集合语音识别、音频蓝牙、对话控制多功能一体的语音芯片在眼部按摩器中的应用
2022-07-16 18:34:00
1) 方案概述
WTK6900H-32N眼部按摩器应用方案集合语音识别功能和蓝牙功能于一体,通过按键或者语音对话控制按摩器切换模式,同时控制马达或者气泵在不同模式下输出不同的PWM脉冲,进而实现不同的按摩强度,达到按摩手法的效果。另外,该方案支持恒温热敷功能,哪里酸痛按哪里,让你的每根神经“伸懒腰”,可加速眼部的血液流通,缓解一天工作的疲劳感。方案也支持蓝牙音乐播放,用户可以通过手机蓝牙连接按摩器,在按摩的同时,用双耳聆听自己喜欢的音乐,达到身心放松的效果。
2) 设计框图
方案采用WTK6900H-32N QFN32封装的芯片,外接按键控制,由MIC检测电路,气泵和加热控制电路,温度检测电路组成,单芯片即能实现语音识别和蓝牙音频。
3) 设计原理图
4) 设计思路
1. 语音识别
该方案带有语音识别功能,解放双手,免去繁琐的操作,三言两语即可实现模式切换,定时关机功能,蓝牙音乐播放停止等功能,并且开放串口功能,客户可通过MCU识别对应的串口命令,识别对应的语音命令,达到个性化需求,该方案没有BLE透传功能,唯创电子可满足客户定制化的需求,开放BLE通道,进而客户可通过APP控制按摩仪工作状态。
2. 按键控制
该方案只有一个按键,具有长短按功能,长按开关机,短按切换模式,操作简单便捷;
3. 串口交互
3.1. UART 硬件连接
芯片 UART 接口硬件连接方式如下图所示:
图表WTK6900H-24SS 芯片 UART 接口连接示意图
3.2. 协议命令格式
标准 UART 异步串口接口,属于 3.3V TTL 电平接口。通讯数据格式是:起始位:1 位;
数据位:8 位;奇偶位:无;停止位:1 位。使用电脑串口调试助手,需要正确设置串口的
参数,设置如图:
起始码 |
长度 |
命令码 |
参数 |
累加和校验 |
结束码 |
0X7E |
见下文 |
见下文 |
见下文 |
见下文 |
0XEF |
注意:“长度”是指长度+命令码+参数+校验和的长度,“累加和校验”是指长度+命令码+参数的累加和的低八位。
3.3. 返回码格式
起始码 |
长度 |
命令 |
参数 |
校验码 |
结束码 |
0X7E |
04 |
XX |
XX |
XX |
0XEF |
参数: 00 :表示执行成功
01 :表示执行错误
02: 表示文件不存在
3.4. 命令列表
客户单片机可以配置UART串口,控制WTK6900芯片执行相应的操作,通过当前命令的返回码,判断当前操作是否执行成功。
4. 电机和气泵控制
太阳穴和眼部的按摩分别通过单独IO口控制运行,要想模拟真实的按摩强度和力度,就得严格把控气泵和电磁阀的开关的顺序和时间。气泵控制按摩器的充气部分,而两个电磁阀则控制放气部分,通过电磁阀的控制,实现气囊的舒张。限于篇幅原因,这里的控制流程的阶段只列举了10个阶段,通过我们对于各类按摩器的分析和体验,最后形成了一套完整的控制输出逻辑,从而达到最真实的按摩手法。
输出脉冲部分代码实现方式:
测试输出波形如下:
5. 震动控制
震动:每隔4秒点震3次,每次0.3秒,三组点震后加一次长震,时间2秒,依次循环。
测试输出波形如下:
6. 加热NTC温度控制
按照实际体验,加热控制需要保证眼部热敷温度在45±2度左右,才能达到最舒畅的热敷效果。本方案采用10K NTC热敏电阻 ,B值3950K 。通过温度和电阻对照表,可以获取到最低控制温度在43摄氏度时候对应的阻值为4.7K,最高温度47摄氏度对应的阻值为4.0K。从曲线图可以看出NTC温度和阻值呈现一个反比的关系,温度越高,则阻值越小,根据这一规律我们要想实现温度可控的热敷效果,就必须实时的检测温度。本方案通过AD检测功能,按照10K和热敏电阻进行分压检测电压的方式控制加热装置的开关实现可控的温度范围,从而实现本功能。
唯创电子作为一家专注于语音技术研究的高新技术企业,始终坚持以“服务好工程师”为目标,以行业语音交互器件标准化为方向,致力于让复杂变简单,提供快捷的语音、智能物联网应用解决方案。WTK6900H系列语音识别芯片、WT2003H系列、WT588F系列语音芯片、数码管/LED显示驱动、温湿度检测等WT2003H/WT588F传感功能拓展语音芯片应用设计方案,在智能闹钟、智能水杯、雾化器等消费电子行业领域内已有成熟的应用案例。消费类电子产品应用是公司重要的发展领域,未来,唯创电子将在更多行业推出标准化语音芯片,进一步提升工程师的设计体验,为消费类电子行业标准化赋能。