บอร์ดหน้าจอแบบหมุนใช้แบตเตอรี่ ที่ใช้ ESP32-S3 และ ESP32 พร้อม DAC เสียงสำหรับ Audio Visualization

Waveshare ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8 เป็นบอร์ดหน้าจอแบบหมุนที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชัน HMI (Human-Machine Interface) โดยใช้สถาปัตยกรรม MCU คู่ ซึ่งรวม ESP32-S3 และ ESP32 เข้าด้วยกัน การออกแบบนี้แตกต่างจากอุปกรณ์ที่ใช้ ESP32 อื่น ๆ ที่มีหน้าจอในตัวและสามารถหมุนได้ เช่น MaTouch SmartKnob, M5Dial และ LILYGO T-Encoder Pro

อุปกรณ์ของ Waveshare โดดเด่นด้วยหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive ขนาดใหญ่ 1.8 นิ้ว, ชิปเสียง DAC ในตัว และฟีเจอร์แสดงภาพเสียง (audio visualization) แบบเรียลไทม์ ตัวชุดพัฒนามาพร้อมกับโครงสร้างตัวเครื่องแบบโลหะเต็มรูปแบบที่กลึงด้วย CNC ให้ความรู้สึกพรีเมียมและทนทาน รองรับการควบคุมด้วยท่าทางการปัดหน้าจอและการปรับระดับเสียง สามารถใช้งานเป็นตัวจับเวลา Pomodoro, โปรแกรมอ่านข้อความ, หน้าจอที่สองสำหรับคอมพิวเตอร์ และเครื่องเล่นเสียงผ่าน Bluetooth ผ่านแจ็คหูฟัง 3.5 มม. นอกจากนี้ยังมีไมโครโฟนดิจิทัล, มอเตอร์สั่น, และช่องใส่ microSD card สำหรับจัดเก็บข้อมูลอีกด้วย

สเปคของ ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8:

MCUs
- Espressif ESP32-S3R8
  - CPU – ไมโครคอนโทรลเลอร์ Tensilica LX7 แบบ Dual-core ความเร็วสูงสุด 240 MHz รองรับคำสั่งเวกเตอร์สำหรับ AI acceleration
  - หน่วยความจำ – PSRAM ขนาด 8MB
  - การเชื่อมต่อไร้สาย – WiFi 4 และ Bluetooth 5.0 LE + Mesh
- Espressif ESP32-U4WDH
  - ไมโครคอนโทรลเลอร์ Xtensa LX6 แบบ Dual-core ความเร็วสูงสุด 240 MHz
  - หน่วยความจำ – embedded Flash 4MB
  - การเชื่อมต่อไร้สาย – Wi-Fi 4 และ Bluetooth แบบคลาสสิก (ไม่รองรับ BLE)
ที่เก็บข้อมูล – Flash SPI ขนาด 16MB, ช่องเสียบ MicroSD card
หน้าจอแสดงผล
- แผงหน้าจอ IPS LCD ขนาด 1.8 นิ้ว พร้อมระบบสัมผัส (ชิปควบคุมสัมผัส CST816)
- ความละเอียด 360×360 พิกเซล
- แสดงผลได้ 262,000 สี, ความสว่าง 600cd/m², อัตราความเปรียบต่าง 1200:1
- อินเทอร์เฟซ QSPI ขับเคลื่อนด้วยคอนโทรลเลอร์ ST77916
การเชื่อมต่อ
- Wi-Fi 2.4GHz 802.11 b/g/n
- Bluetooth 5 LE และ Bluetooth แบบคลาสสิก
- สายอากาศเซรามิกภายในสำหรับทั้งสองชิป ESP
ระบบเสียง
- ชิป DAC PCM5100A เชื่อมต่อผ่าน I2S สำหรับเอาต์พุตเสียงแบบสเตอริโอ
- ไมโครโฟนดิจิทัล MEMS สำหรับแสดงภาพสเปกตรัมเสียงแบบเรียลไทม์
- ช่องเสียบหูฟัง 3.5 มม. (ต้องใช้ลำโพงภายนอก)
USB – พอร์ต USB-C สำหรับจ่ายไฟและโปรแกรม
อื่น ๆ
- Rotary encoder แยกกันสำหรับ ESP32-S3 และ ESP32
- มอเตอร์สั่น (ใช้ไดรเวอร์ DRV2605 ผ่าน I²C)
- ปุ่มเปิด/ปิดเครื่อง
- ปุ่มบูตสำหรับ ESP32-S3R8
- ชิปสวิตช์อนาล็อก 4-SPDT รุ่น CH445P
- คอนเนกเตอร์ PH1.27 10P แบบ SMD และ headers
แหล่งจ่ายไฟ
- 5V ผ่านพอร์ต USB-C
- คอนเนกเตอร์แบตเตอรี่ลิเทียม PH1.25 (รองรับแบตเตอรี่ 3.7V ขนาด 102035 800mAh)
- ระบบชาร์จแบตเตอรี่ในตัว
ขนาด66 x 22 มิลลิเมตร
เคส – เคสโลหะผลิตด้วยกระบวนการกลึง CNC

ในด้านซอฟต์แวร์ บอร์ดอุปกรณ์นี้สามารถเขียนโปรแกรมได้ทั้งผ่าน Arduino IDE และ ESP-IDF โดยมีตัวอย่างโค้ดและคำแนะนำในการตั้งค่าพร้อมใช้งานบนหน้า Wiki ของ Waveshare ตัวบอร์ดใช้ LVGL ในการสร้าง GUI ที่ตอบสนองต่อการสัมผัสได้อย่างลื่นไหล และสามารถทำงานร่วมกับอินเทอร์เฟซต่าง ๆ ได้อย่างราบรื่น เช่น USB CDC, UART, I2C, SPI และ BLE ด้วยความสามารถของ ESP-IDF SDK

นอกเหนือจากการออกแบบที่ใช้ ESP32-S3 ร่วมกับ ESP32 แล้ว สิ่งที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับบอร์ดหน้าจอแบบหมุนนี้คือการใช้งาน CH445P 4-SPDT analog switch IC ซึ่งช่วยให้ Waveshare สามารถใช้พอร์ต USB เพียงพอร์ตเดียวในการโปรแกรม ESP32 ทั้งสองตัวที่อยู่บนบอร์ด, พูดถึง ESP32 คู่บนบอร์ด ทางบริษัทไม่ได้ระบุชัดเจนว่า ESP แต่ละตัวมีหน้าที่อะไรบ้าง หากต้องคาดเดา ESP32-S3R8 น่าจะเป็น MCU หลักที่ทำหน้าที่ประมวลผลงานหลักทั้งหมด เช่น การแสดงผล GUI, การรับอินพุตจากหน้าจอสัมผัสและลูกบิดหมุน, การแสดงภาพสเปกตรัมเสียง และการสื่อสารต่าง ๆ รวมถึงควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วงอย่าง microSD, หน้าจอแสดงผล, อุปกรณ์ I2C และ SPI ส่วน ESP32 อีกตัวน่าจะรับหน้าที่ดูแล I/O ระดับล่างอื่น ๆ

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8 จำหน่ายพร้อมตัวอุปกรณ์และฝาครอบด้านหลัง โดยสามารถหาซื้อได้จาก AliExpress ในราคา $48.75 (~1,600฿), Amazon ราคา $52.99(~1,700฿) มีตัวเลือกพร้อมแบตเตอรี่ หรือไม่มีแบตเตอรี่, และบนร้าน Waveshare store ราคา $46.99 (~1,500฿) ราคาจริงอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับภาษีและค่าจัดส่งในแต่ละประเทศ