Diseña una PCB compacta de distribución de alimentación y control de buzzer para instalar dentro del gabinete de un keypad basado en ESP32-S3. La PCB debe reducir el cableado interno del gabinete y servir como punto central de distribución para **+5V, +3.3V y GND**, además de incorporar el circuito de control de un buzzer activo de 5 V y conectores para periféricos externos. ## 1. Alimentación principal La alimentación proviene de un **Waveshare Solar Power Manager**. Crear un conector de entrada claramente identificado: **J1 — POWER INPUT FROM WAVESHARE** * Pin 1: +5V * Pin 2: +3V3 * Pin 3: GND IMPORTANTE: * +5V y +3V3 son redes de alimentación completamente independientes. * **Nunca conectar +5V directamente con +3V3.** * Todos los GND deben pertenecer a una única red común. * El GND del Waveshare, ESP32-S3, buzzer, INA228, LC7 y demás periféricos debe ser común. * Usar un plano de GND, preferiblemente en la capa inferior. * Dimensionar las pistas de alimentación con mayor anchura que las pistas de señales. ## 2. Conexión hacia ESP32-S3 Crear un conector: **J2 — ESP32** * +5V * +3V3 * GND * BUZZER_GPIO BUZZER_GPIO es una señal lógica de **3.3 V proveniente del ESP32-S3**. No aplicar 5 V al GPIO. Etiquetar claramente cada pin en la serigrafía. ## 3. Circuito del buzzer ### BZ1 Buzzer activo: **HF-12095** * Alimentación: 5 V DC * 2 pines * Aproximadamente 11.7 mm de diámetro * Separación aproximada entre pines: 7.6 mm * Oscilador interno integrado No diseñar amplificador de audio. No agregar capacitores adicionales al circuito del buzzer salvo que sean estrictamente necesarios por requisitos eléctricos de otro componente. ### Q1 Usar un transistor NPN de propósito general como interruptor **low-side**. Seleccionar un transistor apropiado para ser controlado directamente mediante lógica de 3.3 V del ESP32-S3. Antes de seleccionar el footprint, verificar específicamente el orden físico de: * Base * Collector * Emitter **No asumir que todos los transistores NPN tienen el mismo orden B/C/E.** Preferir un componente común, económico y fácilmente disponible. ### R1 **1 kΩ** Conexión: BUZZER_GPIO → R1 → Base de Q1 ### R2 **10 kΩ** Conexión: Base de Q1 → R2 → GND Funciona como pull-down para mantener Q1 apagado cuando el GPIO esté flotante o durante el arranque del ESP32. ### Conexiones del buzzer +5V → BZ1 positivo BZ1 negativo → Collector de Q1 Emitter de Q1 → GND BUZZER_GPIO → R1 1 kΩ → Base de Q1 Base Q1 → R2 10 kΩ → GND ### Funcionamiento BUZZER_GPIO HIGH (~3.3 V): Q1 conduce y BZ1 se enciende. BUZZER_GPIO LOW: Q1 se apaga y BZ1 permanece apagado. Añadir claramente los símbolos **+** y **−** junto al footprint del buzzer en la serigrafía. ## 4. Conector para INA228 El **INA228 es un módulo externo** y NO debe integrarse directamente en esta PCB. La PCB solamente debe proporcionar su conexión. Crear un conector compatible con: **STEMMA QT / Qwiic JST-SH de 4 pines, pitch 1.0 mm** Asignación: * GND * +3V3 * SDA * SCL Nombrarlo: **J3 — INA228 / I2C** Las líneas SDA y SCL deben ir hacia el ESP32-S3 mediante el sistema de conectores de la PCB. No conectar SDA/SCL a +5V. Mantener las pistas SDA y SCL juntas, cortas y alejadas de pistas que puedan generar ruido cuando sea razonablemente posible. No agregar resistencias pull-up I2C automáticamente si el módulo INA228 ya las incorpora. Verificar primero el módulo utilizado. ## 5. Conector para LC7 El **LC7 es un dispositivo externo** y NO debe integrarse directamente en esta PCB. Agregar el conector necesario para llevar su alimentación y/o señales hacia el sistema. Usar el tipo de conector correspondiente al cable existente: **JST-PH, pitch 2.0 mm, 2 pines** Nombrarlo: **J4 — LC7** Antes de asignar los pines definitivamente, verificar la función eléctrica exacta de los dos conductores del LC7. Si corresponden únicamente a alimentación, asignarlos según el voltaje requerido por el LC7 y GND. **No asumir que el LC7 utiliza 5 V o 3.3 V sin verificar su especificación.** Marcar claramente en silkscreen la polaridad y función de cada pin. ## 6. Distribución adicional de alimentación La función principal de esta PCB es reducir el cableado dentro del gabinete. Agregar conectores auxiliares para distribuir alimentación a otros periféricos. Crear al menos: **J5 — 5V AUX** * +5V * GND **J6 — 5V AUX** * +5V * GND **J7 — 3V3 AUX** * +3V3 * GND **J8 — 3V3 AUX** * +3V3 * GND Preferir conectores polarizados para evitar conexiones invertidas. Cuando sea apropiado, utilizar JST-PH 2.0 mm para alimentación. Todos los GND deben estar conectados al mismo plano de tierra. ## 7. Requisitos del PCB PCB de **2 capas**. Material previsto: **FR-4, 1.6 mm** Utilizar: * plano de GND; * pistas anchas para +5V; * pistas anchas para +3V3; * pistas normales para GPIO, SDA y SCL. Evitar cuellos de botella innecesarios en las pistas principales de alimentación. Colocar los conectores cerca de los bordes para facilitar conectar y desconectar cables dentro del gabinete. Colocar BZ1 cerca de un borde de la PCB y dejar espacio libre alrededor de su abertura acústica para evitar reducir el volumen. Colocar Q1, R1 y R2 cerca de BZ1. Mantener físicamente diferenciadas las zonas de: * 5V * 3V3 * señales * buzzer ## 8. Montaje mecánico La PCB estará instalada dentro de un gabinete impreso en 3D. Agregar **4 agujeros de montaje para tornillos M3**, uno cerca de cada esquina. Mantener un área de exclusión alrededor de los agujeros para evitar interferencias con tornillos, separadores y pistas. Evitar colocar componentes altos demasiado cerca de los agujeros. Intentar mantener la PCB compacta. Un tamaño inicial aproximado de **50 × 35 mm** puede utilizarse como referencia, pero modificarlo si es necesario para conseguir una distribución limpia. ## 9. Serigrafía Añadir etiquetas claras: **SPORTOBIT — KEYPAD POWER & BUZZER BOARD** Etiquetar todos los conectores y sus pines. Como mínimo deben ser visibles: * 5V * 3V3 * GND * BUZZER * ESP32 * INA228 * SDA * SCL * LC7 * POWER IN Marcar polaridad en todos los conectores de alimentación. ## 10. Reglas importantes Antes de generar el PCB: 1. Generar primero el schematic completo. 2. Verificar que no exista conexión directa entre las redes +5V y +3V3. 3. Verificar que todos los GND pertenezcan a una única red común. 4. Verificar el pinout real B/C/E del transistor seleccionado. 5. Verificar el footprint y separación de pines reales del HF-12095. 6. Verificar el pinout estándar del conector STEMMA QT / Qwiic JST-SH antes de rutearlo. 7. Verificar la tensión y función exacta de los dos pines del LC7 antes de conectarlos a una alimentación. 8. No agregar componentes innecesarios. 9. No integrar ESP32-S3, INA228, LC7 ni Waveshare Power Manager físicamente en esta PCB; esta PCB funciona como **interconnect, power distribution y buzzer control board**. 10. Priorizar simplicidad, facilidad de ensamblaje, mantenimiento y reducción del cableado interno.