看！我家的狗，真的能后空翻……

万物皆可AI！这是一个超级可爱的AI机器狗ESP-Hi！

 

小编OS：真的超可爱啊对不对！我的心要萌化了！！这谁顶得住不复刻啊啊啊，小编占有欲犯了！！！

最重要的是！根据作者公布的成本价，ESP-Hi49.9元就能DIY一个！……小编更心动了……

目前ESP-Hi机器狗已经开源了！

它有什么功能？软硬件如何设计？怎么复刻？DIY成本真49.9？

我们一起看看吧！

文末还会附上开源网址~

 

01

功能&亮点

”

AI机器狗分为——“大脑”和“身体”两部分。

大脑通过USB Type-C接口连接身体后，就可以变身为一个 AI 机械狗。

1

大脑支持：AI对话、语音/动作唤醒、语音指令、灯光切换、表情显示功能

2

身体支持：12种预设动作，通过语音/网页端控制

无图无真相！演示一下！

手势唤醒▼

语音指令+灯光控制(复杂版)▼

语音指令+动作实现▼

包含：后退、伸懒腰、握手、飞扑等动作

网页端控制▼

机器狗支持在网页端进行舵机调平。通过给 AI机器狗 配网后，连上同一个 WIFI，在游览器中访问 esp-hi.local 或 192.168.4.1 ，即可进入网页后端进行控制。

于是你就能说出这句话……

看

我家的狗

真的能后空翻

 

 

02

硬件设计

”

AI机器狗硬件部分包含5个部分——电源管理、MCU、音频、显示、舵机机械狗

硬件框图如下：

 

01 

供电方式

使用 USB-Type-C 供电，使用 RT9013 将电压降低为 3.3 V 电压供 MCU 与音频使用。

ESP32-C3 Wi-Fi 发包时瞬态电流较高，可能会影响麦克风音频播放与拾音效果，怎么破？

使用负载调整率尽可能低的LDO或者DCDC芯片即可。

且为了防止电源噪声引入麦克风端，需要添加额外低通滤波电路分离麦克风与 MCU 电源轨。

 

02 

音频

拾音采用驻极体咪头作为拾音设备，使用跨阻抗放大器将驻极体麦克风的输出电流转换为输出电压，经过电阻偏置后送到 ESP32 的 ADC。

由于 ESP32-C3 的电压采集范围约 0 ~ 1 V，放大倍数请根据所选用咪头实际的灵敏度调整R18。

发声部分采用 I2S-PDM 信号直出。为了避免 Wi-Fi 传输对输出信号的干扰，采用差分的方式进行传输。经过 RC 滤波后经音频运放 NS4150B 放大输出，输出的放大倍数设定为 7.2 倍。

 

03 

机械狗底座电路设计

舵机机械狗底座由四个舵机构成，同时集成了电池管理功能。

如何避免舵机在执行动作时，电池电压波动对系统产生影响呢？

舵机由电池直接供电，底座对“大脑”供电由电池电压泵升到 5 V，从而避免了该问题。

底座硬件框图如下：

 

04 

电池电压升压电路

由于舵机直接由电池进行供电，为防止舵机工作时电压不稳定影响 ESP-Hi 本体的正常工作，需要将电池电压升压至 5V 后再供给“大脑”，升压电路如下：

 

05 

电源开关电路

舵机工作时电流较大，尤其是 4 个同时工作时，而额定工作电流大的拨动开关体积都偏大，无法满足机器狗的结构设计。

因此，在本项目中采用小开关和一个 MOS 组合的开关电路，具体电路如下：

 

03

关于固件

”

基础固件已打包在附件中，烧录地址为 0x00。

01 

烧录步骤

1

按住设备顶部的 Boot 按钮

2

上电设备，使 ESP32-C3 进入下载模式。

2

烧录完成后松开 Boot 按钮，重新上电，运行程序

 

 

02 

固件支持功能

1

唤醒词与按键唤醒：唤醒词 Hi, 乐鑫

2

接入平台：小智

2

功能支持：灯光控制、机器狗控制

项目源码正在加紧整理中，可参考第7章指引，前往开源网址催更~

 

 

04

复刻教程

”

 

01 

准备材料

ESP-Hi“大脑”装配材料：

• 3D 打印零件 (一块 ESP-Hi MainBoard PCB（板厚为 1.2mm）、两个 3D 打印结构件（一个外壳、一个遮光消噪结构件）、一块正面亚克力面板（厚度为 1mm）)

• M2*4mm 自攻螺丝 

• ESP-Hi MainBoard 

• 2014B 扬声器 

• 打印面板 

 

ESP-Hi“身体”装配材料：

• 3D 打印零件(一块 ServoDogBoard PCB 板、4 个 3D 打印零件、一块 702040 500mAh 锂离子电池、4 个 180 度 SG92R 舵机）

• 4 个 180 度 SG92R 舵机 

• ServoDogBoard 

• 702040 500mAh 锂离子电池 

• 数颗 M2 螺丝和舵机自带螺丝包 

 

 

02 

硬件安装

 

ESP-Hi “大脑”安装：5步

①将扬声器固定在结构件上

②将 PCB 固定到打印外壳上

③注意天线与外壳的距离很近，装配时请先将左侧和顶部嵌入外壳中，然后利用3D打印外壳韧性将 USB 口放入外壳中

④由于 PCB 和打印面板间还有较大的空隙，因此必须使用遮光消噪结构件来降低麦克风拾音噪声。

⑤显示屏需要粘贴在亚克力面板上，为避免徒手贴歪，在附件中提供了一个屏幕辅助粘贴治具，推荐先将屏幕固定到治具上，然后粘贴屏幕并取下。

ESP-Hi “身体”安装：6步

①事先准备好所有 3D 打印件。

②将PCB板、电池和四个舵机依次装入底部外壳中：

需要注意：装配舵机时，舵机的引脚顺序别接错了，请按照 PCB 板上的丝印标号进行插接，装配示意图如下：

③装上PCB前盖板，效果如下：

④装上外壳上盖。

⑤将舵机配件包里最小的舵臂用最小的螺丝固定在 3D 打印腿上，效果如下：

⑥将腿装在舵机上，并用螺丝进行固定。

 

05

成本说明

”

下图是作者提供的BOM成本。算下来，做一个AI机器狗，居然真的只需要49元！

*项目的PCB尺寸，只要是在嘉立创EDA设计，就支持免费打样哦~

泰香辣！！！！

那么创友啊，你的复刻之心，动了吗~

 

06

开源网址

”

本项目已开源！

——想复刻？想给作者点赞？可复制开源网址 前往原文。

开源网址：https://oshwhub.com/esp-college/esp-hi