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复刻小智AI第2步，2张核心流程图学习一下它的WebSocket协议

作者: Xu Jiwei 日期: 4月 14, 2025 没有评论

前言

继续尝试复刻小智 AI，但是是基于 Arduino 框架。

上周把 VSCode + PlatformIO + Arduino 进行 ESP32-S3 + ESP-SR + ESP-TTS 的开发环境折腾完了，主要的语音唤醒、命令识别、文本转语音功能都跑通了，后面可以开始对接小智 AI 服务端的 WebSocket 协议了。

不过原作者的 78/xiaozhi-esp32 项目稍微复杂一点，阅读起来不太方便，而且也不太想搞 IDF 编译环境，就想找看有没有其他平台的实现，然后还真找到了一个 huangjunsen0406/py-xiaozhi 项目，是 Python + PyTk 编写的带界面的桌面客户端，而且它支持手动对话以及自动对话模式切换，可以顺便学习一下 PC 上的轻量级语音识别。

通信过程

小智 AI 客户端与服务端，可以使用 WebSocket 或者 MQTT 协议，这里为了方便就直接用 WebSocket 协议来学习了。

协议概述

在小智 AI 的通信过程中，WebSocket 用于实现客户端和服务器之间的实时、双向通信。主要传输以下类型的数据：…

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复刻小智AI，ESP32-S3搭建Arduino+ESP-SR+ESP-TTS开发环境踩坑记录

作者: Xu Jiwei 日期: 4月 7, 2025 没有评论

最近 B 站上赛博小狗和小智 AI 都很火，我也想复刻一个，最好能把两者结合一下，研究了一下，发现作者们的开源方案有些地方不太符合我的习惯，准备改造一番，然后就走上了踩坑之旅。

缘由

赛博小狗这个开源项目，作者使用了现成的语音识别模块和文本转语音模块，这两个模拟贵且不说，在使用上也不太灵活，而且主控也是使用的 STM32，这个如果要想改造结合小智 AI，开发起来也比较麻烦。

然后就想到了乐鑫 ESP32 是已经自带了语音唤醒、语音识别、文本转语音能力的，那干嘛不直接用一个 MCU 来实现外部模块的功能，成本就要低上很多了，而且小智 AI 本身也是基于 ESP32 去做的，结合起来就更方便了。

再研究了一下小智 AI 的开源硬件端项目，发现是基于 ESP-IDF 开发的，这就叫人头大了，虽然原厂的 ESP-IDF 相比 Arduino 框架更强大，配置更灵活，但是从开发便捷性上来说，我还是更喜欢使用 Arduino 框架。

为了把这一堆东西都改成自己喜欢的样子，就开始了踩坑之旅。

开发环境

虽然在玩 ESP32 时一直用的 Arduino 框架，但是我并没有使用 Arduino IDE，而是使用的 Visual Studio Code + PlatformIO 插件。Ardunio IDE 的编辑器太古老了，缺少很多有用的功能，像代码提示、自动补全、符号跳转等功能都是缺失的。

而 Visual Studio Code …

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Arduino玩家必备，SimulIDE电路模拟器

作者: Xu Jiwei 日期: 12月 10, 2024 没有评论

玩电子 DIY 时入门最常用的就是 Arduino 了，Arduino 封装了大量的库，而且社区也有各种外设的库，对于开发应用来说相当便捷。再加上现在嘉立创的免费打样服务，玩电子 DIY 可以很方便地做出一个像模像样的产品。

不过在编写固件时，可能还是会踩很多坑，如果在 PCB 生产完后再验证，万一出点问题就又是漫长的等待，中间手工焊接的时间也会浪费掉。如果用面包板，又需要连接一大堆杜邦线，有些时候手头没有对应的元件，或者是不方便连接杜邦线时，还不好测试。

这个时候，我就去找了一下有没有电路的模拟器，就找到了 SimulIDE。

SimulIDE 介绍

SimulIDE 官网： https://simulide.com/p/

SimulIDE is a simple real time electronic circuit simulator, intended for hobbyist or students to learn and experiment with analog and digital electronic circuits and microcontrollers.
It supports PIC, AVR , Arduino

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做个基于STM32+QMK的茶轴机械数字小键盘，带编码器和OLED屏幕～

作者: Xu Jiwei 日期: 12月 2, 2024 没有评论

之前为了验证 STM32F103 作为键盘 QMK 固件的主控是否可行，顺便学习一下 QMK 固件的配置和开发，做了个带编码器和 OLED 屏幕的数字小键盘。不过因为一直没搞定在 OLED 上显示动画，就一直没发。

周末花了点时间学习了一下终于把在 QMK 里面显示动画搞定了。

对于在 QMK 固件中怎么使用 STM32F103 当主控，可以看之前的文章：整个带屏数字小键盘吧，先搞定 QMK 固件支持 STM32F103 的 I2C Remap。

成品效果

为了充分得用嘉立创免费打样券，PCB 的尺寸直接拉满到 10cm * 10cm 了，刚刚好够数字小键盘 + 2 个 EC11 编码器 + 1 个 12832 OLED 屏幕。

原理图设计

USB Type-C 连接及电源

这个数字小键盘用了 …

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不要放过闲置快充头，DIY一个带屏幕显示功率的USB-PD电源诱骗器

作者: Xu Jiwei 日期: 6月 3, 2024 没有评论

之前搞完了基于 CH32V003 的 USB 电流表，并把整个开发过程总结成一个教程《全开源！使用 7 毛钱的单片机 DIY USB 电流表教程，入坑硬件设计、固件开发、外观建模》。

在此之前，其实已经了解到了 CH224K 这个芯片，同样也是沁恒出的，可以很简单地通过单电阻或者三个 IO 的方式来控制设备端与 USB PD 充电器通信，并且协商到指定的充电电压，在某些需要特定电压的场合就比较有用。

既然已经完成了 USB 电流表，并且电流表也自带了用户按键，那就是再多加一个功能页面的事，顺便把 PD 诱骗也集成掉吧～

成品照片

主界面

PCB

功能设计和元件选型

CH224K 介绍

CH224 单芯片集成 USB PD 等多种快充协议，支持 PD3.0/2.0，BC1.2 等升压快充协议，自动检测 VCONN 及模拟 E-Mark 芯片，最高支持 100W 功率，内置 PD 通讯模块，集成度高，外围精简。集成输出电压检测功能，并且提供过温、过压保护等功能。可广泛应用于各类电子设备拓展高功率输入如无线充电器、电动牙刷、充电剃须刀、锂电池电动工具等各类应用场合。

主要功能：

支持4V至22V输入电压

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做键盘必备，抛掉ST-Link，通过USB烧录固件，STM32F103使用STM32duino-bootloader 踩坑记录

作者: Xu Jiwei 日期: 5月 20, 2024 没有评论

前言

之前在 DIY 基于 QMK 固件的键盘的时候，直接借鉴了立创开源平台上的项目，使用了 ATmega32A 作为主控，ATmega32A 本身并没有硬件 USB 接口，把它作为键盘主控是通过使用 USBaspLoader 这样一个 bootloader 来实现的。

但是毕竟是软件实现，在以前复刻时，使用 ATmega32A 的键盘还是能正常配合 MacBook 使用的，但是最近发现在连接到 MacBook 之后，会很快丢掉连接，这下不得不去找一个带硬件 USB 接口的 MCU 了。

这时我就把眼光放到了 STM32F103C8T6 上，玩了这么久的 ESP32、CH32V003 什么的，还是没能逃过 STM32 😃。

而且相对 ATmega32A，STM32F103C8T6 的系统资源就丰富太多了，64KB Flash、20KB RAM 用来烧录一个 QMK 固件那是相当够用了，什么宏、层的数量，都开到最大。

最后的重点，作为习惯了使用 USB 直接烧录固件的人，也希望给 STM32F103C8T6 刷固件时也可以直接通过 USB 刷，这就找到了 STM32duino-bootloader 这个项目。…

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DIY USB 电流表（7）：读取和显示 INA219 电流电压数据

作者: Xu Jiwei 日期: 4月 19, 2024 没有评论

在前一篇《DIY USB 电流表（6）：点个屏，使用 I2C 驱动 0.96 寸 OLED》中，我们已经完成了屏幕显示驱动的开发，并且根据需求，列出了需要展示的数据项，确定了一下最终显示内容的布局。

在之前，显示的内容都是占位的测试数据，在这一节，就可以开始真正去读取 INA219 传感器的数据，将电路中测量的电压、电流等数据显示在屏幕上，这又是一节枯燥的编码工作 🙈。

PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。

准备工作

在开始读取 INA219 的数据之前，同样也要准备一些相关的库，例如 INA219 数据的读取、参数的配置，以及在 CH32V003-GameConsole 中所使用的 I2C 封装并未提供读取 I2C 数据方法，另外，为了计算 USB 电流表运行时间内消耗的电量，也需要有相关的计时方法。

I2C 读取方法

在 CH32V003-GameConsole 的代码中，已经有了 i2c_tx.h，提供了 I2C 写入相关的方法，对于一个游戏机来说，拥有写入方法就足够了，它只需要用 I2C 来刷新屏幕，但是在我们的 USB 电流表项目中，还需要使用 I2C 去读取 INA219 的数据，因此需要去封装一个 I2C 读取方法。

在开始编写 …

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DIY USB 电流表（2）：PCB 布局布线

作者: Xu Jiwei 日期: 2月 19, 2024 2 条评论

在前一篇《DIY USB 电流表（1）：元件选型和原理图绘制》中介绍了 DIY 一个 USB 电流表的需求列表，以及将它所需要的元件确定下来，并在立创 EDA 中将整体功能的原理图绘制完成，现在就可以开始在立创 EDA 中进行布局布线了。

PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。

布局布线效果预览

转换原理图到 PCB

通过立创 EDA 的 设计>更新/转换原理图到PCB 菜单，就可以将原理图中所有元件放置到 PCB 设计页面中，并且已经都将每个元件的网络配置且连接好。

布局布线

设计预期外形

我们首先需要做的就是将元件根据用途大概放置到对应的区域，先来根据目标的形态绘制一个草图。

初步确定布局

首先使用放置板框功能，画一个 PCB 的边框，可以根据实际预期 PCB 大小，将板框设置成那个尺寸，例如这里先设置成 45mm*70mm。

这里可以使用立创 EDA 的交叉选择功能，在原理图中选择对应功能区域的元件，然后按 Shift+X，就可以在 PCB 设计页面中选择对应的元件，方便将归属于同一功能的元件都选中，然后放置到目标位置去。

这样就可以大概将整体布局确定下来，后续就可以在这个基础上进行布线了，当然最终效果会比这个紧凑很多，可以在布线过程中不断调整。

精细调整布局

在初步确定布局之后，就可以根据每个模块的功能，将它们目标的布局确定下来，例如这里 DC-DC 模块，就可以根据一般 DC-DC 模块布局的需求，先把相关电阻、电容、电感的位置放置完毕，再进行最后的布线。

像 …

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Arduino + ESP32 高分开源项目推荐

作者: Xu Jiwei 日期: 1月 29, 2024 没有评论

作为一个 ESP32 重度用户，并且一直使用 Arduino 框架开发嵌入式应用的爱好者，在过去开发的项目过程中使用过不少开源项目，这里稍微总结一下比较有意思的，以及比较有用的开源项目列表。

其中一些项目不光是固件方面的程序，也包含了对应的硬件设计，可以当作一个电子 DIY 入门的学习项目。

开源项目集合

awesome-esp

项目地址：https://github.com/agucova/awesome-esp

一个国外爱好者收集的 ESP32/ESP8266 开源项目集合，主要偏完整的固件应用。

固件应用

这里是一些完整的固件开源项目，通常也会包含一个完整的硬件项目，不管是用来学习硬件开发，还是学习嵌入式软件开发，都是很好的例子。

ESPHome

项目地址：https://github.com/esphome/esphome

算是最流行的开源智能家居固件之一了，通过编写 YAML 配置文件的方式来快速集成各种传感器、开关、屏幕等设备到一个固件中，并且内置了 Home Assistant 等智能家居平台的支持，可以一键添加到这些平台中。

要使用 ESPHome，基于上只需要了解大概的 GPIO 知识，I2C 以及 SPI 总线的概念就可以上手了，传感器或者其他外设的驱动都已经包含在固件中，并且官方文档也包含了详细的配置教程。

之前就使用 ESPHome 快速搭建了两个应用：

超简单 DIY - AirCube 空气检测站
- https://xujiwei.com/blog/2022/12/aircube-diy-environment-monitor-station/
使用 ESPHome + INA219 模块构建一个简易功率计
- https://xujiwei.com/blog/2022/10/build-power-meter-with-esphome-and-ina219/

tasmota

项目地址：…

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万字长文，一个软件工程师的 2023 电子 DIY 总结

作者: Xu Jiwei 日期: 1月 22, 2024 8 条评论

在去年这个时候，总结了一下 2022 年重新拾起电子 DIY 的经历《一个软件工程师的 2022 电子 DIY 小结》，翻了翻嘉立创 PCB 订单，今年也打了不少板子，虽然也有一些是取消的订单，但是总体还是打了不少板子，有一些旧的东西，也有一些新的东西。

相比去年，今年在电子 DIY 上又学习了一些新东西，再来总结一下在 2023 年得到的经验。当然这些都是我作为一个新手村玩家得到的经验，只能说在 DIY 这个领域，可以用来应付一些需求，与实际商业化产品开发过程中需要的经验，还是会有比较大的距离，因此这些经验也仅供大家参考。

经过这一年，看见什么数码产品，都想着自己能不能做一个，找找开源项目，找找对应芯片，然后搞出一个半成品 😆。

复刻项目

作为一个新手，2023 年整体还是以复刻为主，得益于立创硬件开源平台，总是可以看到各种很有意思的项目，这其中有一些算是玩具，有一些是开发相关的，有一些则是实际生活中会使用到的数码产品。

在复刻项目过程中，现在能更多地去理解原理图，知道每个部分的作用是什么，以及在它的基础上，是否可以做出一些符合自己需求的修改，例如以下这些基础的修改：

元件封装是否方便手焊，0402 替换为 0603 或 0805
布局是否方便使用加热台一次焊接，双面贴片变更为单片贴片
元件选型是否和现在元件库存匹配，LDO、DCDC 等替换为库存已有型号
主控是否可以替换为更熟悉的型号，例如 ATMEGA 替换为 ESP32

在经历过几个开源项目的复刻过程后，会逐渐对硬件项目的构成有一个更清晰的概念，也能对硬件项目中可能包含的功能模块了解更多一点，例如电源模块、充电模块、电机驱动等。

在知道和了解了硬件项目中的这些模块之后，在后续想要做自己的项目时，就可以参考和使用了，这跟在软件项目中使用开源库的原理也差不多。

SmartKnob - 基于 SimpleFOC 的无刷电机模拟旋钮

项目地址：https://github.com/scottbez1/smartknob

关键词：无刷电机，SimpleFOC，PID，ESP32，TMC6300，磁编码器，SK6812…

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Just do it