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HIOS BTDAC - Guía Completa de Conexiones y Pinout

HIOS BTDAC - Guía Completa de Conexiones y Pinout

Versión: 2.0
Fecha: Enero 2026
Proyecto: HI Open Systems - Bluetooth DAC para monitores de estudio

Índice

  1. Especificaciones Generales
  2. Módulo de Alimentación
  3. Módulo ESP32 DevKit (38 pines)
  4. Módulo DAC PCM5102
  5. Módulo LED RGB KY-009
  6. Componentes Adicionales Recomendados
  7. Lista Completa de Cableado

1. Especificaciones Generales

ParámetroValor
Tensión de operación5.0V DC regulados
Tensión de baterías7.4V - 8.4V (2S Li-Ion)
Protocolo de audioI2S (Philips Standard)
Sample Rate44.1kHz (A2DP estándar)
Bit Depth16-bit
BluetoothA2DP Sink (receptor)

2. Módulo de Alimentación

2.1 Componentes

ComponenteEspecificaciónCantidad
Batería 186503.7V Li-Ion, 2000-3500mAh2
BMS 2S7.4V, 20A (o según necesidad)1
DC-DC Step DownEntrada 7-28V, Salida ajustable1

2.2 Configuración del BMS 2S

    [BAT 1 +] -----> B+
    [BAT 1 -]---+
                +--> BM (Punto medio ~3.7V)
    [BAT 2 +]---+
    [BAT 2 -] -----> B-

    Salidas: P+ (protegida), P- (protegida)

2.3 Configuración del DC-DC Step Down

⚠️ CRÍTICO: Ajustar la salida a 5.0V ANTES de conectar cualquier módulo.

TerminalConexión
IN+BMS P+
IN-BMS P-
OUT+Bus de 5V (VIN de ESP32 y DAC)
OUT-Bus de GND (masa común)

2.4 Conexiones del Módulo de Alimentación

OrigenDestinoColor SugeridoCalibre
Batería 1 (+)BMS B+Rojo18-20 AWG
Batería 2 (-)BMS B-Negro18-20 AWG
Bat1(-) / Bat2(+)BMS BMBlanco20-22 AWG
BMS P+DC-DC IN+Rojo20-22 AWG
BMS P-DC-DC IN-Negro20-22 AWG
DC-DC OUT+Bus 5VRojo22 AWG
DC-DC OUT-Bus GNDNegro22 AWG

3. Módulo ESP32 DevKit (38 pines)

3.1 Especificaciones

ParámetroValor
ModeloESP32-WROOM-32 DevKit V1 (38 pines)
Tensión de entrada VIN5V (desde DC-DC)
Tensión lógica3.3V (interno)
Corriente típica BT activo~130mA

3.2 Asignación de Pines

GPIOFunciónDirecciónNotas
VINAlimentación 5VEntradaDesde DC-DC OUT+
GNDMasa común-Conectar a bus GND
26I2S BCKSalidaBit Clock hacia DAC
25I2S LRCKSalidaWord Select (L/R) hacia DAC
22I2S DINSalidaData hacia DAC
4LED RojoSalidaPWM capable, safe boot
16LED VerdeSalidaUART2 RX reasignado
17LED AzulSalidaUART2 TX reasignado

3.3 GPIOs a Evitar

GPIORazón
0Modo boot (tiene pull-up interno)
2LED onboard en algunos modelos
6-11Flash SPI interno - NO USAR
12Modo boot - nivel afecta arranque
15Modo boot - pull-up afecta logs

3.4 Conexiones del ESP32

Pin ESP32DestinoNotas
VINDC-DC OUT+ (5V)Alimentación principal
GNDBus GNDAl menos 1 conexión a masa común
GPIO 26PCM5102 BCKCable corto, directo
GPIO 25PCM5102 LRCKCable corto, directo
GPIO 22PCM5102 DINCable corto, directo
GPIO 4Resistor 330Ω → LED RCon resistencia en serie
GPIO 16Resistor 330Ω → LED GCon resistencia en serie
GPIO 17Resistor 330Ω → LED BCon resistencia en serie

4. Módulo DAC PCM5102

4.1 Especificaciones

ParámetroValor
ChipTI PCM5102A
Resolución32-bit (usamos 16-bit)
SNR112dB
Alimentación5V (regulador 3.3V interno)
SalidaLine Level, estéreo

4.2 Configuración de Jumpers (Parte Trasera)

⚠️ CRÍTICO: Configurar ANTES de alimentar el módulo.

JumperPosiciónEfecto
FLTL (Low)Filtro de respuesta normal/baja latencia
DEMPL (Low)De-emphasis desactivado
XSMTH (High)Auto-mute DESACTIVADO (sonido ON)
FMTL (Low)Formato I2S estándar
Parte trasera del módulo PCM5102:

  [L]  [H]      [L]  [H]      [L]  [H]      [L]  [H]
   ●────○        ●────○        ○────●        ●────○
   FLT           DEMP          XSMT          FMT

   ● = Soldado/Conectado

4.3 Descripción de Pines del Conector

PinNombreFunciónConexión
1VINAlimentación 5VDC-DC OUT+ (Bus 5V)
2GNDMasaBus GND
3SCKSystem ClockCONECTAR A GND
4BCKBit ClockESP32 GPIO 26
5DINData InESP32 GPIO 22
6LRCKWord SelectESP32 GPIO 25
73.3VSalida reguladorNO CONECTAR

4.4 Nota sobre SCK

El pin SCK conectado a GND fuerza al PCM5102 a usar su PLL interno para generar el System Clock a partir del BCK. Esto simplifica el diseño al no requerir un oscilador externo.

4.5 Conexiones del PCM5102

Pin PCM5102DestinoNotas
VINDC-DC OUT+ (5V)Paralelo con ESP32
GNDBus GNDMasa común
SCKBus GNDPuente a masa
BCKESP32 GPIO 26Bit Clock
DINESP32 GPIO 22Audio Data
LRCKESP32 GPIO 25Left/Right Clock
3.3VSin conexiónDejar al aire

5. Módulo LED RGB KY-009

5.1 Especificaciones

ParámetroValor
TipoLED RGB 5mm, cátodo común
Corriente máx por color20mA
Resistencia requerida330Ω por canal (3.3V lógica)

⚠️ ADVERTENCIA: El módulo KY-009 NO incluye resistencias limitadoras. Conectar directamente QUEMARÁ el LED y puede dañar el GPIO del ESP32.

5.2 Cálculo de Resistencias

R = (Vgpio - Vled) / I
R = (3.3V - 2.0V) / 10mA = 130Ω mínimo

Usamos 330Ω para mayor seguridad y menor consumo.
Corriente resultante: ~4mA por canal (suficiente brillo)

5.3 Descripción de Pines

Pin KY-009FunciónConexión
- (Menos)Cátodo comúnBus GND
RÁnodo RojoResistor 330Ω → ESP32 GPIO 4
GÁnodo VerdeResistor 330Ω → ESP32 GPIO 16
BÁnodo AzulResistor 330Ω → ESP32 GPIO 17

5.4 Esquema de Colores de Estado

EstadoColorGPIOs Activos
Esperando conexión BTAzul parpadeanteGPIO 17 (PWM)
ConectadoVerde fijoGPIO 16
ReproduciendoVerde parpadeanteGPIO 16 (PWM)
Batería bajaRojo fijoGPIO 4
ErrorRojo parpadeanteGPIO 4 (PWM)

5.5 Conexiones del LED RGB

ElementoDestinoNotas
KY-009 (-)Bus GNDCátodo común
Resistor 330Ω #1Entre GPIO 4 y KY-009 REn serie
Resistor 330Ω #2Entre GPIO 16 y KY-009 GEn serie
Resistor 330Ω #3Entre GPIO 17 y KY-009 BEn serie

6. Componentes Adicionales Recomendados

6.1 Condensadores de Desacople (Muy Recomendado)

Para reducir ruido en la alimentación y mejorar calidad de audio:

UbicaciónCapacitorTipoFunción
Cerca de ESP32 VIN100µFElectrolíticoFiltro baja frecuencia
Cerca de ESP32 VIN100nFCerámicoFiltro alta frecuencia
Cerca de PCM5102 VIN10µFElectrolíticoFiltro baja frecuencia
Cerca de PCM5102 VIN100nFCerámicoFiltro alta frecuencia

6.2 Lista de Materiales (BOM) Completa

ComponenteCantidadNotas
ESP32 DevKit 38 pines1WROOM-32
PCM5102 Módulo1Versión roja o negra
KY-009 LED RGB1Cátodo común
Resistor 330Ω 1/4W3Para LED RGB
BMS 2S17.4V, mín 10A
DC-DC Step Down1Ajustable, eficiente
Batería 186502Protegidas preferible
Portapilas 2x18650 serie1O soldar directo
Capacitor 100µF 10V2Electrolítico
Capacitor 10µF 10V1Electrolítico
Capacitor 100nF3Cerámico
Cable 22 AWGvariosRojo, negro, colores

7. Lista Completa de Cableado

Conexiones Planas (para seguir al soldar)

═══════════════════════════════════════════════════════════════
                    ALIMENTACIÓN
═══════════════════════════════════════════════════════════════
BAT1-POS ─────────────────────────────────────────────► BMS-B+
BAT2-NEG ─────────────────────────────────────────────► BMS-B-
BAT1-NEG / BAT2-POS ──────────────────────────────────► BMS-BM
BMS-P+ ───────────────────────────────────────────────► DCDC-IN+
BMS-P- ───────────────────────────────────────────────► DCDC-IN-
DCDC-OUT+ ────────────────────────────────────────────► BUS-5V
DCDC-OUT- ────────────────────────────────────────────► BUS-GND

═══════════════════════════════════════════════════════════════
                    ESP32
═══════════════════════════════════════════════════════════════
ESP32-VIN ────────────────────────────────────────────► BUS-5V
ESP32-GND ────────────────────────────────────────────► BUS-GND
ESP32-GPIO26 ─────────────────────────────────────────► PCM-BCK
ESP32-GPIO25 ─────────────────────────────────────────► PCM-LRCK
ESP32-GPIO22 ─────────────────────────────────────────► PCM-DIN
ESP32-GPIO4 ──────────────────────────────────────────► R330-A (LED Rojo)
ESP32-GPIO16 ─────────────────────────────────────────► R330-B (LED Verde)
ESP32-GPIO17 ─────────────────────────────────────────► R330-C (LED Azul)

═══════════════════════════════════════════════════════════════
                    PCM5102
═══════════════════════════════════════════════════════════════
PCM-VIN ──────────────────────────────────────────────► BUS-5V
PCM-GND ──────────────────────────────────────────────► BUS-GND
PCM-SCK ──────────────────────────────────────────────► BUS-GND
PCM-BCK ──────────────────────────────────────────────► ESP32-GPIO26
PCM-LRCK ─────────────────────────────────────────────► ESP32-GPIO25
PCM-DIN ──────────────────────────────────────────────► ESP32-GPIO22
PCM-3.3V ─────────────────────────────────────────────► (SIN CONEXIÓN)

═══════════════════════════════════════════════════════════════
                    LED RGB (KY-009)
═══════════════════════════════════════════════════════════════
LED-GND (cátodo) ─────────────────────────────────────► BUS-GND
LED-R ────────────────────────────────────────────────► R330-A (otro extremo)
LED-G ────────────────────────────────────────────────► R330-B (otro extremo)
LED-B ────────────────────────────────────────────────► R330-C (otro extremo)

═══════════════════════════════════════════════════════════════
                    RESISTENCIAS (330Ω)
═══════════════════════════════════════════════════════════════
R330-A: ESP32-GPIO4  ◄────[330Ω]────► LED-R
R330-B: ESP32-GPIO16 ◄────[330Ω]────► LED-G
R330-C: ESP32-GPIO17 ◄────[330Ω]────► LED-B

═══════════════════════════════════════════════════════════════
                    CAPACITORES (Opcional pero recomendado)
═══════════════════════════════════════════════════════════════
C1-100µF: BUS-5V ◄────[100µF]────► BUS-GND  (cerca ESP32)
C2-100nF: BUS-5V ◄────[100nF]────► BUS-GND  (cerca ESP32)
C3-10µF:  BUS-5V ◄────[10µF]─────► BUS-GND  (cerca PCM5102)
C4-100nF: BUS-5V ◄────[100nF]────► BUS-GND  (cerca PCM5102)

Tabla Resumen de Conexiones (Ordenada por Destino)

#DesdeHaciaTipoVerificado
1BAT1+BMS B+Potencia☐
2BAT2-BMS B-Potencia☐
3BAT1- / BAT2+BMS BMBalance☐
4BMS P+DC-DC IN+Potencia☐
5BMS P-DC-DC IN-Potencia☐
6DC-DC OUT+BUS 5VPotencia☐
7DC-DC OUT-BUS GNDPotencia☐
8BUS 5VESP32 VINPotencia☐
9BUS GNDESP32 GNDPotencia☐
10BUS 5VPCM5102 VINPotencia☐
11BUS GNDPCM5102 GNDPotencia☐
12BUS GNDPCM5102 SCKSeñal☐
13ESP32 GPIO26PCM5102 BCKI2S☐
14ESP32 GPIO25PCM5102 LRCKI2S☐
15ESP32 GPIO22PCM5102 DINI2S☐
16BUS GNDLED (-) CátodoLED☐
17ESP32 GPIO4R330 → LED RLED☐
18ESP32 GPIO16R330 → LED GLED☐
19ESP32 GPIO17R330 → LED BLED☐

Total: 19 conexiones principales

Checklist Pre-Soldadura

  • DC-DC ajustado a 5.0V (medir con multímetro)
  • Jumpers del PCM5102 configurados (FLT-L, DEMP-L, XSMT-H, FMT-L)
  • Resistencias 330Ω verificadas (medir con multímetro)
  • Polaridad de baterías verificada
  • Celdas 18650 con voltaje similar (diferencia < 0.1V)

Checklist Post-Soldadura

  • Continuidad de GND en todos los módulos
  • Sin cortocircuito entre 5V y GND
  • Voltaje en ESP32 VIN = 5.0V ± 0.1V
  • Voltaje en PCM5102 VIN = 5.0V ± 0.1V
  • LED enciende en cada color individualmente
  • ESP32 arranca (LED onboard parpadea)

Documento generado para HIOS BTDAC - HI Open Systems