joshbuttemer / ESP32-WROOM-32E Reference Design

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Diseño de ECU Competición

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@schematic Diseñar una centralita ECU programable de competición basada en ESP32-WROOM-32E, compatible con TunerStudio, económica (< 8–10 USD de fabricación) y de uso universal (para motores 2T y 4T, atmosféricos o turbo, gasolina, E85, metanol, e incluso diésel o con óxido nitroso).
Debe poder instalarse en cualquier vehículo de competición, guardar el “setup” en una microSD intercambiable por coche, y ofrecer telemetría en tiempo real por CAN y USB-C.
⚙️ Requisitos técnicos principales Categoría Especificación MCU ESP32-WROOM-32E (240 MHz, WiFi/Bluetooth, 4 MB flash) Alimentación 12 V IN → Buck 5 V (MP1584EN) → LDO 3.3 V (ME6211) Entrada principal Sensor Hall 3 hilos Bosch/RIDEX 0 232 103 039, con rueda 36-1 o 60-2 (en polea de cigüeñal) Modo Crank-only, semi-secuencial + wasted-spark, hasta 12 cilindros Inyección 6 salidas low-side MOSFET (AOD4184A) para inyectores Hi-Z Encendido 6 salidas digitales 5 V (SN74HCT14) para bobinas con driver integrado (smart coils) Salidas AUX 4 salidas PWM/ON-OFF para boost, N₂O, agua/meth y antilag Sensores TPS, CLT, IAT, MAP Bosch 3 bar externo, O₂ (wideband), VSS, FlexFuel, VBAT Conectividad USB-C (CP2102N), CAN 1 Mbps (SN65HVD230), Bluetooth (ESP32 interno) Almacenamiento microSD (SPI) con SD-only persistence: cada coche tiene su SD con mapas y calibraciones Mapas en vivo Selector ADC (GPIO34) → 5 mapas activos Formatos CAN Frames 0x080, 0x081 (50 Hz), 0x090, 0x1FC–0x1FF (estado, setup, mapa) PCB 2 capas, FR-4 1.6 mm, 80×60 mm, SMD automático, conectores JST-XH Fabricación Compatible con JLCPCB, con BOM + Pick&Place (CPL) estándar Software TunerStudio compatible (protocolo Speeduino/MS), firmware basado en tablas VE, encendido y correcciones en vivo 🧩 Arquitectura de bloques
Alimentación y protección → TVS 36 V + diodo polaridad + MP1584EN → 5 V → ME6211 → 3.3 V
Microcontrolador → ESP32-WROOM-32E
Comunicación PC → USB-C (CP2102N, con auto-boot)
Telemetría y dashboards → CAN 1 Mbps (SN65HVD230)
Sincronización motor → Sensor Hall 3 hilos + LMV331 (comparador crank-only)
Almacenamiento y setup → microSD SPI + detección de tarjeta
Inyección → 6 MOSFETs low-side con diodo SS56
Encendido → 6 salidas 5 V HCT14 (smart coils)
Auxiliares → 4 MOSFETs adicionales (boost, N₂O, agua/meth, antilag)
Entradas analógicas → TPS, CLT, IAT, O₂, VBAT, MAP externo
Selector de mapa → ADC con red resistiva de 5 niveles
Persistencia → todo el setup y mapas en microSD (una por coche)
185 days

flux

3:18

Accessing knowledge base.

Voy a diseñar tu ECU ESP32-WROOM-32E de 80×60 mm, 2 capas, con USB‑C, CAN, microSD, inyección/encendido y entrada Hall, optimizada para JLC y coste 8–10 USD.
  • Potencia/protección: añadir MP1584EN 12→5 V; sustituir U1 por ME6211 3.3 V; mantener D2 y D1. Cuidar retornos del buck.
  • Núcleo/conectividad: reemplazar IC1 por CP2102N con USB1 y CC/ESD; en U2 añadir pull‑up + 0.1 uF en EN y respetar boot‑straps; CAN con U3 y terminación seleccionable.
  • I/O motor y sensores: Hall con U5; encendido 5 V con U4; inyección con diodos D3, D4, D5, D6, D7, D8; selector de mapas por ADC; conectores JST‑XH J4/J5/J6.
Haz clic en Start en la barra del plan para ejecutarlo.
Plan
#Goal
  • Diseñar y preparar un esquema y PCB de 2 capas (80×60 mm) para una ECU programable basada en ESP32-WROOM-32E que incorpore USB‑C (CP2102N), interfaz CAN (SN65HVD230) con terminación seleccionable, microSD por SPI, entrada Hall condicionada con LMV331, 6 inyectores low‑side controlados mediante AOD4184A+SS56, 6 salidas de 5 V para bobinas smart con SN74HCT14, 4 salidas AUX con MOSFET, y gestión de alimentación con conversores MP1584EN (12V a 5V) y ME6211 (para 3.3V, reemplazando el AMS1117). Además, se incluirá protección automotriz (TVS 36 V + diodo inversión), planificación de retornos, ESD en USB‑C, CAN y microSD, y compatibilidad con TunerStudio, todo ajustándose a costes compatibles con JLC.
#Implementation plan
  1. Sub-sistema de potencia y protección
    1. Integrar TVS (modelo WE‑TVS‑82400102) y diodo de inversión para protección automotriz en la entrada de 12V.
    2. Sustituir el AMS1117 por un LDO ME6211 para generar 3.3V, asegurando desacoplos y filtros adecuados.
    3. Añadir el buck MP1584EN para generar 5V desde 12V, con inductor, diodo y redes de compensación, planificando los retornos para minimizar acoples con la sección analógica.
  2. Núcleo y conectividad
    1. Verificar y agregar el ESP32-WROOM-32E con su red de pull‑up en el pin EN y desacoplo de 0.1 uF, prestando atención a los pines de arranque y pads de programación.
    2. Reemplazar el CH340C existente con el CP2102N integrado con USB‑C, ajustando las redes CC y añadiendo ESD y TVS en VBUS con Vbr > 5.25 V y respetando la tensión máxima del IC.
    3. Revisar la implementación del SN65HVD230 para la comunicación CAN con opción de terminación seleccionable.
  3. IO para motores y sensores
    1. Condicionar la señal del sensor Hall utilizando el LMV331 y considerando filtros o Schmitt triggers según se requiera.
    2. Configurar los 6 inyectores low‑side con drivers AOD4184A y diodos SS56, asegurando las redes de disparo adecuadas.
    3. Implementar las 6 salidas de 5 V para bobinas smart con SN74HCT14, verificando la integridad de la señal.
    4. Incluir 4 salidas AUX con MOSFET, configurando la conectoría correspondiente y su control.
    5. Añadir entradas analógicas para sensores (TPS, CLT, IAT, O2, VBAT, MAP) y configurar un selector de mapas mediante red resistiva en un ADC, cuidando su referencia filtrada.
  4. Almacenamiento y conectores
    1. Integrar la interfaz microSD (J3 ST‑TF‑003A) con pull‑ups y detector de inserción (CD).
    2. Definir y etiquetar conectores JST‑XH para grupos: alimentación, inyectores, bobinas, sensores, CAN y USB‑C.
  5. Revisión de esquema y PCB
    1. Ajustar y revisar el esquema completo para confirmar que se cumplen los requisitos funcionales, incluyendo estudios de ERC/DRC.
    2. Configurar la PCB a 2 capas con dimensiones 80×60 mm, estableciendo planos y retornos de potencia adecuados, diferenciando entre áreas analógicas y digitales.
    3. Verificar la compatibilidad con TunerStudio y ajustar el BOM para cumplir con los costes objetivos de JLC.
#Success criteria
  • Esquema completo que integra todos los subsistemas (potencia, conectividad, IO, protección y almacenamiento) con conexiones y componentes según especificaciones.
  • PCB de 2 capas con dimensiones 80×60 mm, con todas las trazas y retornos correctamente definidos para minimizar interferencias y cumplir con las normativas automotrices.
  • Verificación de componentes (CP2102N, MP1584EN, ME6211, SN65HVD230, LMV331, AOD4184A, SN74HCT14) y de la red de conectividad (USB‑C, microSD, CAN, conectores JST‑XH) según las instrucciones de TunerStudio y restricciones de coste en JLC.
Seleccionar MP1584EN
Resistores CC USB-C
Elegir ME6211
Conmutador microSD
Red resistiva ADC
185 days
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  • Ground
    Ground
    A common return path for electric current. Commonly known as ground.
    jharwinbarrozo
    20.5M
  • Net Portal
    Net Portal
    Wirelessly connects nets on schematic. Used to organize schematics and separate functional blocks. To wirelessly connect net portals, give them same designator. #portal
    jharwinbarrozo
    43.0M
  • Power Net Portal
    Power Net Portal
    Wirelessly connects power nets on schematic. Identical to the net portal, but with a power symbol. Used to organize schematics and separate functional blocks. To wirelessly connect power net portals, give them the same designator. #portal #power
    jharwinbarrozo
    11.4M
  • Generic Resistor
    Generic Resistor
    A generic fixed resistor ideal for rapid circuit topology development. Its footprint automatically adapts based on the selected package case code—supporting 0402, 0603, 0805, 1203, and many other standard SMD packages, as well as axial horizontal and vertical configurations. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard resistor values: 1.0 ohm, 10 ohm, 100 ohm, 1.0k ohm, 10k ohm, 100k ohm, 1.0M ohm 1.1 ohm, 11 ohm, 110 ohm, 1.1k ohm, 11k ohm, 110k ohm, 1.1M ohm 1.2 ohm, 12 ohm, 120 ohm, 1.2k ohm, 12k ohm, 120k ohm, 1.2M ohm 1.3 ohm, 13 ohm, 130 ohm, 1.3k ohm, 13k ohm, 130k ohm, 1.3M ohm 1.5 ohm, 15 ohm, 150 ohm, 1.5k ohm, 15k ohm, 150k ohm, 1.5M ohm 1.6 ohm, 16 ohm, 160 ohm, 1.6k ohm, 16k ohm, 160k ohm, 1.6M ohm 1.8 ohm, 18 ohm, 180 ohm, 1.8K ohm, 18k ohm, 180k ohm, 1.8M ohm 2.0 ohm, 20 ohm, 200 ohm, 2.0k ohm, 20k ohm, 200k ohm, 2.0M ohm 2.2 ohm, 22 ohm, 220 ohm, 2.2k ohm, 22k ohm, 220k ohm, 2.2M ohm 2.4 ohm, 24 ohm, 240 ohm, 2.4k ohm, 24k ohm, 240k ohm, 2.4M ohm 2.7 ohm, 27 ohm, 270 ohm, 2.7k ohm, 27k ohm, 270k ohm, 2.7M ohm 3.0 ohm, 30 ohm, 300 ohm, 3.0K ohm, 30K ohm, 300K ohm, 3.0M ohm 3.3 ohm, 33 ohm, 330 ohm, 3.3k ohm, 33k ohm, 330k ohm, 3.3M ohm 3.6 ohm, 36 ohm, 360 ohm, 3.6k ohm, 36k ohm, 360k ohm, 3.6M ohm 3.9 ohm, 39 ohm, 390 ohm, 3.9k ohm, 39k ohm, 390k ohm, 3.9M ohm 4.3 ohm, 43 ohm, 430 ohm, 4.3k ohm, 43K ohm, 430K ohm, 4.3M ohm 4.7 ohm, 47 ohm, 470 ohm, 4.7k ohm, 47k ohm, 470k ohm, 4.7M ohm 5.1 ohm, 51 ohm, 510 ohm, 5.1k ohm, 51k ohm, 510k ohm, 5.1M ohm 5.6 ohm, 56 ohm, 560 ohm, 5.6k ohm, 56k ohm, 560k ohm, 5.6M ohm 6.2 ohm, 62 ohm, 620 ohm, 6.2k ohm, 62K ohm, 620K ohm, 6.2M ohm 6.8 ohm, 68 ohm, 680 ohm, 6.8k ohm, 68k ohm, 680k ohm, 6.8M ohm 7.5 ohm, 75 ohm, 750 ohm, 7.5k ohm, 75k ohm, 750k ohm, 7.5M ohm 8.2 ohm, 82 ohm, 820 ohm, 8.2k ohm, 82k ohm, 820k ohm, 8.2M ohm 9.1 ohm, 91 ohm, 910 ohm, 9.1k ohm, 91k ohm, 910k ohm, 9.1M ohm #generics #CommonPartsLibrary
    jharwinbarrozo
    1.5M
  • Generic Capacitor
    Generic Capacitor
    A generic fixed capacitor ideal for rapid circuit topology development. You can choose between polarized and non-polarized types, its symbol and the footprint will automatically adapt based on your selection. Supported options include standard SMD sizes for ceramic capacitors (e.g., 0402, 0603, 0805), SMD sizes for aluminum electrolytic capacitors, and through-hole footprints for polarized capacitors. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard capacitor values: 1.0pF, 10pF, 100pF, 1000pF, 0.01uF, 0.1uF, 1.0uF, 10uF, 100uF, 1000uF, 10000uF 1.1pF, 11pF, 110pF, 1100pF 1.2pF, 12pF, 120pF, 1200pF 1.3pF, 13pF, 130pF, 1300pF 1.5pF, 15pF, 150pF, 1500pF, 0.015uF, 0.15uF, 1.5uF, 15uF, 150uF, 1500uF 1.6pF, 16pF, 160pF, 1600pF 1.8pF, 18pF, 180pF, 1800pF 2.0pF, 20pF, 200pF, 2000pF 2.2pF, 22pF, 220pF, 2200pF, 0.022uF, 0.22uF, 2.2uF, 22uF, 220uF, 2200uF 2.4pF, 24pF, 240pF, 2400pF 2.7pF, 27pF, 270pF, 2700pF 3.0pF, 30pF, 300pF, 3000pF 3.3pF, 33pF, 330pF, 3300pF, 0.033uF, 0.33uF, 3.3uF, 33uF, 330uF, 3300uF 3.6pF, 36pF, 360pF, 3600pF 3.9pF, 39pF, 390pF, 3900pF 4.3pF, 43pF, 430pF, 4300pF 4.7pF, 47pF, 470pF, 4700pF, 0.047uF, 0.47uF, 4.7uF, 47uF, 470uF, 4700uF 5.1pF, 51pF, 510pF, 5100pF 5.6pF, 56pF, 560pF, 5600pF 6.2pF, 62pF, 620pF, 6200pF 6.8pF, 68pF, 680pF, 6800pF, 0.068uF, 0.68uF, 6.8uF, 68uF, 680uF, 6800uF 7.5pF, 75pF, 750pF, 7500pF 8.2pF, 82pF, 820pF, 8200pF 9.1pF, 91pF, 910pF, 9100pF #generics #CommonPartsLibrary
    jharwinbarrozo
    1.5M
  • Generic Inductor
    Generic Inductor
    A generic fixed inductor suitable for rapid circuit topology development. The footprint automatically adapts based on the selected package, supporting standard SMD sizes (e.g., 0402, 0603, 0805) as well as well-known inductor packages such as SDR1806, PA4320, SRN6028, and SRR1260. Standard inductor values: 1.0 nH, 10 nH, 100 nH, 1.0 µH, 10 µH, 100 µH, 1.0 mH 1.2 nH, 12 nH, 120 nH, 1.2 µH, 12 µH, 120 µH, 1.2 mH 1.5 nH, 15 nH, 150 nH, 1.5 µH, 15 µH, 150 µH, 1.5 mH 1.8 nH, 18 nH, 180 nH, 1.8 µH, 18 µH, 180 µH, 1.8 mH 2.2 nH, 22 nH, 220 nH, 2.2 µH, 22 µH, 220 µH, 2.2 mH 2.7 nH, 27 nH, 270 nH, 2.7 µH, 27 µH, 270 µH, 2.7 mH 3.3 nH, 33 nH, 330 nH, 3.3 µH, 33 µH, 330 µH, 3.3 mH 3.9 nH, 39 nH, 390 nH, 3.9 µH, 39 µH, 390 µH, 3.9 mH 4.7 nH, 47 nH, 470 nH, 4.7 µH, 47 µH, 470 µH, 4.7 mH 5.6 nH, 56 nH, 560 nH, 5.6 µH, 56 µH, 560 µH, 5.6 mH 6.8 nH, 68 nH, 680 nH, 6.8 µH, 68 µH, 680 µH, 6.8 mH 8.2 nH, 82 nH, 820 nH, 8.2 µH, 82 µH, 820 µH, 8.2 mH #generics #CommonPartsLibrary
    jharwinbarrozo
    15.8k
  • Terminal
    Terminal
    An electrical connector acting as reusable interface to a conductor and creating a point where external circuits can be connected.
    natarius
  • RMCF0805JT47K0
    RMCF0805JT47K0
    General Purpose Thick Film Standard Power and High-Power Chip Resistor 47 kOhms ±5% 0.125W, 1/8W Chip Resistor 0805 (2012 Metric) Automotive AEC-Q200 Thick Film Features: - RMCF – standard power ratings - RMCP – high power ratings - Nickel barrier terminations standard - Power derating from 100% at 70ºC to zero at +155ºC - RoHS compliant, REACH compliant, and halogen free - AEC-Q200 compliant
    jharwinbarrozo
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  • 875105359001
    875105359001
    10 µF 16 V Aluminum - Polymer Capacitors Radial, Can - SMD 30mOhm 2000 Hrs @ 105°C #commonpartslibrary #capacitor #aluminumpolymer #radialcan
    jharwinbarrozo
    1.2M
  • CTL1206FYW1T
    CTL1206FYW1T
    Yellow 595nm LED Indication - Discrete 1.7V 1206 (3216 Metric)
    jharwinbarrozo
    1.1M

ESP32-WROOM-32E Reference Design

ESP32-WROOM-32E Reference Design thumbnail
ECU de competición ESP32-WROOM-32E • CAN • USB-C • microSD • 80×60 mm JLCPCB

Properties

80 × 60mm

mm

8–10USD

USD

flowchart TB PWR[Power & Protection] CORE[Core & Connectivity] COMM[Communication Interfaces] IO[Motor & Auxiliary Outputs] ADC[Analog Inputs & Map Selector] STORAGE[Storage (microSD)] PWR -->|12V in, TVS, reverse Polarity| REG5[12→5V Buck Regulator] REG5 --> REG3[3.3V LDO (ME6211)] REG3 --> CORE CORE -->|ESP32-WROOM-32E| COMM COMM -->|USB-C & CP2102N| HOST[Host PCTuner] COMM -->|CAN via SN65HVD230Q-Q1| CAN[CAN Bus] CORE -->|SPI| STORAGE CORE -->|GPIO Digital| IO CORE -->|ADC GPIO| ADC ADC -->|TPS, CLT, IAT, MAP, O2, VBAT| SENSORS(Sensors) IO -->|Injectors x6 with AOD4184A & SS56| INJ[Injectors] IO -->|5V smart coil interface via SN74HCT14N| COIL[Smart Coils] IO -->|Aux MOSFETs x4| AUX[Aux Outputs]

JST-XH

creativecommons.org/licenses/by/4.0/

2

RoHS

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