描述
<h2>视频链接：</h2>
<p>【【立创训练营】小智AI】 <a href="https://www.bilibili.com/video/BV1kAHizkEa7/?share_source=copy_web&vd_source=4e32cfc3ef262b0c5b007a4cf066f8ae" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1kAHizkEa7/?share_source=copy_web&vd_source=4e32cfc3ef262b0c5b007a4cf066f8ae</a></p>
<h2>项目简介</h2>
<p>本项目是基于SF32LB52蓝牙模组的的AI前端项目，能够识别你的声音，给出它的声音回复和表情情绪。</p>
<h2>项目功能</h2>
<p>本项目是基于SF32LB52蓝牙模组的AI前端项目：用户可以通过语音与后台大模型进行交互。一个麦克风用于识别输入信号，一个扬声器和功放来播放小智的声音，一块1.69寸的TFT液晶显示屏显示文字回复和Emoji表情。一个CR123电池供电，一个LED用于指示状态。</p>
<p>另外还有电源开关，控制电源通断。</p>
<p>设置有两个功能按键，一个按键控制小智的唤醒和语言的输入，还有一个按键备用。</p>
<p>通过麦克风采集用户语音数据，再通过网络发送给后端服务器，服务器解析数据后，将信息发送回来，将声音信息通过扬声器播放，文字和表情信息通过屏幕显示出来。</p>
<h2>项目参数</h2>
<p>本设计主控用的是立创·开源SF32LB52蓝牙模组，尺寸仅为18*27.9十分小巧；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 30mA。
本设计采用屏幕显示使用的是 1.69寸TFT彩屏，通过SPI协议控制，供电 3.3V，上方显示Emoji表情，下方显示回复的文字信息；
选用国产华冠的LM4871N功放芯片，3W 单声道 AB 类音频功率放大器，性价比高；
选用INGHAi(赢海)的全指向高灵敏度-36dB宽电压范围麦克风，性价比高
（此处为示例，在填写完后请将说明文字删除）</p>
<h2>原理解析（硬件说明）</h2>
<p>本项目由以下部分组成，电源部分、语音输入部分、主控部分、功放输出部分和交互按键等部分，本项目主要是通过麦克风接收语音信号，通过互联网连上小智机器人的服务器，提取人声进行解析AI思考，最终使用喇叭和显示屏展示信息的实时语音回复。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/424d4f04a94d4834b6d2d71a327a2ec6.png" alt="image.png"></p>
<p>示例图1--电源电路：
采用CR123A可充电锂电池作为电源供给，供电电压为3.7V；通过SW1拨动开关给整个系统打开或关闭电源。</p>
<p>PCB设计要点：作为整个系统的关键电源供给，必须加粗走线。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/195ac43273cd484391620888aa184ff0.png" alt="image.png"></p>
<p>示例图2--LED显示电路：
当系统电源VSYS成功上电，给主控芯片SF32LB52稳定供电后，其会在17号引脚通过内部LDO输出稳定的3.3V，就可以把LED给点亮。</p>
<p>PCB设计要点：LED电流不大，走线比信号线略粗即可，走线优先级较低。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/9b9b98b2e0c543cfb665deb1c3a47471.png" alt="image.png"></p>
<p>示例图3--主控电路：
主控芯片SF32LB52，引出了关键的电源接口、内部LDO电源输出接口、麦克风模拟信号输入接口、功放输出接口、按键接口和程序烧录接口。</p>
<p>PCB设计要点：分列在各个功能模块处描述。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/5f6f3941d3244657b8c846c1deeb49d2.png" alt="image.png"></p>
<p>示例图4--麦克风信号输入电路：
麦克风传感器在基准电压MIC_BIAS的作用下，通过输入的声音使其内部膜片发生震动，然后就会产生微弱的电流，电容U4为其滤出高频杂波信号。</p>
<p>PCB设计要点：微弱的电信号，就是容易被干扰的对象，走线需远离干扰源；并且应该加粗走线，降低走线阻抗对信号的影响。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/a7788776b8bb411b8acd3e40d4a318d7.png" alt="image.png"></p>
<p>示例图5--功放输出电路：
功放芯片的6脚电源输入是比较重要的，通过两颗电容并联滤除高低频的干扰信号；当主控芯片SF32LB52识别了用户输入的语音信息，在小智机器人的服务器进行分析思考后，输出数字语音信号给功放芯片U7，通过R6/R7这两颗电阻阻值越低音量越大；数字语音信号经过放大后，驱动2W的喇叭进行发声。</p>
<p>PCB设计要点：输入的RC器件靠近功放芯片U7进行放置；输入2电容靠近功放芯片U7进行放置；输出的功放走线宽度加粗，类差分走线减少外部共模干扰。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/c8ddfa1176aa4c25b5dfa9012e5472c2.png" alt="image.png"></p>
<p>示例图6--TFT显示电路：
在这里我们采用的是 1.69寸TFT屏幕模组，通过SPI信号和主控芯片连接，电源部分也是主控芯片内部LDO转换成3.3V供电。</p>
<p>PCB设计要点：电源线和地线加粗；TFT屏幕模组的SPI信号线连接到主控芯片，SCL/SDA线之间和其他信号线拉开3W距离。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/4ec92de178db44088e3568849bbe8008.png" alt="image.png"></p>
<p>示例图7--按键交互电路：
按键U3按下时，即可和AI小智进行语音交互（即使在语音播报ing），电路上默认低电平，按键按下时为高，给主控芯片进行识别；按键U4为预留按键。</p>
<p>PCB设计要点：电平信号，优先级较低，和按键引脚连接处加粗或泪滴处理即可。</p>
<h2>软件代码</h2>
<p>参考开源</p>
<p><a href="https://github.com/78/xiaozhi-sf32" target="_blank">https://github.com/78/xiaozhi-sf32</a></p>
<h2>注意事项</h2>
<ol>
<li>sf32l02模组背部下面的六个焊盘焊接可能会造成连锡，尽量不要在上面上锡，可能会造成烧录无法成功
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/0f39abe54c8f47f68f789b4e4f2463b7.jpg" alt="6d64b492638d491ccda33a06bc761e03.jpg"></li>
<li>焊接时，主控模组焊接如果用风枪的话，要注意不要把模组上的器件吹动，可以在淘宝上购买有金属覆盖在上面的模组</li>
</ol>
<h2>实物图</h2>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/e13a2ab888f940ecbde75302c5cf98ed.jpg" alt="43c248725437a07925a6a2f362a8fa58.jpg"></p>
评论(0)