描述

项目更新

1.PCB由六层板更新为四层板，具体请看：改进版(四层板)

2.更新LCD屏幕接口电路，图像显示正常

3.更新VC-02串口接线

4.更新眼灯接口位置

角色介绍

瓦力是电影《机器人总动员》中的一个虚构角色，亦是该片的主角。他是一台虚构的型号为 WALL-E(Waste Allocation Load Lifter Earth Class，地球版垃圾配置承载起重机)的机器人，后来一见钟情地喜欢上了新形异星植物探测女机器人**伊芙**(EVE，Extraterrestrial Vegetation Evaluator，但被瓦力叫做Eva 伊娃)。原本，“瓦力”是指影片虚构的特大型美国公司BnL(Buy n Large)生产的一系列清扫型机器人，但到了片中故事发生的年代，全世界的瓦力除了片中的这台外都已报废退役，故“瓦力”专指这最后的一台。

项目方案

项目方案是一个计划、策略或计划书，旨在指导一个项目的实现。它描述了项目的目标、范围、时间表、预算和资源分配等方面的细节。

梁山派选用的是GD32F470ZGT6，为充分利用其资源，将可用外设设置成表格形式，清晰明了。

选型说明

选型说明是项目实施过程中非常重要的一部分，因为它直接影响项目的成本、时间和质量等方面的结果。因此，需要认真制定选型说明，全面评估各种因素，选择最佳选项，并对选项的利弊进行充分的评估和比较。

瓦力3D外壳整体高度33CM，宽度30CM，空壳2.2kg，因此所搭载直流电机应有足够的驱动能力。选择合适的电机——>设配电机的电源，设配电机的驱动IC——>适配电源的降压电源IC。

1. 24V降压DC—DC电源IC：TPS54331DDAR

2. 舵机驱动IC：PCA9685

3. 电机驱动IC：AS4950

4. 语音模块IC：VC-02_CN

安信可语音开放平台：http://voice.ai-thinker.com/#/

通过SDK配置GPIO_B2为UART1_TX，GPIO_B3为UART1_RX，使VC-02的B2、B3脚复用为串口功能，以与GD32的USART2进行通讯。

5. LCD：1.3寸ISP 购买链接

6. 电机：24V直流电机 购买链接

7. LED灯珠：1W功率 购买链接

普通的LED怎能配得上我的瓦力呢，我要找颗最闪耀的~

夜空中，我最闪耀 !!! (手动狗头)

8. 摄像头：Mlink-video 购买链接

调试过程

费劲千辛万苦，终于把它焊完啦 多么精致的板子

测了下板子温度，整体温度不超标。

调试语音过程中，发现咪头不起作用，万用表测量发现语音芯片的MIC+和MIC-短接在一起，猜测在芯片底部有连锡现象，在拆解过程中可谓是异常艰难，怎么拆也拆不下来，最终在社员的帮助下，终于。。。。。。

没错，把屏蔽壳拆下来了 笑哭 (板子上的飞线是VC-02管脚的复用UART功能，原理图中没有设计)

可笑的是，拆下屏蔽壳之后，错误竟然排除了(不是底部连锡)，原因竟是屏蔽壳有问题。

原理图设计说明

1. 电源降压设计

TPS54331 器件的输出电压可从外部通过电阻分压器网络进行调节。如图所示，此分压器网络由 R3 和 R5 组成。方程式 4 和方程式 5 给出了输出电压与电阻分压器之间的关系。

电压基准系统通过调节具有温度稳定性的带隙电路的输出产生 ±2% 初始精度电压基准(±3.5% 过温)。典型电压

基准(Vref)设计为 0.8V。

2. 电源指示灯设计

LED限流电阻公式：

限流电阻 = (供电电压 - LED压降)/ 额定电流

从以往的经验得知，设计一个3.3V的LED限流电阻大概用个4.7k的电阻，设计一个7.4V的大概用个10k的电阻，于是便想着本次24V的项目怎么也得用个几十k的电阻吧。而根据上面的公式计算出的电阻阻值最大只有2.335k，模糊的概念便促使着我继续查找了这方面的资料，于是便找到这个非常好用的工具，在这里分享给大家：LED限流电阻阻值计算器

3. 电机驱动设计

电源VIN到芯片VP应有两个滤波电容，大电容为250uF,小电容为100nF,大电容可以用体积大的电解电容，但却占了很大的面积。于是我选用四个10uF的普通贴片电容并联在一起，以达到250uF的容值，经实物验证此设计可行。

4. 眼灯设计

众所周知，单片机IO口输出电流有限，仅有70mA，而1W的LED灯珠需要额定350mA，于是便用了一个NPN型的三极管(最大输出500mA)以输出足够大的电流驱动负载。

5. LCD设计

此1.3寸的LCD可支持两种接口：并口 / SPI ，为充分利用MCU资源，于是采取了两种接口的连接画法，为程序实现提供了充足方式。

PCB设计说明

PCB整体采用6层板设计，面积配合梁山派，一样的边框，一样的大小。

好消息：沉金工艺 坏消息：只能绿色，要是配合梁山派的紫色就更好了~

3D模型说明

3D模型零件数量高达好几百个，打印周期长，注意选好打印密度和支撑。履带的打印支撑，要用镊子一点一点地清理干净，否则会影响其他零件的安装(花了一整天才清理干净所有的支撑)。

蓝牙APP说明

不需写代码的蓝牙APP制作工具，贼好用，MIT APP INVENTOR，推荐大家去使用

程序说明

•VC-02与GD32进行串口通讯，进行语音交互控制命令。

•语音MCU VC-02生成SDK中，只能通过串口发送十六进制数，而串口接收数据缓存的uint8_t型，因此要进行数据转换。

HexChar函数的功能是将16进制字符由ASCII码转为相应大小的16进制数：

VC-02执行语句：

实物展示

说了那么多，快来让我们欣赏可可爱爱的瓦力吧~~

任务进度

蜂鸣器

眼灯

电机驱动

VC-02

蓝牙HC-05

摄像头模块

ADC电量检测

LCD

舵机

2.4G

其它附件上传

瓦力视频√

语音交互视频√

LCD显示视频√

瓦力3D模型√

瓦力APP√

瓦力拓展板引脚分配表√

瓦力语音识别程序√

瓦力蓝牙遥控程序√

综合运行程序√