【DIY小项目分享】AI语音便携可调电源

项目简介

💡 温馨提示
项目源码已全开源至Github与gitee仓库！同时对小智AI平台角色定义提示词进一步优化，使用体验大幅提升！重新导入分享码即可体验！以及更新Ai-WV01-32S模组固件版本3.4V，链接详见以下板块内容

本项目是一款基于 STM32 主控 + 安信可 Ai-WV01-32S 模组 + CH224A 快充诱骗芯片 的便携可调电源，支持 PD/PPS 快充协议。

随着 Type-C PD 快充协议的普及，电子工程师对便携、智能、可交互的调试电源需求日益增长。传统可调电源体积大、操作繁琐，而现有口袋电源缺乏智能化交互手段。本项目是将 AI 语音交互 集成到便携可调电源的开源方案。

用户通过自然语音指令即可实现电压调节、状态查询、场景切换，无需手动操作按键或查看屏幕，实现"让电源听得懂人话，让调试解放双手"的应用体验。

功能指示图

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核心功能

🤖 AI 语音智控（核心功能）

• 语音设定电压："设置电压 20 伏"、"输出 6.6 伏"
• 语音开关输出："开启输出"、"关闭电源"
• 参数播报：语音播报"当前功率 6.9 瓦，电流 1.3 安"

👤 用户感知体验

• OLED 屏：0.96 寸 OLED 屏幕，实时显示电压、电流、功率、参数，采用 SPI 协议，支持中文显示
• 按键操作：4 个功能按键，包括电压 +/-、复位、查询、输出开关
• 直观数据显示：OLED 可显示电压(V)、电流(A)、功率(W)、当前输出开启状态
• 喇叭：实时语音状态播报，端子连接
• 咪头：识别用户自然语言，板载设计

⚡ 供电与输出

• 供电输入：单口 Type-C 输入，建议使用高功率快充协议头（PPS/PD）输入
• 宽电压输出：支持 5V-20V 可调输出
• 功率接口：通过 XT60 接口 + 鳄鱼夹的形式输出，适合驱动各类电子设备

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痛点场景

场景对比：传统方案 vs 本方案

使用场景	传统可调电源（痛点）	AI 语音电源（优势）	效率提升
实验室调试	双手在调试设备，需放下工具→按键调节→看屏幕→确认→继续，中断思路	"你好小安，输出 9 伏"→语音确认→无需抬头，思路连贯	2 分钟 vs 10 秒
外出客户现场	台式电源笨重不便携，现场找 220V 插座困难	手机充电头+口袋电源，"输出 12 伏"→直接供电	1 分钟准备
多档位测试	反复按键切换 5V/9V/12V，需紧盯屏幕防跳档	语音精确设定"输出 8.4 伏"，自动 PPS 微调	零误操作

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项目参数

参数项	规格指标	备注说明
输入电压	5V - 20V	Type-C PD 输入
输出电压范围	5V - 20V	按键调节：5V、9V、12V、15V、20V；语音支持精确到 0.1V（需 PPS 协议头）
输出最大功率	60W	持续功率，峰值可达 60W
输出最大电流	3A	出于安全考虑，20V 档位最大 3A
支持协议	PD 3.0 / PPS	暂不支持 QC、AFC、FCP 等协议
语音方案	AI 在线语音识别	需连接 2.4G WiFi 网络（不支持 5G 频段）
主控芯片	STM32F103CBT6	ARM Cortex-M3，72MHz
AI 模组	Ai-WV01-32S	安信可语音交互模组
诱骗芯片	CH224A	支持 5V/9V/12V/15V/20V 及 PPS 档位切换
电流采集	INA226	I2C 数字输出，高精度电流/电压监测
PCB 参数	4.36cm × 7.6cm	四层板，板厚 1.6mm，可使用嘉立创免费样品券下单

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硬件架构

系统框图

硬件能量层级关系图

核心模块说明

1️⃣ AI 语音模组（Ai-WV01-32S）

• 负责语音识别和自然语言处理
• 通过 UART 与主控 MCU 通信（波特率 115200）
• 需要 2.4G WiFi 网络连接实现 AI 在线语音功能
• 板载咪头用于采集用户语音指令

2️⃣ 主控 MCU（STM32F103CBT6）

• 系统核心控制器
• 通过 I2C 读取 INA226 的电压电流数据
• 通过 UART 接收 AI 模组的指令并解析执行
• 通过 I2C 控制 CH224A 的电压档位切换
• 通过 SPI 驱动 OLED 显示屏（带中文字库）

3️⃣ PD 快充诱骗芯片（CH224A）

• 负责与 Type-C 充电头进行 PD 协议通信
• 支持 5V/9V/12V/15V/20V 多档位诱骗
• 支持 PPS 协议实现 20mV 步进微调电压

4️⃣ 电源管理模块

• 一级降压：SCT2433STER 将输入电压降压至 5V，为系统供电
• 二级降压：ME6217C33M5G 将 5V 降压至 3.3V，为 MCU 和数字电路供电

5️⃣ 电流电压采集模块（INA226）

• 高精度电流/电压监测芯片，分辨率可达 10μA
• I2C 数字输出，直接读取数据，无需 ADC 采样
• 实时监测 VBUS 电压和输出电流，计算输出功率值

6️⃣ 显示模块（OLED 屏幕）

• 0.96 寸 OLED 显示屏，128×64 分辨率
• SPI 协议通信，板载中文字库
• 实时显示电压、电流、功率、输出状态等参数

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软件资料

代码仓库与固件

资源类型	下载链接	说明
STM32 源码	GitHub / Gitee	VSCode + STM32CubeMX 工作流
AI 模组固件		（💡见下附件） emMCP固件，烧录工具：BLDevCube
小智 AI 智能体	分享码：A9nCXwwr6L	在小智控制台【智能体分享码】粘贴使用
烧录工具	BLDevCube 下载	官方烧录工具

软件架构图

⚠️ 重要提示
本项目用到的 Ai-WV01-32S 不采用出场默认附件，而是安信可开源团队开发的 UART-MCP 固件，焊好的第一步就是烧录 UART-MCP 固件，否则无法控制。

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复刻流程

步骤 1️⃣：硬件焊接与检查

⚠️ 焊接顺序
遵循"先小后大、先低后高"原则，避免烫伤大型元件。

• 焊接电源管理部分（SCT2433STER、ME6217C33M5G）
• 焊接 MCU 及外围电路（晶振、复位、下载接口）
• 焊接 AI 模组、CH224A、INA226 等小封装芯片
• 焊接 OLED 接口、按键、XT60 接口等大件
• 上电前检查：万用表测量输入输出是否对地短路，3.3V/5V 输出是否正常

步骤 2️⃣：AI 模组固件烧录

硬件接线示意图：

烧录步骤：

1. 下载并打开 BLDevCube 烧录工具
2. 选择芯片型号：BL602/BL604，点击 Finish 进入烧录界面
3. 选择对应串口号，设置波特率为 2000000
4. 导入固件文件 AiPi-PalChatV1_WWXH_Zh_UART-MCP_V3.3
5. 将 UART1_ON 按钮拨按下断开模组与主控的串口连接
6. 点击烧录按钮，等待进度完成（约 10 秒）

步骤 3️⃣：网络配网

烧录完成重新上电并将 BT 与 EN 调试引脚断开，按下模组上的 RST 复位键，模组会进行上电语音播报，按照语音提示操作：

1. 对准咪头说："开始配网"，模组会语音响应指令进入配网状态
2. 微信搜索"安信可IOT"小程序，或扫描以下二维码进入
3. 选择 AI硬件智能体，选择 添加设备并 扫描设备，点击设备后输入密码，点击连接
4. 连接至 2.4G WiFi 网络（不支持 5G 频段）
5. 等待语音播报"配网成功"

步骤 4️⃣：小智 AI 控制台配置

配网成功后，模组会持续播报 验证码（如：123456），需在小智 AI 控制台绑定设备：

1. 访问 https://xiaozhi.me/ 登录控制台
2. 在【智能体分享码】处粘贴分享码：A9nCXwwr6L
3. 点击【添加设备】，输入语音播报的验证码，完成绑定

🔴 注意
分享码 A9nCXwwr6L 是智能体唯一标识，请准确复制。

步骤 5️⃣：STM32 主控程序烧录

开发环境：VSCode + STM32 插件 + STM32CubeMX（推荐）

烧录方法：

• SWD 接口烧录：使用 ST-Link 连接 SWDIO/SWCLK 引脚
• 串口烧录：通过 USART1 使用 FlyMCU 等工具烧录（需设置 BOOT0=1）

烧录完成后按下复位键，观察 OLED 屏幕显示正常数据即可开始使用。

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元器件采购

部分元器件无法直接在嘉立创购买，需在淘宝等平台采购：

元器件	型号/规格	采购平台	参考链接
AI 语音模组	Ai-WV01-32S	淘宝	安信可旗舰店
OLED 显示屏	0.96 寸 SSD1306 带字库	淘宝	购买链接
腔体喇叭	8Ω 1W 带线	淘宝	购买链接
鳄鱼夹测试线	10A/20A 单头夹	淘宝	购买链接
XT60 插头	AMASS XT60H-M 公头焊接式	立创商城	购买链接

💡 嘉立创标准件
STM32F103CBT6、CH224A、INA226、SCT2433STER、ME6217C33M5G、电容电阻等可在立创商城元器件 BOM 中直接下单。

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注意事项

⚠️ 危险警告（高电压风险）* 输出电压最高可达 20V，开机默认输出 9V

• 使用时请务必确认被测设备的耐压值，再调整输出电压
• 切换电压档位前，建议先关闭输出，再调整电压，最后开启输出

🔴 重要（网络与功率限制）* AI 语音功能需要 2.4G WiFi 网络连接，使用前请确保网络环境正常，且不支持 5G WiFi

• 最大输出功率 60W，最大电流 3A，请勿超载使用，长时间满载运行请注意散热
• 使用支持 PPS 协议的快充头时可获得精细电压调节（小数位一位），普通充电头可能无法达到最大功率

💡 使用提示* 语音指令识别受环境噪音影响，建议在相对安静的环境下使用，或靠近咪头清晰发音

• 焊接请遵循先焊小件后焊大件、先低后高原则，避免焊接困难

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实物展示

整机正面视图（含 OLED 显示）	实物背面

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输出测试

5V 空载测试	20V 空载输出测试	12V 负载稳定输出 1A

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设计图

主控板

原理图（1 / 3）

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PCB

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BOM

BOM下载在立创商城下单

ID	Name	Designator	Footprint	Quantity	Manufacturer Part	Manufacturer	Supplier	Supplier Part
1	STM32F103CBT6	U1	LQFP-48_L7.0-W7.0-P0.50-LS9.0-BL	1	STM32F103CBT6	ST(意法半导体)	LCSC	C8304
2	8MHz	X1	CRYSTAL-SMD_4P-L3.2-W2.5-BL	1	X32258MSB4SI	YXC(扬兴晶振)	LCSC	C2682774
3	32.768kHz	X2	CRYSTAL-SMD_L3.2-W1.5-1	1	XKXGI-SUA-32.768K	YXC(扬兴晶振)	LCSC	C5213671
4	PESD5V0S1BA	U3,U4,U2,U5,U9,U7	SOD-323_L1.7-W1.3-LS2.5-BI	6	PESD5V0S1BA	TECH PUBLIC(台舟)	LCSC	C2827694
5	100nF	C1,C5,C3,C6,C12,C14,C29,C31,C24,C27,C19,C40	C0603	12	CC0603KRX7R9BB104	YAGEO(国巨)	LCSC	C14663
6	4.7uF	C2,C15	C0603	2	CL10A475KO8NNNC	SAMSUNG(三星)	LCSC	C19666
7	4.7kΩ	R4,R6,R1,R9,R8,R7	R0603	6	0603WAF4701T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC	C23162
8	12pF	C10,C11	C0603	2	CL10C120JB8NNNC	SAMSUNG(三星)	LCSC	C38523
9	22pF	C9,C13,C4,C16,C25	C0603	5	CL10C220JB8NNNC	SAMSUNG(三星)	LCSC	C1653
10	20pF	C7,C8	C0603	2	CL10C200JB8NNNC	SAMSUNG(三星)	LCSC	C1648
11	2.54-1*8P母环保	OLED1	HDR-TH_8P-P2.54-V-F	1	2.54-1*8P母环保	BOOMELE(博穆精密)	LCSC	C27438
12	4.7kΩ	R5	R0603	1	FRC0603J472 TS	FOJAN(富捷)	LCSC	C2907166
13	10K	R2,R27,R28,R29	R0603	4	0603WAF4701T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC
14	TS665CJ	SW1,SW2,SW3,SW4	SW-TH_4P-L6.0-W6.0-P4.50-LS6.5	4	TS665CJ	SHOU HAN(首韩)	LCSC	C393938
15	NC	R3	R0603	1	0603WAF4701T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC
16	PZ254V-11-10P-RD	TP3	HDR-TH_10P-P2.54-V-M	1	PZ254V-11-10P-RD	XFCN(兴飞)	LCSC	C41425300
17	M2螺丝	SCREW1,SCREW2,SCREW3	M2螺丝	3
18	TYPEC-304-ACP16	USB1	USB-C-SMD_TYPE-C-16P-1	1	TYPEC-304-ACP16	XUNPU(讯普)	LCSC	C2982555
19	22Ω	R15,R16	R0603	2	0603WAF220JT5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC	C23345
20	Test-Point	TP12,TP13	Test-Point-0.5mm	2
21	ME6217C33M5G	U10	SOT-23-5_L3.0-W1.7-P0.95-LS2.8-BR	1	ME6217C33M5G	MICRONE(南京微盟)	LCSC	C427602
22	10uF	C28,C30,C32	C0603	3	CL10A106KP8NNNC	SAMSUNG(三星)	LCSC	C19702
23	1kΩ	R18,R21	R0603	2	RCA031KJLF	HKR(香港电阻)	LCSC	C22356624
24	XL-1608SURC-06	LED1	LED0603-RD_RED	1	XL-1608SURC-06	XINGLIGHT(成兴光)	LCSC	C965799
25	CH224A	U8	ESSOP-10_L4.9-W3.9-P1.0-LS6.0-TL-EP	1	CH224A	WCH(南京沁恒)	LCSC	C42459160
26	10kΩ	R13,R14,R11,R22,R20,R32	R0603	6	0603WAF1002T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC	C25804
27	1uF	C26	C0603	1	CGA0603X5R105K500JT	HRE(芯声)	LCSC	C6119852
28	1kΩ	R17	R0603	1	0603WAF1001T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC	C21190
29	120kΩ	R10	R0603	1	0603WAF1203T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC	C25808
30	15uH	L1	IND-SMD_L7.3-W6.8	1	MWSA0603S-150MT	Sunlord(顺络)	LCSC	C408452
31	10nF	C23	C0603	1	0603B103K500NT	FH(风华)	LCSC	C57112
32	22kΩ	R12	R0603	1	0603WAF2202T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC	C31850
33	4.7uF	C17	C0603	1	CL10A475KP8NNNC	SAMSUNG(三星)	LCSC	C1705
34	SMBJ28CA	D2	SMB_L4.6-W3.6-LS5.4-BI	1	SMBJ28CA	R+O(宏嘉诚)	LCSC	C19077583
35	SMFJ5.0CA	D1	SOD-123FL_L2.8-W1.8-LS3.7-BI	1	SMFJ5.0CA	BORN(伯恩半导体)	LCSC	C152064
36	INA226AIDGSR	U11	MSOP-10_L3.0-W3.0-P0.50-LS5.0-BL	1	INA226AIDGSR	TI(德州仪器)	LCSC	C49851
37	4.7K	R30,R31	R0603	2	0603WAF4701T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC
38	0.1uF	C37,C34	C0603	2	CL10C220JB8NNNC	SAMSUNG(三星)	LCSC
39	0.1uF	C35	C0603	1	CC0603KRX7R9BB104	YAGEO(国巨)	LCSC
40	4.7Ω	R25,R26	R0603	2	RC0603FR-074R7L	YAGEO(国巨)	LCSC	C137705
41	BZT52C16	D3	SOD-123_L2.7-W1.6-LS3.7-RD	1	BZT52C16	R+O(宏嘉诚)	LCSC	C19077413
42	10mΩ	R23	RES-SMD_L6.4-W3.2-R2512	1	HoJLR2512-3W-10mR-1%	Milliohm(毫欧)	LCSC	C2903468
43	1nF	C36	C0805	1	FCC0805B102K102FT	FOJAN(富捷)	LCSC	C5137645
44	1kΩ	R24	R0805	1	0805W8F1001T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC	C17513
45	AO4409	Q1	SOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL	1	AO4409	UMW(友台半导体)	LCSC	C347462
46	SS8050	Q2	SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR	1	SS8050	R+O(宏嘉诚)	LCSC	C7420370
47	20kΩ	R19	R0603	1	0603WAF2002T5E	UNI-ROYAL(厚声)	LCSC	C4184
48	XT60PW-M	CN1	CONN-TH_XT60PW-M	1	XT60PW-M	AMASS(艾迈斯)	LCSC	C98732
49	100nF	C22	C0805	1	TCC0805X7R104K500DT	CCTC(三环)	LCSC	C282732
50	10uF	C20,C21,C33	C0805	3	CGA0805X5R106K500MT	HRE(芯声)	LCSC	C6119889
51	SCT2433STER	U6	ESOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL-EP	1	SCT2433STER	SCT(芯洲科技)	LCSC	C509399
52	100nF	C41,C38	C0603	2	CGA0603X7R104K500JT	HRE(芯声)	LCSC	C6119867
53	10uF	C42,C39	C0603	2	CL10A106MA8NRNC	SAMSUNG(三星)	LCSC	C96446
54	Ai-WV01-32S_Module	U12	AI-M61-32S_MODULE_2	1
55	100kΩ	R35	R0603	1	RC0603FR-07100KL	YAGEO(国巨)	LCSC	C14675
56	0Ω	R36	R0603	1	FRC0603F0000TS	FOJAN(富捷)	LCSC	C2906974
57	GMI4015P-66DB	MIC1	MIC-TH_BD4.0-P1.4-D0.4-L-FD	1	GMI4015P-66DB	INGHAi(赢海)	LCSC	C529912
58	WAFER-MX1.25-2PWB	CN2	CONN-SMD_2P-P1.25_XUNPU_WAFER-MX1.25-2PWB	1	WAFER-MX1.25-2PWB	XUNPU(讯普)	LCSC	C3029359
59	MS-22D28-G020	SW5	SW-SMD_MS-22D28-G020	1	MS-22D28-G020	G-Switch(品赞)	LCSC	C963205

为园长点赞👍

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昨天 14:44 上传

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