#第十届立创电赛#AI小智-592347W-cs

视频链接：

B站视频--功能演示及介绍

项目简介

本项目是基于立创·开源SF32LB52蓝牙模组的AI小智能体，能够识别你的声音，给出它的声音回复和表情情绪。

项目功能

本项目是基于立创·开源SF32LB52蓝牙模组的AI小智能体：设置有一个电源开关SW1，可以控制设备电源的开通和关断，节约电池电量；
另外设置有2个功能按键U1和U2，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；
AI小智能体拥有1个麦克风可以识别输入的声音信号，通过互联网连上小智机器人的服务器，可以实时理解输入的信息，并且通过喇叭进行语音回复；
还有一块1.69寸的TFT液晶显示屏显示文字回复和Emoji表情；U1按键作为备用交互功能，给后续进行功能开发。

项目参数

• 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。

原理解析（硬件说明）

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。

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。

PCB设计要点：作为整个系统的关键电源供给，必须加粗走线。

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。

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。

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。

PCB设计要点：分列在各个功能模块处描述。

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U2为其滤出高频杂波信号。

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。

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R5/R6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。

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。

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。

PCB设计要点：电源线和地线加粗；TFT屏幕模组的SPI信号线并排最短连接到主控芯片，SCL/SDA线之间和其他信号线拉开3W距离。

示例图7--按键交互电路：
按键U4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U3为预留按键。

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。

软件代码

采用开源代码，具体链接如下，有兴趣的小伙伴可以研究：

小智聊天机器人

注意事项

此处可填写在设计制作时需重点关注的点或是易错的地方，示例：

• 电池CR123A官方推荐的缺货，去寻找了淘宝款： 【淘宝】假一赔四 https://e.tb.cn/h.hAzl6RqG5UZ5uMV?tk=Z7Ir4qqkOzw HU071 「CR123A充电锂电池适用于奥林巴斯u1U2拍立得mini25富士尼康佳能胶卷胶片相机手电筒电子16340大容量3.7VUSB充」
  点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开。
• BOT层电池盒区域，在对应的TOP层有焊接插件，会导致电池盒凸起一些，后续应更改为贴片器件或需用剪钳剪插件脚。

实物图