行空板K10扩展板项目分享

2025-02-193738
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本文分享了行空板K10扩展板的设计思路和实现过程。项目名称为行空板K10扩展板,硬件清单包括行空板K10、摄像头、补光灯等。最终效果是实现了摄像头位置调整、电源设计、I2C设备供电切换等功能。难度等级适中,适合初中及以上年龄段的学生。


      行空板K10作为M10的补充,对于日常教学的意义同等重要。 收到试用板后MIND+软件版本也升级了两次,软件方面没有太大问题,问题主要有两点:
1、esp32算力上限无法同时运行MIND+中所包含的所有人工智能功能,如果使用图像识别和语音识别还有语音合成三种人工智能功能,运行起来会让人怀疑人生,最终测试它的极限是人脸识别+语音合成,识别一次人脸在3-4秒,勉强能接受。毕竟199的东西想干三剑客的活确实有点勉强,希望今后软件优化可以改进一点。
2、和哈士奇一样,摄像头在屏幕背面,在使用图像识别过程中照片或人脸只能背对屏幕,这是一个很让人抓狂的的设计。M10使用USB摄像头可以完美避开这个问题,于是我决定帮K10的摄像头换个面。
     使用立创EDA画了两版行空板K10扩展板,基本思路是:
1、扩展板使用卧式扩展板插槽,对于M10斜插式的扩展板或者掌控板立式扩展板,对于制作创客作品都不太友好。懂的都懂。

2、虽然除了P0、P1以外的IO口都是I2C芯片扩展出来的,但是将所有引脚都引出,并兼容DF扩展板的杜邦线插针(GND、VCC、信号线),其中VCC连入板载3.3V引脚。

行空板K10扩展板项目分享图1

3、由于计划使用该扩展板用于人脸识别门禁系统中,所以设计了UPS电源,研究一番后,针对门禁本身,对于断电切换时间并不敏感,所以使用了英集芯IP5306芯片实现后备电源的电池充放电和升压。优点是便宜几毛钱的芯片,缺点是USB供电断开时会有一秒左右断电,会造成系统重启,不过够用了,功能实现以后再想自行车吧。
行空板K10扩展板项目分享图2

4、该扩展板设计亮点灵感是来自M10斜插式的扩展板(4Pin I2C:3路3.3V,1路5V),I2C设备有的需要5V供电,干脆设计一个换挡开关,在3.3V和5V之间切换。
行空板K10扩展板项目分享图3行空板K10扩展板项目分享图4

5、既然使用摄像头,那么哈士奇同款补光灯必须来一个,为了防止测试时闪瞎眼睛,除了使用K10的P1口通过控制一个NMOS管间接控制一个恒流Led驱动芯片,恒流驱动电流MAX350MA,并联6个Led,每个分流60MA,6个灯珠也采用两种色温,增加摄像头识别度。
行空板K10扩展板项目分享图7

6、最后,最费手的部分来了,即使使用了恒温加热台,密集的针脚连锡也让人抓狂,差点去订做钢网了,还好在烫坏了两个FPC连接器后,终于不连锡了,为了让摄像头从K10背面来到正面,需要一个反向的FPC软排线。

7、吐槽下K10的文档,电路图没有M10清楚,把不同的功能放在好多张图纸里,看着费劲;因想利用K10背部的螺丝孔把板子固定在PCB上(只使用插槽固定也挺牢固,就是有点强迫症考虑了太多极端使用环境),从产品维库找到的螺丝孔数据跟实际之间存在2MM左右间隙,导致第一版螺丝孔对不上,行空板超出一截,FPC插座画的有点高,跟LEd灯珠重叠了,于是就又画了第二版。行空板K10扩展板项目分享图6行空板K10扩展板项目分享图5
第一版

第二版

视频演示
软件使用mind+1.8.1250127测试版本,变成内容过于简单就不展示了。

M10扩展板.png (97.08 KB, 下载次数: 750)

斜插式

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卧式插槽.png (111.61 KB, 下载次数: 776)

卧式插槽

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掌控扩展板.png (87.71 KB, 下载次数: 748)

直插式

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恒流驱动.png (89.95 KB, 下载次数: 786)

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FPC.png (64.94 KB, 下载次数: 749)

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