0 前言

       由于我的卧室太小，放不下床头灯，每次睡觉或者半夜起来都需要去开工作台的灯或者卧室灯，比较麻烦，又因为我的卧室工作台上有个铁架子，于是我手搓了它——智能夜灯：能语音控制、蓝牙控制、触摸控制灯光，背部可磁吸。

主要功能

• 语音控制、蓝牙控制、触摸控制夜灯以RGB装饰灯
• 灯光可简单开关以及无极调光
• 电池供电，有过充、过放、过流保护，可边充边用，灯光显示电池电量情况
• 背部有磁铁，可稳固吸附在有铁的地方
• 上下外壳通过磁吸连接，拆卸维修方便
• 电路板由底部控制板和顶部灯板通过排针排母相连，灯板样式可替换
• 预留0.99/0.96寸LCD屏幕位置，后续升级可显示时钟，固件版本，固件升级UI等

1 硬件设计

1.1 供电及下载电路

1.1.1 Type-C充电及下载电路

通过Type-c给电池以及后级供电；另外RA6E2有USB接口，可以直接烧录固件;需要注意还需要给USB_VBUS引脚供电，通过15k电阻以及30K电阻分压得到，直接使用底板上的Type-c烧录时，需要将开发板上的两个分压电阻拆掉。

1.1.2 锂电池充放电管理芯片

         锂电池充放电管理采用IP5306芯片。

         充放电：IP5306 的同步升压系统提供最大 2.4A 输出电流，转换效率高至 92%，空载时，自动进入休眠状态，静态电流降至 100uA；其采用开关充电技术，提供最大 2.1A 电流，充电效率高至 91%。内置 IC 温度和输入电压智能调节充电电流。

         电量显示：支持1~4个led灯电量显示，本电路采用四个led灯，分别表示电量25%、50%、75%、100%；采用一个按键，开关机，单击开机并显示电量，双击关机，关闭电量显示灯。IP5306数据手册见下面链接。

https://item.szlcsc.com/datasheet/IP5306/193089.html

电池保护电路采用XB7608AJ芯片，外围器件仅需一个电容和电阻即可过充、过放、过流保护；充放电芯片IP5306和大部分可充式电池内部已有保护电路，这里为了保险，又加了此电路，后续升级可优化此部分。

采用SY8088AAC芯片实现BUCK降压电路，给蓝牙、麦克风、触摸芯片分别供电。

1.2 语音控制电路

1.2.1 语音主控芯片电路

选用启英泰伦CI1303芯片，支持AEC回声消除，通过串口将语音命令发送给主控芯片，根据命令控制灯光。

1.2.2 MIC电路

麦克风电路，采用差分麦克风，效果更好。

1.2.3 音频功放电路

功放电路，选用FM8002A，喇叭选择8Ω2W或者4Ω3W

1.3 蓝牙控制电路

蓝牙选择MX02模组，模组是基于ASR5601芯片设计，支持一主四从，方便后续拓展功能，和音频控制类似，也是通过串口发送命令进行控制。

1.4 触摸控制电路

触摸芯片选用TTP223芯片，STG和SLH引脚设置为低，默认状态TOUCH_OUT 输出为低电平，当触摸时，电平为高。

1.5 LED及RGB电路

通过SS8050三极管控制两串灯组，可以一组选择暖光，一组选择白光。通过单片机控制LED1，LED2引脚可实现灯光控制。

选用7个WS2812 RGB彩灯构成“北斗七星”，本项目由于开发板引出的SPI引脚均被占用，故采用PWM控制

1.6 屏幕及按键电路

预留屏幕10pin屏幕LCD接口，和两个按键；可进行时钟显示，菜单选择确认，UI显示等；本项目LCD电路图已改为0.96寸的接口，为之前0.99寸的升级版本，区别仅在于背光A,K两个引脚相反，但由于时间有限，结构还没及时更新，外壳结构还是0.99寸的，将在近期更新外壳。

2 软件设计

主要接口配置

触摸控制：逻辑为MCU进行按键扫描，并且定时器开始计时，500ms以内为单击，500ms以外为长按。单击下，开始累计计数，分别切换单色光、双色光、RGB灯光；长按下，通过设置PWM占空比增减方向，步进实现无极调光，第一次长按默认减弱灯光，后面再次长按都切换调光方向，无极调光只有在灯开启下才可调。

音频控制：通过在启英泰伦平台上生成语音固件，通过串口烧录后，主要通过解析串口协议，来对应不同的命令，从而让单片机执行相应控制命令，如我的固件通信协议如下：

晓光:         A5 FC 07 00 A0 91 01 01 00 00 00 00 00 23 56 01 FB
开灯:         A5 FC 07 00 A0 91 02 02 00 00 00 00 00 23 58 01 FB
关灯:         A5 FC 07 00 A0 91 03 03 00 00 00 00 00 23 5A 01 FB
调亮一点:A5 FC 07 00 A0 91 04 04 00 00 00 00 00 23 5C 01 FB
调暗一点:A5 FC 07 00 A0 91 05 05 00 00 00 00 00 23 5E 01 FB
彩灯模式:A5 FC 07 00 A0 91 06 06 00 00 00 00 00 23 60 01 FB
关闭彩灯:A5 FC 07 00 A0 91 07 07 00 00 00 00 00 23 62 01 FB
切换灯光:A5 FC 07 00 A0 91 08 08 00 00 00 00 00 23 64 01 FB

第一个为唤醒词，后面为命令词，命令词主要识别第7个；可增加500条，后续还可以在平台上进行语音自学习。

蓝牙模式：理论上和音频同理，主要是解析串口通信命令，由于时间紧张，这部分功能待开发，后续将逐步完善。

3 结构设计

4 硬件组装

4.1 安装电池和扬声器

底部设计有电池仓和扬声器槽，可以卡住

4.2 底板安装

将底板放在M3螺丝柱上，将电池接口和扬声器接口接好，拧紧三个螺丝

4.3 灯板安装

对齐底板和顶板上下排针进行插接安装，排母是正常规格，排针选用加长排针，总长23mm

4.4 上壳安装

将直径2mm,1mm厚的磁铁嵌入进上下壳8个孔位，为了更加牢固，可以先滴少量502再放磁铁；顶部有触摸孔开槽，对准槽后上下壳自动对位。

4.5 安装完成效果图

5 优化与改进

由于本次活动时间有限， 不到一个月的时间，均是在晚上下班后完成的项目，后续将在每月持续更新完善本项目。

1.增加蓝牙功能，夜晚不适宜出声说话下，可以通过手机端控制，后续将完成手机端蓝牙app及通信控制；

2.提高音频识别质量

3.裁剪电路，降低成本

4.优化结构，使安装更方便，结构更牢固

5.灯板改用铝基板，散热效果更好

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