2024 Digikey 感知万物，乐享生活”作创意大赛电路设计

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2024 Digikey 感知万物，乐享生活”作创意大赛电路设计 [复制链接]

 

一、 模块选择

1.1 模块介绍

• 我是使用的温湿度模块是BME280和BME680，其工作电路基本一致，最大区别为封装大小
• 温湿度模块通讯我的设计是将SPI和IIC功能都引出，本文主要是通过IIC进行应用，那么地址其中一个为高一个为低。
• 默认地址是0x77和0x76
  
• 我的人脸感知模块是使用的SEN-21231传感器，此模块自带处理器，我们只需使用IIC接收特定格式的数据即可
  
• 第三个模块是声光定位模块是使用的MicArray 麦克风阵列，此模块分别为LED控制和MIC控制，使用IIC和IIS发送接收数据即可
  
• 主控单片机为STM32H7S3L8
  1.2 BME电路设计
• 电路主要设计是BME280以及BME680两器件
• 首先设计模块大小，我将两模块的大小设计为一样
  
• 然后是模块的供电设计，使用LDO供电
  
• 其次是将传感器的引脚引出。
  
• 下面设计使用一个N沟道的MOS管来实现电平转换，来预留IIC以及SPI接口
• 工作原理： 当SCK线（MCU侧，3.3V）为高电平时，MOSFET的源极为3.3V，栅极电压为0V（通过R7下拉），此时MOSFET不导通，SCL线上的电压通过R8上拉至5V。 当SCK线为低电平时，MOSFET的源极被拉低到0V，栅极-源极电压为正值（接近3.3V），MOSFET导通，SCL线也被拉低到0V。
  
• 然后是IIC地址的设置，通过在ADDR进行上下拉来设置地址，两个模块分别焊接一个为高一个为低即可。
  
• 最后是将SPI以及IIC控制口引出。
  
• 然后布局拉线即可获得自己的一张PCB，焊接测试。
  
• BME680传感器的电路基本一致就可以
  1.3 人脸感知模块使用
• 首先我看了官网的数据，到手模块电路有五个引脚，分别为3.3V、SCL、SDA、INT、GND，很明显就是IIC通信和一个中断触发时输出高电平，该传感器支持高达 400k 波特的 I2C 总线速度，中断触发的要求就是监测到人脸，在触发同时模块的LED灯会绿灯常亮。
• 此模块检测人脸时模块的位置必须是LED处于右上方，否则默认未检测到。
• 以下为示波器测试中断引脚的波形图与LED实测图。
  
  
  1.4 声光定位电路使用
• 拿到模块后官网下载原理图，第一眼我看成了IIC通讯，因为有数据和时钟信号线，最终从数据手册得知这是一种双线通讯协议。
• 此模块的控制方式是LED会根据给的数据进行按照电路顺序进行传输到每个LED，而不用通过地址进行选择驱动设备。
  
• 接着就是麦克风的控制，MSM261S4030H0是一种全指向的麦克风，那么就意味着这个麦克风可以检测任意位置的声音。输出的数据类型是PDM，即脉冲密度调制，一种数字音频信号输出方式，效率很高。
• 此麦克风适用于我们常见的语音助手、智能音箱以及语音激活设备中。
• 此传感器不是标准的IIS传输，需要根据时序图进行代码修改
• 查看传感器手册来编写代码驱动模块

一、 模块选择

1.1 模块介绍

• 我是使用的温湿度模块是BME280和BME680，其工作电路基本一致，最大区别为封装大小
• 温湿度模块通讯我的设计是将SPI和IIC功能都引出，本文主要是通过IIC进行应用，那么地址其中一个为高一个为低。
• 默认地址是0x77和0x76
  
• 我的人脸感知模块是使用的SEN-21231传感器，此模块自带处理器，我们只需使用IIC接收特定格式的数据即可
  
• 第三个模块是声光定位模块是使用的MicArray 麦克风阵列，此模块分别为LED控制和MIC控制，使用IIC和IIS发送接收数据即可
  
• 主控单片机为STM32H7S3L8
  1.2 BME电路设计
• 电路主要设计是BME280以及BME680两器件
• 首先设计模块大小，我将两模块的大小设计为一样
  
• 然后是模块的供电设计，使用LDO供电
  
• 其次是将传感器的引脚引出。
  
• 下面设计使用一个N沟道的MOS管来实现电平转换，来预留IIC以及SPI接口
• 工作原理： 当SCK线（MCU侧，3.3V）为高电平时，MOSFET的源极为3.3V，栅极电压为0V（通过R7下拉），此时MOSFET不导通，SCL线上的电压通过R8上拉至5V。 当SCK线为低电平时，MOSFET的源极被拉低到0V，栅极-源极电压为正值（接近3.3V），MOSFET导通，SCL线也被拉低到0V。
  
• 然后是IIC地址的设置，通过在ADDR进行上下拉来设置地址，两个模块分别焊接一个为高一个为低即可。
  
• 最后是将SPI以及IIC控制口引出。
  
• 然后布局拉线即可获得自己的一张PCB，焊接测试。
  
• BME680传感器的电路基本一致就可以
  1.3 人脸感知模块使用
• 首先我看了官网的数据，到手模块电路有五个引脚，分别为3.3V、SCL、SDA、INT、GND，很明显就是IIC通信和一个中断触发时输出高电平，该传感器支持高达 400k 波特的 I2C 总线速度，中断触发的要求就是监测到人脸，在触发同时模块的LED灯会绿灯常亮。
• 此模块检测人脸时模块的位置必须是LED处于右上方，否则默认未检测到。
• 以下为示波器测试中断引脚的波形图与LED实测图。
  
  
  1.4 声光定位电路使用
• 拿到模块后官网下载原理图，第一眼我看成了IIC通讯，因为有数据和时钟信号线，最终从数据手册得知这是一种双线通讯协议。
• 此模块的控制方式是LED会根据给的数据进行按照电路顺序进行传输到每个LED，而不用通过地址进行选择驱动设备。
  
• 接着就是麦克风的控制，MSM261S4030H0是一种全指向的麦克风，那么就意味着这个麦克风可以检测任意位置的声音。输出的数据类型是PDM，即脉冲密度调制，一种数字音频信号输出方式，效率很高。
• 此麦克风适用于我们常见的语音助手、智能音箱以及语音激活设备中。
• 此传感器不是标准的IIS传输，需要根据时序图进行代码修改
• 查看传感器手册来编写代码驱动模块

Jacktang

检测人脸时模块的位置必须是LED处于右上方，否则默认未检测到

这是什么原理