基于MEMS声音传感器的声控宿舍电灯开关
该项目使用了K001-V27智能模块,实现了结合MEMS声音传感器的设计,它的主要功能为:实现了在宿舍床上实现开灯和关灯并可以增加光亮操作。
标签
MEMS
K001-V27
赵祎君
更新2024-09-25
北京工业大学
90

1.创意方向介绍

由于现在大学生宿舍一般都是上床下桌,夜晚时起夜上厕所需要开灯,学生需要从上铺到下铺,极大增大了踩空的安全风险。同样也容易发生很大的动静吵到他人。本次借助FASTBOND平台来提交一个改造创意。首先交互界面交给M5Stack BASIC来实现,从而替代开关式电灯开关。其次使用mems声音传感器来检测指令。当发出“开灯”指令时,灯亮,当发出关灯指令时灯灭,当连续发出“亮”指令时,灯的功耗增加,灯发光度增加;同理连续发出暗的指令,灯会变暗,功耗降低。


2. 方案框图

系统的方案如下:

主要原理:声音传感器接收外界的声音信号,与数据库中“开灯”“关灯”信号比对,从而实现开灯关灯的操作,当发出“亮”指令>=2时,灯两侧分压增大;当发出“暗”指令时,灯两侧分压降低。


3. 器件介绍


主控BASIC(K001-V27)


BASIC 是一款高性价比的物联网主控。采用乐鑫ESP32芯片, 搭载2个低功耗 Xtensa® 32-bit LX6 微处理器,主频高达240MHz.板载16M FLASH 内存组合, 集成2.0英寸全彩高清IPS显示面板、扬声器、TFCard槽等外设.全覆盖外壳, 即便是在复杂的工业应用场景也能够保障电路运行的稳定性.内部总线提供多种常用接口资源(ADC/DAC/I2C/UART/SPI等),底部总线15x IO引出, 可拓展性强. 适用于各种产品原型研发、工业控制、智能楼宇应用场景.

  • 高度产品化:
    • 精致外观设计, 原型开发直接对应产品落地
    • 产品级全覆盖外壳, 电路运行更稳定
  • 低代码开发:
    • 支持UIFlow图形化编程平台、脚本化、免编译、云推送
    • 全面兼容Arduino、ESP32-IDF等主流开发平台
    • 支持FreeRTOS,借助双核与多任务机制,高效组织任务逻辑,优化程序的执行效率.
  • 高集成度:
    • 2.0英寸IPS显示面板、扬声器、自定义按键x3
    • 内置锂电池供电、集成电源管理芯片, 支持TypeC接口
    • 经过专业调制的射频电路, 提供稳定可靠的无线通信质量
  • 强拓展性:
    • 15x IO引出
    • 轻松接入M5Stack的软硬件体系、可堆叠模块设计、即插即用的传感器拓展



MEMS声音传感器:

IM69D130V01XTSA1

IM69D130专为低自噪声(高信噪比)、宽动态范围、低失真的应用而设计并且需要高声过载点。英飞凌的双背板MEMS技术基于小型化对称麦克风设计,类似如工作室电容式麦克风中使用的,并在动态范围内实现输出信号的高线性度

范围为105dB。即使在128dBSPL的声压级下,麦克风失真也不超过1%。这个平坦的频率响应(28Hz低频滚降)和严格的制造公差导致相位接近麦克风的匹配,这对于多麦克风(阵列)应用非常重要。由于其25dBSPL(信噪比69dB(A))的低等效本底噪声,麦克风不再是音频信号链,并使语音识别算法具有更高的性能。数字麦克风ASIC包含一个极低噪声的前置放大器和一个高性能的sigma-deltaADC。可以选择不同的电源模式,以满足特定的电流消耗要求。每个IM69D130麦克风都使用先进的英飞凌校准算法进行校准,从而产生较小的灵敏度公差(±1dB)。麦克风之间的相位响应紧密匹配(±2°),以便支持波束形成应用.


频率范围

20 Hz ~ 20 kHz


灵敏度

-36dB ±1dB @ 94dB SPL


信噪比

69dB


电压范围

1.62 V ~ 3.6 V


电流 - 供电

1.3 mA


端口位置

底部


等级

-


端接

焊盘


大小 / 尺寸

0.157" 长 x 0.118" 宽(4.00mm x 3.00mm)


高度(最大值)

0.051"(1.30mm)


形状

矩形




心得体会

本次fastbond机会让我亲身体验了发现问题解决问题的快乐。让我基本熟悉了找到创意,查找资料,从诸多元器件中选择最适合且最廉价的元器件,最后将这些元器件配对组合成成品。顺便说一句得捷上的物料质量也是非常值得信赖!!!!

附件下载
FastBond基础部分—基于MEMS的声控宿舍电灯开关.pdf
团队介绍
电子信息专业大四本科生
团队成员
赵祎君
北京工业大学大四学生
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