情侣对讲机(已验证）

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项目简介

本项目是一款基于ESP32芯片设计的情侣互动系统。
它采用MQTT通信协议,使用LVGL嵌入式图形库。
实现了语音对讲、红外遥控、天气查看、震动互动等多种功能，
旨在为情侣提供一种有趣的远程互动方式。

UI页面
 

项目功能

• ✅无线语音对讲
• ✅“万能”学习红外遥控器
• ✅恋爱纪念日
• ✅网页配网+智能WiFi选择连接
• ✅查看时间天气
• ✅情侣远程互动（点击想你对方能震动）
• ✅获取对方在线状态

本设计是基于esp32单片机设计的情侣互动系统，代码使用PlatformIO ESP32 arduino框架开发。；设置有一个彩色tft屏幕，三个独立按键，一个红外发射器，一个红外接收器，一个INMP441麦克风（已替换成MSM261S4030H0R），max98357音频芯片，过放保护电路，和一个震动马达，以及震动马达电路。
可以实现的功能有:
1、实时语音对讲:两个设备通过MQTT服务器实现实时语音通信。
2、红外遥控:可解码并存储红外信号,支持发送存储的信号。对于空调信号,可解析温度、模式等信息并在显示屏上显示。
3、情侣互动:"想你"信号发送与确认机制,实现情感互动。
4、智能配网:强制配网页面,可存储5个WiFi信息,并且在连接时扫描可用WiFi，自动选择WiFi连接。
5、天气显示:获取并显示实时天气信息。
6、恋爱纪念:显示恋爱天数,通过API获取并展示不同的情话。
7、自动下载程序:支持插线自动烧录,无需手动操作。
8、省电模式:长时间无操作自动熄屏,按键唤醒。支持5档PWM背光调节。
9、电池管理:支持电池电量检测和显示，支持过放保护。

项目参数

• 主控:ESP32芯片
• 显示:240x240彩色TFT LCD屏幕
• 音频:INMP441全向麦克风,MAX98357数字音频功放
• 电源管理:PW2058开关降压芯片,TP4056充电管理芯片
• 通信:CH340C串口转换,支持自动重启烧录
• 交互:红外发射/接收,震动马达
• 其他:三个独立按键,支持电池供电

原理解析（硬件说明）

本项目由以下部分组成，电源管理部分、主控部分、显示部分、音频部分、通信部分、交互部分、自动下载电路组成。

电源部分：
如图所示,电源管理部分采用TP4056充电管理芯片和PW2058开关降压芯片。TP4056负责锂电池的充电管理,可自动调整充电状态。采用过放保护电路可以防止电池过放导致对锂电池不可逆的损坏。

电源选择电路是一个关键部分,确保设备可以在外部电源和电池之间无缝切换。该电路主要由以下部分组成:

• Q3 (SI2305): P沟道MOSFET,用作电源切换开关

• D2 (MBR0520): 肖特基二极管,防止反向电流

• R2: 100kΩ电阻,用于MOSFET栅极偏置
  工作原理：

• 当Type-C接口有5V输入时,Q3的栅源电压为0,MOSFET关闭,系统由外部5V供电。

• 当拔出Type-C电源时,R2将Q3的栅极拉低,MOSFET导通,系统自动切换到电池供电。

• D2防止电池电压回流到5V输入端。

这种设计实现了外部电源和电池供电之间的自动无缝切换,提高了用户体验,同时保护了电池。

ESP32主控电路：
ESP32作为系统的核心,负责整体控制和数据处理。它具有双核CPU,集成WiFi和蓝牙功能,非常适合物联网应用。电路中包括必要的旁路电容和复位电路,确保ESP32稳定工作。

音频电路：
音频部分使用INMP441（已替换成MSM261S4030H0R）全向麦克风采集声音,通过I2S接口与ESP32连接。MAX98357功放芯片负责音频输出,同样采用I2S接口,简化了音频信号的处理流程。

显示电路：
采用240x240分辨率的TFT LCD屏幕,通过SPI接口与ESP32通信。背光控制采用PWM调节,实现5档亮度调节。

红外收发电路：
红外发射电路使用红外发光二极管,由ESP32直接控制。红外接收电路采用专用接收模块,解调后的信号直接输入ESP32进行解码。

自动下载电路：
结合CH340C和UMH3N,实现插线即可自动进入下载模式的功能,大大简化了固件更新过程。

交互电路：
包括三个独立按键和一个震动马达。按键采用上拉电阻设计,震动马达通过三极管控制,可实现不同强度的震动提醒。
......
 
 
图1：焊接后的电路板

工具使用

• 烧录工具工具：
  乐鑫Flash下载工具：https://docs.espressif.com/projects/esp-test-tools/zh_CN/latest/esp32/production_stage/tools/flash_download_tool.html
• 字体取模：
  processing：https://processing.org/download
• 图像转rgb565工具：

1. 爆辣小电匞的Images to RGB565 Converter
2. 使用Tjpg_Decoder库创建C数组图片的网址: http://tomeko.net/online_tools/file_to_hex.php?lang=en

• mqtt测试工具：
  EMQX:https://mqttx.app/zh/downloads
• 部分UI制作工具：
  GUI GUIDER:https://www.nxp.com.cn/design/design-center/software/development-software/gui-guider:GUI-GUIDER

与ESP32引脚连接

• TFT屏幕
  GPIO 17 ----> TFT_SDA (Data In)
  GPIO 18 ----> TFT_SCL (Clock)
  GPIO 16 ----> TFT_CS (Chip Select)
  GPIO 5 ----> TFT_DC (Data/Command)
  GPIO 19 ----> TFT_RES (Reset)
  GPIO 33 ----> TFT_BLK (背光)
• INMP441麦克风
  GPIO 14 ----> SCK (Bit Clock)
  GPIO 15 ----> WS (Word Select)
  GPIO 32 ----> SD (Data In)
  GND ----> L/R
• MAX98357功放
  GPIO 26 ----> BCLK (Bit Clock)
  GPIO 22 ----> LRC (Word Select)
  GPIO 25 ----> DIN
• 按键
  GPIO 12 ----> 右按键
  GPIO 16 ----> 左按键
  GPIO 23 ----> 中间按键

组装流程

先把所有排线(屏幕以外)都接好，然后把前面按钮和开关的座子装上，以及喇叭和震动马达，可能需要热熔胶稍微固定一下。
 
电池线可以从这里或者板子前面的空隙穿进去。
 
板子右侧对齐Type-C和开关柄的孔位后，把板子左侧按下去;拆的时候也是先把左侧抬起，再往左边把板子从Type-C和开关柄的孔位中抽出。
 
固定电路板的螺丝，如果装上外壳以后按下按钮复位不了，把按钮条上的两个螺丝松一点就可以了。
 
装上电池，移除电池的时候用细螺丝刀挑起其中一边，另一边用手指辅助。
 
先将屏幕按进槽里面，然后从屏幕底部把滑块推进去，大概放在屏幕中间就行。
 
装好其他螺丝，用热熔胶或其他胶把开关帽子固定住
 
 
图2：整体外观

❗注意事项❗

• 外壳装配过程可能需要热熔胶等粘合剂辅助
• 如需组装外壳还需要购买5cm左右fpc延长线（12Pin）&空中对接FPC排线连接器（12Pin）
• boom表外还需购买：

1. 1.3寸tft屏幕（我购买的是中景园电子的12Pin插接式裸屏）
2. 腔体喇叭(3020腔体-4R3W-2P2.0）
3. 纽扣震动电机（扁平式1027，DC3-5V)（选配，若搭配外壳使用需要焊接延长线安装，可以找商家定制延长线）
4. ESP32-WROOM-32E-N16芯片
5. 18650电池（我用的是3400mah）。
6. m2x8平头螺丝*8
7. PCB板厚度1.6mm

⚠️软件代码

代码使用PlatformIO ESP32 arduino框架开发。
gitte开源链接：https://gitee.com/xianhui06/esp32_love_link

外壳模型文件

为了方便大家制作，我设计了两款外壳模型文件：

1. 直角边框：已开源，可直接下载使用。
2. 圆角边框：为付费模型，售价 9.9 元，现已发布在 B 站工房。
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