电池安全防护功能。

开源协议

GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2024-01-17 05:04:52更新时间:2024-01-23 10:13:51

描述

外壳为全白,可自行设计涂装

使用短线对接可直接挂在背包上方便携带,打开后短线可直连CONSOLE口

该工程成品已进行实机验证(H3C交换机可正常调试)。

上机前请自行严格测试,并明确知晓使用此工程所述工具所带来的风险。

若造成不良后果由使用者自行承担,敬请知悉!

使用风险包括但不限于下述:

1、网络设备风险(重启、损坏、配置丢失、无法通信)

2、模块本体风险(重启、损坏、数据丢失、无法通信)

3、零件采购风险(锂电池常见隐患、BOM表可能有误)

 

工程简介

支持有线无线模式CONSOLE的一体化工具,集成有线网卡(百兆)和读卡器功能(作为U盘使用),模组支持使用AT指令切换波特率;集成电池充放电管理,带有基础的电池安全防护功能。模块已在允许范围内尽量减小尺寸,电池使用102040规格,标称容量1200mah,建议采用1mm泡棉双面胶固定。元件均为单面排布方便使用加热台焊接。


CONSOLE原理简述
本质上网络设备所使用的CONSOLE就是基于工业常用的RS232串口的RJ45变体,二者只是接口形态不同。部分网络设备(如华三交换机仅需三线即可通信)所使用的信号甚至会有所简化。
目前所有在售的无线CONSOLE模块都是基于此原理(蓝牙串口收发模块+TTL、RS232电平转换)
有线模式(成品CONSOLE线原理与此相同)
USB-TTL(CH340)  <->  TTL-RS232(MAX232)
无线模式(一般市售无线CONSOLE模块也是基于此原理)
BT-TTL(HC04)  <-->  TTL-RS232(MAX232)

BT-TTL可使用其他无线模组进行二次开发,如ESP32刷入AT指令集也可实现相同功能。且其他模组可能带有特色功能如无线AT或自适应波特率等。

也可自行对ESP32进行二次开发(通过多线程可实现电池电量报警、蜂鸣器报警、屏幕显示当前收发指令等功能)

 

模组方案简述

USB HUB

SL2.1A 1分4 USB拆分芯片

USB转TTL

CH340N * 2 USB串口芯片(分别用于有线模式和无线模块AT指令调试)

建议有线console可改为使用FIDI芯片

TTL转RS232

MAX3232ESE 空余一组收发通道未使用

若使用FIDI芯片建议更换为通道更多的型号

模拟开关

CH440R 4路单刀双掷模拟开关芯片

USB 网卡

瑞昱RTL8152B

读卡器

GL823K

无线串口收发模块

汇承HC04 (周边电路可直接搬板)

其他无线模块功能基本相同,简单更换周边电路和封装即可更换方案

电池管理

IP5407 带NTC热敏电阻并集成手电

 

功能简述

无线、有线模式选择开关

*注:无线模式切断有线输入但有线依然可以读取接收到的字符串,有线模式反之;以下为无线模块工作逻辑:

  有线模式 无线模式
USB连接 充电并可AT调试 充电并正常收发
断开电源 关机 正常收发

电量检查(短按)及手电开关(长按)

有线无线模式选择指示灯

无线模式连接状态指示灯

存储读写工作状态指示灯

串口收发指示灯

网络状态指示灯

电池电量指示灯

 

复刻建议

PCB参数 1.6mm 4层板 RJ45外壳通孔需自行加工为半孔

由于使用多块PCB拼接建议在组合前使用飞线方法进行测试后再焊接。

C96-C105 10颗钽电容本意是解决IP5407充放电重启问题,但实际效果欠佳。实际测试中发现可缓解电感啸叫,可选择性安装。

D101 用于测试过程中指示模拟开关状态,测试无误后可去除。

由于RTL8152B批次问题,正常情况下连接即可使用但由于出厂固件可能不同,会导致指示灯常亮或不亮。

HC04可直接购买带底板的版本,周边电路原件可直接搬板,U20除外,直接焊锡连接两个脚位即可。

IP5407子板 B-焊盘需连锡至TYPE-C母座外壳,+5V焊盘也需做类似处理。

参照飞线指示以连锡方式处理其他焊盘

HC04子板两个焊盘可连锡至RJ45外壳

 

外壳使用光固化打印机成型,若使用FDM可能遭遇公差配合问题。按键需零件自行打磨调整配合间隙。

 

成品测试方式

出于安全性考虑不建议直接使用网络设备进行测试

以下为供参考测试方法

准备一根反接网线(即两端水晶头线序完全相反),通过RJ45延长器与成品console线对接。

蓝牙串口与成品CONSOLE线串口能够正常通信即视为信号正常。

RS232电平TX和RX信号线反接会导致MAX232芯片异常发热,长时间甚至可导致焊锡熔化、出现糊味。但该芯片可能并未损坏。

设计图

原理图
PCB

BOM

IDNameDesignatorFootprintQuantity
15.1KAR1R06031
24.7uC1,C2C06032
30.47uC3,C4,C5,C6C06034
4100nFC7,C9,C11,C12,C14,C19,C20,C22,C23,C27,C28060311
5220uFC8CASE-B_35281

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