<h3 style="line-height:1.8;">1、项目功能介绍</h3> <div> <div> <div> <div>问天气？问时间？问病情？ 基于 SF32LB52 的小智 AI 对话机器人，带着整个互联网的知识，解决你的疑难杂问。</div> <div>基于 立创开源蓝牙模组 制作的简易AI对话机器人，实现AI实时语音对话。它能够听懂你的情绪，解答你的疑惑，也能分享你的快乐。</div> </div> </div> </div> <h3 style="line-height:1.8;">2、项目属性</h3> <p>小智AI训练营的学习成果</p> <h3 style="line-height:1.8;"> 3、开源协议</h3> <p style="line-height:1.8;">Public Domain</p> <h3 style="line-height:1.8;">4、硬件部分</h3> <p>学习了训练营的硬件设计部分制作好了插件版本。</p> <p>并根据插件版做出带聚合物锂电池以及充电模块的贴片版。</p> <p><span style="font-size:14pt;"><strong>主控部分</strong></span></p> <p>主控用的是 [立创·开源SF32LB52模组]，一款蓝牙低功耗芯片，频率 <strong>240MHz</strong>，集成 8MB PSRAM 和 16MB Flash，支持锂电池直接供电。BLE 连接功耗仅需 7μA，BT连接功耗仅需 10μA，BLE + BT 双连接功耗比同行单BT连接功耗还能降低 60%。<br>模组支持 BT PAN 功能可以直接连接手机上网，相比 WIFI 功耗更低，更加适合电池场景，带屏连接功耗仅 <strong>30mA</strong>。<br>在本项目中，直接让电池电源直连模组的电源输入引脚 VSYS。这里需要注意<code>该模组电压范围要求 3.7V~4.7V</code>。3.3V 和 5V 供电都不行。<br>模组的 VDD33_VOUT2 是由软件控制输出的，需要芯片正常启动后才有输出<span style="font-size:10pt;">3V3</span>。</p> <p><span style="font-size:14pt;"><strong>功放部分</strong></span></p> <p>本项目外放喇叭使用8欧2瓦喇叭，通过1.25*2的插座插头连接。</p> <p>音频功放的型号是 LM4871，是一款 3W、单声道 AB 类音频功率放大器，工作电压 1.9 - 5.5V。</p> <div> <p>根据数据手册的典型应用电路的推荐和我们项目的实际情况，最后采用的是 <code>差分输入模式的典型应用电路</code>。</p> <p>这里有一个问题，虽然我们按照了典型应用电路放置了对应器件，但是器件的值跟典型电路是不一致的。为什么这么做？是为了低成本考虑，典型应用电路中，用到了 10K 20K 1UF 0.39UF 等器件，而我们为了购买器件少一点，让电路更简洁，将电阻统一改为 10K，电容改为常用的 100nF(0.1UF) 和 22UF。实测没有问题。</p> <p>器件的 1 脚 Shutdown 是芯片掉电控制引脚，为高电平时功放停止工作实现低功耗；为低电平时功放正常工作。在原理图中通过 R4 电阻让该引脚默认为高电平即芯片默认停止工作，当需要功放工作时，需要主控的 PA26 引脚输出低电平才能工作，这样只有需要用的时候才开，不用的时候默认关闭。</p> <div><span style="font-size:14pt;"><strong>麦克风部分</strong></span></div> <div> <p>本项目使用6*5咪头，麦克风咪头的核心是一个<strong>可振动</strong>的极板（振膜）与固定背极板组成的电容。</p> <p>当声音振动波作用在振膜上时，会导致其与背极板的距离动态变化，从而改变电容值。当有声音时，器件内部电容发生变化，这一变化会引发电容两端的电荷移动，产生微弱的交流电信号（模拟信号）。</p> <p>但是虽然麦克风内部的驻极体材料自带永久电荷（无需外部供电维持电场），即使没有电源输入，麦克风也能够使用，但是为了确保麦克风能够正常稳定的工作，通常是需要提供一个基准电压（通常2~5V），使内部电容处于预充电状态，确保声音引起的电容变化能转换为有效电流信号。</p> <p>在原理图中，R3 电阻的作用就是给麦克风的正极输入一个基准电压MIC_BIAS，这个电压是由模组控制输出的，由模组控制则可以在要用时才输出，不用时关闭，实现低功耗。R3 的电阻值为 10K，测试效果能够接受，过低则采集的音频信号弱，过高则易引入噪声。</p> <p>在原理图中，U4 电容的作用就是对采集的信号进行滤波，滤除高频噪声，大多是滤除滋滋滋的声音或者声音沙哑问题。</p> <p><strong><span style="font-size:14pt;">屏幕部分</span></strong></p> <div>屏幕显示使用的是 1.69寸TFT屏幕，采购自 <a href="https://item.taobao.com/item.htm?id=694205959541" target="_blank">金逸晨1.69寸TFT液晶屏ST7789小屏240x280显示器</a>，</div> <div>屏幕通过SPI协议控制，供电 3.3V。</div> <div>这里SPI的通信控制信号引脚，可以使用主控的硬件SPI外设，实现更高的通信速率，更快的屏幕刷新。但是使用主控的硬件SPI外设，则需要选择特定的引脚。</div> <div><strong>模组与屏幕的连接</strong></div> <div> <table> <tr> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>模组</div> </th> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>1.69寸TFT屏幕</div> </th> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>说明</div> </th> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>GND</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>GND</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>屏幕电源地</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>VDD33_VOUT2</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>VCC</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>屏幕电源输入</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>PA04</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>DO(SCL)</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>屏幕通信时钟引脚</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>PA05</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>D1(SDA)</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>屏幕通信数据引脚</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>PA00</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>RES</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>屏幕屏幕复位引脚</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>PA06</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>D/C</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>屏幕读写功能引脚</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>PA03</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>CS</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>屏幕通信片选引脚</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>PA42</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>BLK</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>屏幕背光控制引脚，高电平屏幕背光亮</div> </td> </tr> </table> <h3><span style="font-size:14pt;"><strong>按键部分</strong></span></h3> <div>每一个项目基本都需要有人机交互部分，本项目通过按键进行控制，U2是唤醒键 + 语音输入键，按下 U2 按键可以让主控从低功耗睡眠状态唤醒，当主控正在工作时，按下按键进行语音输入。</div> <div>U1按键目前待定用途，设计出来备用。</div> <div><strong><span style="font-size:14pt;">LED灯部分</span></strong></div> <div>用于指示模组状态。通过模组IO控制。IO输出低电平LED灯亮，IO输出高电平LED灯灭。</div> <div><span style="font-size:14pt;"><strong>下载部分</strong></span></div> <div> <div>模组的下载通过串口进行下载。</div> <div>本项目直接使用任意 <a href="https://item.szlcsc.com/51679391.html?fromZone=s_s__%2522CH340X%2522&spm=sc.gbn.xh2.zy.t___sc.hm.hd.ss&lcsc_vid=QVhbAlYAFlcKVQIAFQBcBFNSElNbUgFTTlNXXgZVTwIxVlNTRlVbV1dUQ1BXVDtW" target="_blank">CH340模块</a>作为下载器，均能够正常下载和串口调试通信。</div> <div><span style="font-size:14pt;"><strong>充电模块部分</strong></span></div> <div>在插件版本中使用一节带有TYPE-C充电口（5V），并可持续充放电使用的CR123A型号的充电锂电池进行系统供电（标称电压3.7-4.2V，额定容量500mAh）。</div> <div>在贴片版本中将原先CR123A型号的充电锂电池更换为聚合物锂电池（标称电压：3.7-4.2V,额定容量1000mAh），尺寸为52*34*5mm，并且添加一块充放电模块（此模块可替换不同型号）。</div> <div><strong><span style="font-size:14pt;">外壳及面板部分</span></strong></div> <div>使用嘉立创EDA自带的设计功能即可满足基本设计要求。</div> <div>想要自己设计复杂一点的外观也可使用其他3D设计软件，如：solidworks、ug等。</div> <div>面板设计使用嘉立创EDA的面板设计亚克力板面板，方便设计，快速美观，价格优惠，非常推荐！！！</div> </div> </div> </div> </div> <h3 style="line-height:1.8;">5、软件部分</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;">由训练营的立创大佬提供多版本持续更新固件，固件烧录教程及固件请看:<a href="https://oshwhub.com/article/the-10th-lichuang-electric-contest-xiao-zhi-ai-assistant-burning-tutorial" target="_blank">固件烧录教程</a></p> <h3 style="line-height:1.8;">6、BOM清单</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;">器件较少，请见最下方BOM</p> <h3 style="line-height:1.8;">7、大赛LOGO验证</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/52e3e4360918439d84c19f83c2db78c2.jpg" alt="" width="1200" height="1200"></p> <h3 style="line-height:1.8;"> 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;">详情请看：<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1YhaBztEgM/?spm_id_from=333.1387.homepage.video_card.click&vd_source=31b17dc5ec31338ee1175c846314b157" target="_blank">演示视频</a></p>