ESP32-S3-RS485-WLED
ESP32-S3-RS485-WLED 是一款微雪 (Waveshare) 设计的 ESP32-S3 工控类灯带控制开发板。板载 ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 模组，配备 16MB Flash 和 8MB PSRAM，支持 2.4GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE)，集成双路 WLED 灯带输出、隔离 RS485 通信、音频采集与播放电路，并采用导轨式保护外壳，适用于智能灯光、工业通信、AI 语音交互和 IoT 控制等应用。
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- 相关资料：参见 相关资料
- WLED 使用：参见 使用说明
- Arduino 开发：参见 Arduino 开发
- ESP-IDF 开发：参见 ESP-IDF 开发
- 固件烧录：参见 Flash 固件的烧录与擦除
- 问题排查：联系 技术支持
| SKU | 产品 |
|---|---|
| 35580 | ESP32-S3-RS485-WLED |
板载资源
- 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
- ES8389 音频编解码器
- ES7210 多通道音频 ADC
- RS485 收发器 支持硬件自动收发方向控制
- NS4150B 音频功率放大器
- 刀片式保险丝 用于灯带输出回路保护
- 5 ~ 24V 电源输入端子 为控制器和外接灯带供电
- 隔离 RS485 接线端子 用于连接传感器、PLC、Modbus 等外部设备
- GPIO 接线端子 引出灯带控制信号和扩展 GPIO
- 灯带电源输出端子 输出电压跟随外部输入电源
- 双阵列麦克风 用于音频采集和语音识别
- PWR、TXD、RXD 指示灯 显示电源及 RS485 收发状态
- PH2.0 4PIN 喇叭接口 用于外接喇叭
- 3.5mm 音频接口 用于音频输出
- USB Type-C 接口 用于程序下载、通信和 5V 供电
- 120R 匹配电阻跳线 可按 RS485 总线需要使能
- BOOT 按键 用于进入下载模式
- RESET 按键 用于复位开发板
- 数字隔离电路 隔离主控与 RS485 总线信号
- 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-N16R8 | Wi-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 | ES8389 | I2S / 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-C | ESP32-S3 原生 USB | USB | 下载、通信、5V 供电 | USB_N=GPIO19、USB_P=GPIO20 |
| 扩展端子 | GPIO3、GPIO4、3V3、GND | GPIO / 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 / RESET | GPIO / 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。
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- |
| RS485 | A+ / 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 |
| USB | Type-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 |
|---|---|---|---|
| GPIO0 | BOOT | BOOT 按键 | Strapping pin；按住 BOOT 后复位可进入下载模式 |
| GPIO2 | LED1 | 灯带输出通道 1 | 经电平转换后从 GPIO2' 输出 5V 逻辑电平 |
| GPIO3 | GPIO3 | GPIO 扩展端子 | 3.3V 逻辑电平 |
| GPIO4 | GPIO4 | GPIO 扩展端子 | 3.3V 逻辑电平 |
| GPIO16 | LED2 | 灯带输出通道 2 | 经电平转换后从 GPIO16' 输出 5V 逻辑电平 |
| GPIO17 | RS485_TX | RS485 隔离收发电路 | UART 发送，方向由硬件自动控制 |
| GPIO18 | RS485_RX | RS485 隔离收发电路 | UART 接收 |
| GPIO19 | USB_N | USB Type-C D- | ESP32-S3 原生 USB |
| GPIO20 | USB_P | USB Type-C D+ | ESP32-S3 原生 USB |
灯带与 RS485 接口
| 信号 | GPIO / 端子 | 说明 |
|---|---|---|
LED1 | GPIO2 / GPIO2' | 通道 1；板端输出为 5V 逻辑电平 |
LED2 | GPIO16 / GPIO16' | 通道 2；板端输出为 5V 逻辑电平 |
RS485_TX | GPIO17 | UART 发送信号 |
RS485_RX | GPIO18 | UART 接收信号 |
A+ | RS485 端子 | RS485 差分总线 A |
B- | RS485 端子 | RS485 差分总线 B |
120R | 跳线帽 | 总线末端使用时可使能终端匹配电阻 |
电源与按键
| 信号 / 按键 | GPIO / 信号 | 说明 |
|---|---|---|
VIN+ | 5 ~ 24V | 外部电源正极 |
GND | 电源负极 | 外部电源负极 |
VOUT+ / VOUT- | 灯带电源输出 | 输出电压跟随端子输入电压 |
BOOT | GPIO0 | 按下拉低，用于进入下载模式 |
RESET | CHIP_PU | 复位信号 |
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
产品外形尺寸：81.9 × 54.0 × 32.0mm。
开发方式
ESP32-S3-RS485-WLED 支持 Arduino IDE 和 ESP-IDF 两种开发框架，为开发者提供灵活的选择，您可以根据项目需求和个人偏好选择合适的开发工具。
Arduino 通常更容易上手，对初学者和爱好者更加友好。ESP-IDF 提供更完整的开发工具链和更细粒度的系统控制，适合复杂项目或对性能有较高要求的应用。
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Arduino IDE 是一款便捷灵活、易于上手的开源电子原型平台。无需太多基础知识，简单学习后即可快速开发。Arduino 拥有庞大的全球用户社区，提供海量开源代码、项目示例和教程，以及丰富的库资源，封装了复杂功能，让开发者能够快速实现各种功能。您可以参考 Arduino IDE 开发环境搭建教程 完成初始设置，教程中同时提供了相关示例程序供参考。
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ESP-IDF 全称 Espressif IoT Development Framework，是乐鑫科技为 ESP 系列芯片推出的专业开发框架。它基于 C 语言开发，包含编译器、调试器、烧录工具等，支持命令行或集成开发环境（如 Visual Studio Code 配合 Espressif IDF 插件）开发，插件提供代码导航、项目管理、调试等功能。我们推荐使用 VS Code 进行开发，具体配置过程可参考 ESP-IDF (VS Code) 开发环境搭建教程，教程中同时提供了相关示例程序供参考。