1 簡介

????? 使用語音識別專用芯片設計一款離線式語音控制的插座，擺脫網絡的限制，能夠在沒有網絡的情況下還能通過語音控制家中設備的通斷。該項目提供一個專用外殼，測試成功后還能在日常生活中使用，具有實用價值。

2 知識點

（1）學習智能家居產品的設計思路和方法；

（2）學習離線語音識別芯片的使用方法；

（3）學習繼電器驅動原理，了解高壓隔離布線規則；

（4）了解隔離式電源220轉5V的設計思路；

（5）了解駐極體話筒的選型與使用方法；

（6）了解如何根據外殼設計一個合適的PCB外形；

（7）學習使用立創EDA設計原理圖及PCB圖；

（8）學習PCB板的組成及工廠生產流程；

（9）練習焊接技能，掌握萬用表、電烙鐵等工具的使用；

3 板載資源介紹

（1）板載220V轉5V/1A的隔離電源模塊，可直接接入市電；

（2）板載繼電器，可以外接用電設備；

（3）使用專用語音識別芯片，固件已燒錄，無需代碼開發即可使用；

（4）除語音控制外還提供一路按鍵，手動控制設備的通斷情況；

4 電路功能分析

????? 該電路設計簡單，主要分為：220V轉5V隔離電源模塊接口電路、SNR3512語音識別電路、繼電器控制電路、LED指示電路和按鍵控制電路組成。

4.1 220V轉5V隔離電源電路

????? 由于設計隔離電源稍微有些麻煩，為保證設計的安全性及成功率，該案例使用了了一個220V轉5V的隔離電源模塊。輸入輸出使用一個4P的接線端子或者兩個2P的接線端子，圖中CN1標識的端子第3和第4腳接到U1電源模塊，使用220V交流電進行輸入（可以找一些兩線的插頭改造）。經過隔離電源模塊輸出5V給語音芯片進行供電。接線端子的1腳和2腳接供電設備，可以接一個燈泡使用。在安裝過程中注意用電安全，火線和零線不能同時接到2腳和3腳，防止短路??！類似模塊較多，暫不做推薦。下個版本將直接使用5V供電。

???????????????? 220V轉5V隔離電源模塊

4.2語音識別電路

• 3 組 16 位的定時器(Timer)；
• 單通道硬體 PWM-IO 輸出，提供互補式輸出，并具備外部訊號捕抓(Capture)功能；
• 3 通道、12 位的 SAR模擬數字轉換器(ADC)，具備 MIC 前置放大器、AGC/PGA，支持差動式 MIC 輸入，以及各式模擬感測元件輸入；
• 14 位的數字轉換器(DAC)搭配 1.5瓦的推挽式功放可直接驅動喇叭；
• 每個 I/O 管腳獨立控制、可作為多功能用途的 GPIO；
• UART TX/RX 可作為串行通訊接口

?????? 在定制功能時8腳PA3按鍵輸入控制，9腳PA4外接繼電器控制用電設備，13腳PA15外接LED輸

• 按鍵功能為：不用語音識別的情況下，按下按鍵，繼電器閉合；再按一下按鍵，繼電器關閉，實現手動開關的功能；
• LED燈功能為：當識別到語音指令時，LED燈亮起。當LED熄滅時，關閉語音識別；
• MIC駐極體話筒：收集語音信息，測試用的是低阻抗-36db的直插型號，
• U2喇叭：使用了一個8Ω 1W的小喇叭，也可以自己設計一個功率放大電路使聲音更加響亮。

4.3 繼電器控制電路

????? 該部分使用了一個NPN管設計一個開關電路控制繼電器的通斷，D1二極管保護驅動三極管不被繼電器中電感的反電動勢擊穿，也稱為續流二極管。R3輸入接語音芯片的PA4引腳，當語音信號給一個高電平信號時三極管導通，繼電器閉合，220V_L與220V_OUT連通。

5 應用舉例

?????????????????????????????????? ? ?????????????? 夜燈改造

?????????????????? ????????????? 夜燈改造

?? 臺燈改造

6 注意事項

1. 該電路為220V工作，可以省去隔離電源模塊，直接用5V工作，買一個5V的小臺燈進行改造成語音控制作品；
2. 語音芯片為定制芯片，如需使用可以聯系原廠或者換一些其它的芯片使用。立創EDA不提供任何購買需求。
3. 該方案為實際應用方案，僅做學習參考使用，嚴禁一切以盈利為目的的商業活動；
4. 該電路匹配外殼，可按參考圖中外形尺寸布局設計，也可以自行找一些公模使用；
5. 注意用電功率，該電源模塊不能接電風扇等大功率家電，可更改電源模塊應用到更多場合中；
6. 如果有教學或其它需要批量采購可聯系立創EDA進行推薦相關廠商購買相關物料。

?

? ? ? ? 寫在后面的話：該語音識別芯片廠家已停產，該方案僅供原理圖及PCB學習使用。如若對語音識別感興趣，請點擊查看智能AI離線語音小夜燈案例：https://oshwhub.com/course-examples/zhi-neng-jia-ju-zhi-nengai-yu-yin-xiao-ye-deng