本帖最后由 ecoren 于 2025-1-6 20:30 编辑


我有一款老电源，陪我几十年，做过很多DIY，也是有感情了不舍得扔，但是它有个弱点，就是没有软开关，调试板子重新上下电的时候都比较麻烦 —— 要么捏夹子，要么生猛的断~220V。捏夹子嫌累手，断220怕有过冲。那就自己搞个语音控制的吧。

左边是常用的电源夹子。右边是过冲波形，绿色的是~220v的开关，这台电源没有软开关，硬控220v后，从波形中可知过冲0.8v。
sk_01.png


有些朋友可能不太清楚我说的硬开关和软开关是什么，找来一台电源，标注一下。标号1是硬开关，直接220v给整个电源上电。标号2是软开关，控制每个通道的输出。
sk_02.png   

分清软硬开关那就开整，我的设计思路很简单，那就是用继电器通断。两种人机交互方式，一是语音，而是按键。需求明确，很快原理图出来了。原理图包括5大部分，分别是电源，软件下载电路，功放电路，继电器电路，语音识别电路。
sk_03.png   

电源采用的是众所周知的7805 LDO。12.0v输入，5.0v输出。加了个PMOS是为了下载软件时候的自动冷启动，就不需要手动断电了。语音芯片需要编程与下载，冷启动的目的是让片内ROM程序重新把芯片引导到UART下载模式。
sk_04.png   

如今电脑都没串口了，本设计用的是USB转UART芯片CH340K。USB用的是type-c接口，DTR和RTS接到了自动冷启动电路上了，RXD和TXD接到了语音处理芯片上了。
sk_05.png   

功放采用的是单通道方案，5V电压时，最大驱动功率1.5W（8Ω负载）和2.0W（4Ω负载），在这里听个响就行。其中R8，R9和C29是AEC回声消除电路，接到了语音处理芯片上。
sk_06.png   

继电器电路，通过两个继电器电路断开直流输出的正负极。Output端加了不少电容，如果有电容一定要有放电电路，避免高压切低压的时候烧毁负载，R25和R26就是给电容放电的，尽管R26没啥用，放电回路都是接GND的。
sk_07.png   

语音芯片采用的是ASRPRO-2M，可实现离线语音处理，但是只是预存的语音，这颗芯片有2M的内置Flash，也能存很多固定语音了。值得注意的是虽然芯片是5.0v供电，但芯片内置3.3v LDO，所有IO的电源域都是3.3v，不是5.0v。我在画图的时候就搞错了，幸好它的引脚兼容5.0v的电平逻辑，否则又得重新设计板子了。
sk_08.png   

其他电路还包括麦克风，按键，指示灯等等。这里就不一一罗列了，具体请看第一张原理图。

原理图画完了，那就开始画PCB了，很快一张两层的PCB完成了，红色是顶层，蓝色是底层。如果有朋友想套用这个PCB的时候，请不要应用于大于40v以上的电源里，更不能用于220v市电里，因为爬电距离不够。我的应用里是30v、3A可调电源。
sk_09.png   

源文件展示完毕，再来个3D文件。继电器、电阻、电容、芯片、各种元器件展现的淋漓尽致。我觉得3D文件比实物都好看。
sk_10.png   

反面并没有什么元器件，只加上个好玩的logo丝印。
sk_11.png   

收到电路板后，很快就焊完了板子，用热风枪焊的，这样会干净些，没有那么多助焊剂。
sk_12.png   

这个是板子反面，没有放置元器件，只放置了一个好玩的丝印。
sk_13.png   

ASRPRO-2M是主芯片，可以实现离线语音控制。网上也有很多资料想玩的朋友可以搜索，这个芯片也有专门的图形换开发环境。
sk_14.png   

硬件完毕，那就开始软件开发吧，咱也是略懂C语言的。上源码。其中ASR_CODE()是语音处理函数，button()是按键处理函数。
sk_14_02.png
   
经过调试，板子可以稳定工作了。但是发现12.0v转5.0v的7805 LDO有点热。工作电流有200mA左右，LDO功耗约1.4瓦，长时间工作后，温度约58度。
sk_15.png   

所以7805配享了散热器。
sk_16.png   

板子调试完毕，那就拆开我的可调电源。里面有个大方牛。
sk_17.png   

利用电源脚垫的螺丝，在这里拧了两颗铜螺柱用于固定板子。这个地方位于方牛和前面板之间。
sk_18.png   

拆掉前面板后，这里就显得空旷了，将板子安装到铜螺柱上，这些安装尺寸在设计电路板时就测量好了，所有安装起来就显得容易了。
sk_19.png   

所有接线头都是用尖嘴钳压制并且用锡焊接而成的，这样接插会更牢靠。
sk_20.png   

所有连接器已经对接完毕。
sk_21.png   

安装好语音控制电路板并将仪表前面板归位，这是最终的样子。电路板已经看不太清楚了，其实真个结构特别紧凑。
sk_22.png   

怎么展示一下功能呢，只能拍个视频了。之所以称呼它叫汤姆，是因为坐我后面的同事的英文名叫Tom。另外，在电源前面板上挖了两个小洞，一个是装指示灯的，一个是装控制按键的，这个电路板上支持语音控制和按键控制。灯亮表示有输出，灯灭表示无输出。


所有设计资料。
sk01_v1.0.pdf (166.62 KB, 下载次数: 24)