[进阶版] 小爱音箱RGB氛围灯V2.0 (带音乐律动功能)

灯板已验证成功。

适用型号：小米AI音箱，小米AI音箱2。

[让你的小爱音箱也能拥有小爱音箱Art的极光灯效]

如果你的音箱是小爱音箱Art当我没说

此版本相较V1.0版本进行了以下升级：

I.电源部分使用外置DC-DC代替板载LDO，发热更小，运行更稳定；

II.LED换用体积更小的WS2812b-2020灯珠，数量更多，灯效更细腻；

III.主控换用ESP32-PICO-D4，性能更强，操作更流畅；

IV.增加外置I2S数字麦克风，搭配WLED固件即可实现多种音乐律动灯效；

V.增加外置开关芯片，按键可内置于音箱，对音箱外观无影响。

1.文件说明：

I.Sheet_1为主控板原理图；

II.PCB_Core为灯板PCB；

III.PCB_Microphone-Double为双麦模块 (I2S左右声道)，但经实测WLED固件只支持左声道；

IV.PCB_Microphone-Switch为搭载了SAM8108开关芯片及MOS管的麦克风模块 (仅左声道)；

V.PCB_Microphone-Switch+Protect在Switch版本的基础上增加了LP5300过流过压保护芯片。

*仅PCB_Core有对应的原理图 (Sheet_1)，其他PCB均为直接绘制，因此请勿对其他PCB进行导入变更操作。

2.制作步骤：

I.打样并焊接PCB：打样并焊接灯板 (PCB_Core)；按需选择三块麦克风副板中的一块并打样、焊接 (Double版建议仅焊接左侧麦克风，因为目前WLED固件不支持右声道)。ESP32-PICO-D4的射频匹配电路 (两个电容及一个电感) 不建议更改，否则可能导致射频性能减弱；WS2812b-2020灯珠建议使用低温/中温锡膏焊接，否则可能导致灯珠烧坏；麦克风建议使用低温锡膏焊接，若使用热风枪则必须在焊接过程中使用高温胶带密封麦克风拾音孔，否则可能导致麦克风损坏。PCB左侧的2P电源排针和5P麦克风信号排针向下焊接，ESP32旁边的6P烧录排针使用少量锡向上焊接 (烧录成功后还需拆焊，因此不必固定太紧，保证接触良好即可)。所有PCB均符合免费要求，可自行拼板以节约免费打样机会。

II.烧录固件及配置设置：使用镊子/导线短接ESP32旁边的BOOT焊盘和GND焊盘，连接TXD、RXD、GND至USB-TTL模块 (TXD与RXD需交叉连接，模块需自备)，然后在VIN-5V电源输入端接入5V电源 (注意正负极！！！)，打开网页烧录工具尝试烧录 (选择最新固件版本后将版本下方的Plain改为Audioreactive)，若烧录失败 (即ESP32无限重启，串口不停打印信息)，则可以使用烧录工具烧录附件中提供的bin文件 (或先烧录旧版固件，然后在配置好WiFi后进行OTA升级，升级时上传附件中的bin文件即可)。固件烧录成功并重启ESP32后灯板前30个灯会点亮橘黄色 (有两个灯不亮是正常现象)，此时可以拆焊6P烧录排针并清理焊盘，然后连接名为WLED-AP的WiFi热点并用浏览器访问IP地址4.3.2.1进行WiFi设置。配置好WiFi后从路由器管理界面获取设备IP地址 (设备名wled-WLED)，在浏览器地址栏输入该IP地址并登陆即可进入控制界面，点击左上角Config进入配置界面，依照以下说明完成设置。

i.点击LED Preferences进入LED配置界面。

图2.2.1

ii.设置最大电流2000mA。

图2.2.2

iii.LED数量及引脚配置。

图2.2.3

iv.IR红外遥控配置 (根据自己拥有的遥控器配置，我这里使用的是自定义的44-Key RGB，对应的ir.json见附件)。

图2.2.4

v.动画帧率设置 (建议设为120fps，音乐律动模式下ESP32一般能跑到106fps左右，虽然默认的42fps也基本够用)。

图2.2.5

vi.点击Save保存设置，系统会自动返回上一级菜单，点击Usermods进入麦克风配置界面。

图2.2.6

vii.使能拾音功能并设置麦克风类型及I2S引脚。

图2.2.7

viii.配置增益及动效。

图2.2.8

ix.点击Save保存设置，配置部分结束。

3.组装步骤：

I.拆开音箱：撕开音箱底部的防滑垫，拧下固定下盖板的4颗螺丝，用一字螺丝刀撬下下盖板，然后将音箱主体从外壳中向上抽出。挑开连接上盖板组件与主板的排线，拧下固定上盖板组件的螺丝，在上盖板组件两侧用手稍微用力即可扣下上盖板组件。

II.拆解上盖板组件并装入改装灯板：拧开上盖板组件上的6颗螺丝，分离触控板与底板。灯板红外接收头朝向音箱正面，音箱触控板PCB的排线从PCB上部 (AMS1117-3.3右上角)与底板间的空隙穿过，灯板2P电源排针及5P麦克风信号排针从左侧底板开孔中伸出 (该位置的开孔原先用于在音箱生产时扫描触控板PCB上粘贴的二维码)，确认音箱触控板PCB的排线可以正常从空隙穿过后使用热熔胶 (其他胶也行) 将灯板固定于上盖板组件的底板上，如图3.2所示 (红外接收头的滤波电容本来应该是旁边那个0402，当时0402刚好用完了，就直接飞了一个0805上去)。

图3.2

III.组装上盖板组件并测试：将上盖板组件重新组装，拧好螺丝后使用杜邦线连接5P麦克风信号排针至麦克风拾音模块，确认接线无误后通入5V电源 (注意正负极！！！) 并进入控制界面选择任一音乐律动灯效 (灯效右边带音符图标的即为律动灯效)，若LED无法根据环境声音变化颜色及亮度或控制界面的Info (正常信息如图3.3.1所示)，则检查麦克风模块的连接情况及灯板是否存在虚焊/脱焊/短路等问题。确认灯板工作正常后断电并取下杜邦线 (如图3.3.2所示)，剪去杜邦线的端子并将其焊接在排针上，焊接好并做好绝缘后将上盖板组件装回音箱上并拧好螺丝，然后接好音箱原先的排线 (如图3.3.3所示)。

图3.3.1

图3.3.2

图3.3.3

IV.电源走线及取电：给DC-DC模块接通12V电源，调节模块上的电位器使模块输出电压为稳定的5V±0.5V后断开电源 (若购买的是固定电压5V输出的版本，建议在安装前通电测量一下电压，避免因模块故障导致灯板损坏)。将灯板电源线从音箱侧面引至底部导音锥处并连接至DC-DC模块的输出端 (图3.4.1)，此处有足够空间安装DC-DC模块。使用热熔胶固定走线，避免在音箱播放音乐时共振产生杂音。将模块倾斜放置并用热熔胶固定 (图3.4.2)，尽量避免与音箱外壳接触。连接DC-DC模块的输入端至音箱主板电源输入端口处取电 (图3.4.3)。所有步骤完成后检查以上连接的正负极，确认无误后进入下一步。

图3.4.1

图3.4.2

图3.4.3

V.麦克风模块走线及固定：将麦克风信号线从音箱另一侧引至底部导音锥处并连接至麦克风模块  (图3.5.1)，建议使用不同颜色线以区分线序 (若忘记线序可以给音箱通电并测量最左边和最右边的两根线之间电压的正负，根据3.3V的正负判断线序。线序定义为3V3/SD/SCK/WS/GND，其中SD有对地100K下拉)。使用热熔胶固定走线，避免在音箱播放音乐时共振产生杂音。麦克风模块使用热熔胶固定于导音锥上 (图3.5.2)，通电检查模块工作是否正常，若工作正常则进入下一步。

图3.5.1

图3.5.2

VI.组装音箱：将音箱主体放回外壳中，确认方向无误 (小米LOGO朝前时音箱主板朝后) 后扣回下盖板并拧回螺丝、贴上防滑垫。给音箱通电，现在你获得了一个自带氛围灯的小爱音箱。

效果展示：