ESP-Hi：ESP32-C3 超低成本 AI 对话机器dog

项目简介

ESP-Hi 是一款基于 ESP32-C3 的 超低成本 AI 对话机器狗。通过接入大语言模型（如小智AI），可以实现智能对话功能；内置水银开关可以感知晃动，实现唤醒和动作控制；集成了一个0.96寸的彩屏，用于显示表情，机器狗已实现十数种动作。通过对 ESP32-C3 外设的充分挖掘，仅需最少的板级硬件即可实现拾音和发声，同步优化了软件，降低内存与 Flash 占用，在资源受限的情况下同时实现了唤醒词检测与多种外设驱动。

视频展示

超低成本也能体验大模型交互！ESP32-C3 AI 机器人

版本更新记录

• V1.1 (2025 年 5 月 21 日) ：移除了外部唤醒芯片相关电路,取消了默认拼板,水银开关修改为默认不上件，增加了一个拓展接口。

• V1.0（2025 年 5 月 19 日）：第一次开源版本。

关于固件

基础固件已打包在附件中，烧录地址为 0x00。

烧录步骤如下：

1. 按住设备顶部的 Boot 按钮。

2. 上电设备，使 ESP32-C3 进入下载模式。

3. 烧录完成后，松开 Boot 按钮，重新上电即可运行程序。

当前固件支持功能：

• 唤醒词与按键唤醒：唤醒词 Hi, 乐鑫

• 接入平台：小智

• 功能支持：灯光控制、机器狗控制

项目源码正在加紧整理中，开放时间请关注 ESP_Friends 动态，敬请期待！

功能展示

• 大模型 AI 对话功能

ESP-Hi 可以通过接入大语言模型，实现对话聊天功能，支持唤醒词，借助板载的 0.96 寸小屏，支持显示表情，目前已对接：小智AI。
其它平台正在陆续适配中...

具体实现代码即将开源在ESP-Friends 仓库中，敬请期待。

• 动作感知功能

ESP-Hi 这款 AI 玩具内置了一个水银开关，可以感知晃动的速率，从而实现唤醒/打断对话/执行动作等。

• 机械狗功能

ESP-Hi 通过 USB Type-C 接口连接舵机底座后，就可以变身为一个 AI 机械狗，在机械狗控制组件中已实现数十种动作，此外，机械狗底座集成了电池管理功能。

• 动作感知功能

ESP-Hi 还支持通过网页控制 Servo Dog，可以在网页端远程遥控机械狗前进后退左转右转，以及 12 种预设动作。并支持了在网页端进行舵机调平。

通过给 ESP-Hi 配网后，连上同一个 WIFI，在游览器中访问 esp-hi.local 或 192.168.4.1 进入网页后端进行控制。

3D 结构设计

所有的结构件文件都开源在附件中，欢迎下载复刻！！！

ESP-Hi 本体 3D 结构

ESP-Hi 本体采用层叠式设计，本体由一块 ESP-Hi MainBoard PCB（板厚为 1.2mm）、两个 3D 打印结构件（一个外壳、一个遮光消噪结构件）、一块正面亚克力面板（厚度为 1mm）组成。

ESP-Hi 机器狗 3D 结构

ESP-Hi 机器狗部分由一块 ServoDogBoard PCB 板、4 个 3D 打印零件、一块 702040 500mAh 锂离子电池、4 个 180 度 SG92R 舵机组成，3D 结构爆炸视图如下：

复刻教程

在本体装配前请准备以下材料：

在机器狗底座装配前请准备以下材料：

投板注意事项：

1. 打板请选择板厚 1.2mm

硬件装配

ESP-Hi 本体装配

本体结构件较少，装配时先将扬声器固定在结构件上，然后将 PCB 固定到打印外壳上，注意天线与外壳的距离很近，装配时请先将左侧和顶部嵌入外壳中，然后利用3D打印外壳韧性将 USB 口放入外壳中。

装配完成图：

由于 PCB 和打印面板间还有较大的空隙，因此必须使用遮光消噪结构件来降低麦克风拾音噪声。

显示屏需要粘贴在亚克力面板上，为避免徒手贴歪，在附件中提供了一个屏幕辅助粘贴治具，推荐先将屏幕固定到治具上，然后粘贴屏幕并取下。

机器狗底座装配

在装配前需要事先准备好所有 3D 打印件。
第一步：将 PCB 板、电池和四个舵机依次装入底部外壳中，装配后的效果图如下：

需要注意：装配舵机时，舵机的引脚顺序别接错了，请按照 PCB 板上的丝印标号进行插接，装配示意图如下：

第二步：装上 PCB 前盖板，效果如下：

第三步：装上外壳上盖。
第四步：将舵机配件包里最小的舵臂用最小的螺丝固定在 3D 打印腿上，效果如下：

第五步：也是最后一步，将腿装在舵机上，并用螺丝进行固定。

硬件电路设计说明

本体电路设计

ESP-Hi 硬件部分主要包含电源管理、MCU、音频、显示和舵机机械狗五个部分，总体硬件框图如下：

供电方式

ESP-Hi 使用 USB-Type-C 供电，使用 RT9013 将电压降低为 3.3 V 电压供 MCU 与音频使用。由于 ESP32-C3 Wi-Fi 发包时瞬态电流较高，可能会影响麦克风音频播放与拾音效果，因此推荐使用负载调整率尽可能低的 LDO 或者 DCDC 芯片。为了防止电源噪声引入麦克风端，需要添加额外低通滤波电路分离麦克风与 MCU 电源轨。

音频

ESP-Hi 拾音采用驻极体咪头作为拾音设备，使用跨阻抗放大器将驻极体麦克风的输出电流转换为输出电压，经过电阻偏置后送到 ESP32 的 ADC。由于 ESP32-C3 的电压采集范围约 0 ~ 1 V，放大倍数请根据所选用咪头实际的灵敏度调整 R18。

发声部分采用 I2S-PDM 信号直出，为了避免 Wi-Fi 传输对输出信号的干扰，采用差分的方式进行传输。经过 RC 滤波后经音频运放 NS4150B 放大输出，输出的放大倍数设定为 7.2 倍。

机械狗底座电路设计

舵机机械狗底座由四个舵机构成，同时集成了电池管理功能，舵机控制线通过 USB-C 直连到 ESP-Hi 本体。舵机由电池直接供电，底座对本体供电由电池电压泵升到 5 V，从而避免了舵机在执行动作时，电池电压波动对系统的影响。

底座硬件框图如下：

电池电压升压电路

由于舵机直接由电池进行供电，为防止舵机工作时电压不稳定影响 ESP-Hi 本体的正常工作，需要将电池电压升压至 5V 后再供给 ESP-Hi 本体，升压电路如下：

电源开关电路

舵机工作时电流较大，尤其是 4 个同时工作时，而额定工作电流大的拨动开关体积都偏大，无法满足机器狗的结构设计。因此，在本项目中采用小开关和一个 MOS 组合的开关电路，具体电路如下：

物料清单

ESP-Hi主体物料清单：

• 8欧1瓦2014B方形腔体喇叭

• 4*1.5mm 麦克风

• 0.96寸 TFT 京东方插接式胶铁一体

ESP-Hi 舵狗物料清单：

机器狗底座物料清单：

• 702040 聚合物锂电池

• 180 度 SG92R 舵机

• 公头 Type-C 贴片插头 TC-005

• 其他 PCB 物料自行搜索购买即可

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购买方式

目前已经部分个人卖家售卖成品或散件，如果不想复刻，可在淘宝搜索“esp-hi”进行购买

集智AI ESP-HI

45 智造小店 ESP-HI

已知问题

1.当前麦克风的位置在打印件内，容易因空腔声音振荡导致音质变差，如果想取得最佳的拾音效果，麦克风推荐直接粘贴在前面板上，然后使用线连接到 PCB 上。
2.舵机底板USB CC1/CC2 线需要分别接一个 5.1K 电阻对地。否则使用 USB C-C 的线无法正常充电。

如果你在复刻之后发现有问题，欢迎评论指正！！！