设计一款成本低廉且具有有趣语音交互功能的智能手表

小智人工智能近期非常受欢迎，本周我们将分享一个来自开源平台的小智人工智能智能手表项目。

项目作者：@dotnfc，复制成本：约 90 元人民币，开源许可：MIT 许可证

项目介绍：本项目展示了基于小智AI聊天机器人的一款简单硬件实现方案，采用了 ESP32-S3 N16R8 模块、单个麦克风和扬声器、两个按钮、电容式触摸屏以及内置的 AXP2101 电源管理芯片。

该项目还参考了 @Forairaaaaa 的智能手表项目以及来自官方小智 AI 仓库的代码。感谢各位贡献者!

然后，感谢您，谭先生(根库恩·弗莱克斯)，为我们的项目提供了技术和资金方面的支持。

项目功能：

就软件功能而言，它与其他小智AI硬件并无显著差异。唯一的区别在于，由于只有一个麦克风，语音通话不会被打断;而触摸屏幕则会中断对话。

在硬件方面，它采用了电源管理芯片(AXP2101)，因此具备电池电量监测功能，长按 4 秒可关机，短按可开机。

•显示屏：1.69 英寸弧形边角屏幕，分辨率为 240*280，支持触摸操作。

•语音交互：内置麦克风，支持语音唤醒和语音指令。

•音频播放：1609 型 8Ω 音阻/1W 功率扬声器。

•表壳设计：类似智能手表的样式。

•锂电池：302535 320 毫安时，支持 USB-C 充电。

•按钮：电源按钮、中断按钮。

•板厚：1 毫米

俯视图

•实时时钟，预留功能，当前未启用

•屏幕安装接口，18针，濮阳 1.69 英寸屏幕

•三色 LED：红色 - 人工智能聆听，绿色 - 人工智能发言，蓝色 - 其他状态

•电源按钮

•硅麦克风 MSM261S4030H0R，LGA8 接口类型

•放大器 MAX98357

•电源管理芯片 AXP2101

•用户按钮(IO0)

右边的图片是该外壳的三维效果图。麦克风开口位于外壳底部，便于收集声音。扬声器孔位于外壳的右下角。因此，用左手就可以轻松携带。

设计这款助手的初衷是让用户在下班回家的路上能够与人工智能进行交流，可以询问技术相关问题、查询天气情况，如果人工智能的回答不令人满意，只需轻触屏幕即可中断对话。

后视图

Type-C 接口可用于充电和固件更新。

它与 ESP32-S3 的 D+/D- 信号相连接，这些信号还可用于 JTAG 调试。

关于表带：

目前该外壳采用的是树脂印刷工艺制造，但随着时间的推移，其强度必然会下降。此内容仅作参考。

目前，表壳内的槽位与表带是紧密相连的，连接起来需要一定的力度和技巧。

推荐使用尼龙材质;而硅胶材质则佩戴起来会很不舒服。

例如：

原理分析(硬件描述)

在电路方面，除了主控制器 ESP32S3 之外，还有 AXP2101 单元，它提供 3.3 伏电压、为电池充电并获取电池电源。其余部分均直接参考了小智 AI 电路板组件原理图，此处不再详细分析或描述。

软件代码

小智人工智能代码，新增了针对手表板级操作的支持。

该板卡的支持代码位于“main/boards/esp32-s3-wrist-gem”目录中。

产品图片

外壳组装说明

在组装外壳之前，建议先下载固件。如果是全新的硬件，需下载“xiaozhi-merge.bin”;否则，仅需下载应用程序部分(“xiaozhi.bin”)，以避免覆盖配置信息。

该外壳由三个部分组成：主体、底部盖子和按钮。在安装过程中，我通常会采取以下步骤：

•首先，拧紧主体和底盖上的四个螺丝，然后将它们拆下，以便日后更方便地重新组装。

•将扬声器和电池焊接到印刷电路板上。

•将这两个按钮插入主体部分;这两个小插销是为了防止它们脱落而设计的。

•将印刷电路板放入主体中，并使其与按钮对齐以确保安装到位。

•将 3M 胶粘剂涂抹在屏幕边缘。

•在固定好印刷电路板和主体之后，连接屏幕的线缆(该线缆可能过长，需要进行弯曲处理)。

•将屏幕固定在主体上。

•将电池和扬声器按顺序放置好。

•拧紧这四个螺丝。

此时，您可以将其开启并使用它。

注意：

外壳上可能存在印刷错误，因此按钮可能无法正常工作。您可以使用办公用剪刀来打磨外壳上的开口处。

我使用了一块容量为 450 毫安时的 402535 型电池，它也正常工作。

材料成本参考值

•外壳是使用 JLCPCB 的 OLEDO 6060 材料(默认为白色)通过 3D 打印技术制造的。它有 6 个按钮，因此需要额外的成本。

•该屏幕支架是直接使用 JLCPCB 的表面贴装技术系统进行安装的，因此其成本并未包含在内。

•屏幕是用 3 毫米宽的 3M 胶带固定住的，这部分费用未包含在成本明细中。

•表带的两侧仍有空间;如果确认无误的话，也可以使用 49 毫米的表带。

•Type-C 接口并未包含在成本明细中。

外壳的三维模型

设计图纸

本文编译自hackster.io