reSpeaker Flex com XIAO ESP32S3

Visão geral

A versão reSpeaker Flex ESP32 integra um módulo XIAO ESP32S3 pré-soldado na placa principal, fornecendo conectividade Wi-Fi e Bluetooth integrada para controle sem fio e processamento de borda. Alimentado pelo processador de voz XMOS XVF3800, o sistema mantém a mesma arquitetura modular em que a placa do array de microfones se conecta à placa principal por meio de um cabo FPC flexível de 24 pinos, permitindo posicionamento flexível dentro de gabinetes de dispositivos. Ele suporta arrays de 4 microfones circulares e lineares, possibilitando captura omnidirecional de 360° ou captação direcional frontal. O sistema pode operar via USB (UAC 2.0) ou I2S, enquanto o ESP32S3 integrado permite conectividade IoT, controle local e integração mais fácil com aplicações embarcadas.

reSpeaker Flex XVF3800 Linear com XIAO ESP32S3	reSpeaker Flex XVF3800 Circular com XIAO ESP32S3
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Recursos

• Design modular dividido: Placa principal e placa do array de microfones são fisicamente separadas, conectadas via cabo flat FPC para posicionamento flexível em qualquer chassi de produto

• Opções de configuração de microfones: Troque entre array circular de 4 microfones (captação em 360°, espaçamento de 44 mm) ou array linear de 4 microfones (diretividade frontal de 180°, espaçamento de 33 mm) usando a mesma placa principal

• Processamento de áudio XMOS XVF3800: Conjunto completo de AEC, AGC, DoA, beamforming multicanal, VAD, supressão de ruído e desreverberação

• Modos de operação duplos: USB UAC 2.0 para plug-and-play com PCs e SBCs; modo I2S para integração embarcada direta

• Conectividade USB dupla: Porta USB-C e conector com trava PH2.0, ambos com suporte a áudio UAC 2.0 e atualização de firmware DFU

• Amplificador de alto-falante integrado: Suporta acionamento de alto-falantes de 10 W 4 Ohms via conector JST, com saída de fone de ouvido AUX de 3,5 mm

• Suporte a XIAO ESP32S3: Módulo pré-soldado adiciona Wi-Fi/Bluetooth, com barramentos I2S e I2C conectados diretamente ao XVF3800 para controle sem fio e encaminhamento de áudio

• Flexibilidade de firmware: Variantes de firmware USB duplo (2 canais e 6 canais), firmware I2S, atualização DFU via dfu-util e persistência de configuração entre ciclos de energia

• SDK em Python: Formato de gravação, volume, parâmetros de algoritmo e roteamento de canais ajustáveis via Python

Principais componentes

Placa principal

Componente / Recurso	Descrição
Processador de áudio principal	XMOS XVF3800 (firmware v3.2.1), lida com todo o DSP de áudio, incluindo AEC, beamforming, DoA e supressão de ruído
Codec de áudio	TLV320AIC3104, realiza conversão de áudio e saída DAC
Interface do array de microfones FPC	Conector FPC de 24 pinos com trava, suporta arrays de até 8 microfones com 2 linhas GPIO
Porta USB-C	Áudio UAC 2.0, atualização de firmware DFU e alimentação
Porta PH2.0	Conector com trava; fornece o mesmo áudio UAC 2.0 e suporte DFU que a porta USB-C
Conector AUX de 3,5 mm	Saída lateral de fone de ouvido acionada pelo DAC integrado
Conector JST para alto-falante	Conector montado na vertical que aciona alto-falantes de até 10 W a 4Ω; ilha de solda preservada para conexão de alto-falante cabeado
Terminal de alimentação externa	Fornece 12 V para todo o sistema e suporta cargas de alto-falante de 10 W (prioridade P1)
Botão RST	Reset de hardware para o XVF3800
Botão SafeMode (Boot)	Mantenha pressionado durante a energização para entrar em modo seguro para recuperação de firmware
LED PWR	Indicador verde de alimentação ligada
Ilha de depuração	Ilha reservada para XMOS XTAG4 (não soldada de fábrica)
Headers de IO do XMOS 3800	Pinos/ilhas expostos para I2C, I2S, 5V/GND, pinos de alto-falante e IO restante do XVF3800
Orifícios de fixação	4 × furos de montagem M3
XIAO ESP32S3	Suporta soldagem do XIAO ESP32S3 quando usado como dispositivo host
GPIO do XIAO ESP32S3	GPIO restante pode ser usado para IO e expansão de periféricos

Placa do array circular

Componente / Recurso	Descrição
Microfones	4× microfones PDM MEMS com espaçamento de 44 mm dispostos em um layout circular
Padrão de captação	Captura de áudio omnidirecional em 360°
Interface	Conector FPC para a placa principal
Fixação	3 × furos de montagem M3 para fixação em gabinete ou carcaça

Placa do array linear

Componente / Recurso	Descrição
Microfones	4× microfones PDM MEMS com espaçamento de 33 mm dispostos em um layout linear
Padrão de captação	Padrão de captação frontal de aproximadamente 180°, com som traseiro suprimido
Interface	Conector FPC; o cabo pode ser roteado pela lateral ou pela parte traseira
Fixação	2 × furos de montagem M3

Suporte ao XIAO ESP32S3

A placa principal do reSpeaker Flex inclui uma área dedicada para soldagem de um módulo Seeed Studio XIAO ESP32S3, permitindo conectividade Wi-Fi e Bluetooth além do pipeline de processamento de áudio do XVF3800. Os SKUs que incluem XIAO (-C4-1 e -L4-1) são enviados com este módulo pré-instalado; os SKUs base (-C4-0 e -L4-0) deixam essa área sem componente. Quando o XIAO é instalado, as seguintes conexões são feitas entre ele e o XVF3800:

• Barramento I2S — barramento duplo (reprodução e gravação) com BCLK, MCLK e LRCLK compartilhados para streaming de áudio em ambas as direções
• Barramento I2C — para leitura e escrita de parâmetros de configuração do XVF3800 a partir do XIAO
• Linha RST — o XIAO pode acionar um reset de hardware no XVF3800 por meio de um pino de IO dedicado
• IO restante do XIAO — disponibilizado em headers/ilhas identificados para expansão pelo usuário

Header de pinos

Cabo FPC de 24 vias

A interface do array de microfones FPC é um conector de 24 pinos, passo de 0,5 mm, com trava, e o cabo flat FPC de 20 cm incluído na caixa é chaveado para este conector.

Pino	Nome do sinal	Tipo	Descrição da função	Notas
1	MIC_VDD	Power	Alimentação do microfone	Alimentação de 3,3 V
2	MIC_VDD	Power	Alimentação do microfone	Pino duplo para maior estabilidade de alimentação
3	GND	GND	Terra de retorno de alimentação	Terra de alimentação
4	MIC_CLK	Out	Sinal de clock global	Sinal principal, 2–4 MHz
5	GND	GND	Terra de blindagem do clock	Terra dedicada para o clock
6	MIC_D1	In	Linha de dados 1	Microfone CH1
7	GND	GND	Terra de isolamento de D1
8	MIC_D2	In	Linha de dados 2	Microfone CH2
9	GND	GND	Terra de isolamento de D2
10	MIC_D3	In	Linha de dados 3	Microfone CH3
11	GND	GND	Terra de isolamento de D3
12	MIC_D4	In	Linha de dados 4	Microfone CH4
13	GND	GND	Terra de isolamento de D4
14	MIC_D5	In	Linha de dados 5	Microfone CH5
15	GND	GND	Terra de isolamento de D5
16	MIC_D6	In	Linha de dados 6	Microfone CH6
17	GND	GND	Terra de isolamento de D6
18	MIC_D7	In	Linha de dados 7	Microfone CH7
19	GND	GND	Terra de isolamento de D7
20	MIC_D8	In	Linha de dados 8	Microfone CH8
21	GND	GND	Terra de isolamento de D8
22	GPIO_1	I/O	Entrada/saída de uso geral	Função de expansão
23	GPIO_2	I/O	Entrada/saída de uso geral	Função de expansão
24	GND	GND	Terra de blindagem de GPIO	Absorve ruído de GPIO

Introdução

nota

Para garantir desempenho ideal de captação de voz e operação adequada dos algoritmos de áudio, certifique-se de que a Porta do Microfone (Entrada do Mic / Orifício de Som) na parte traseira do dispositivo esteja voltada para a fonte sonora. A porta do microfone está localizada no lado com o logotipo da Seeed Studio impresso.

Preparação de hardware

• Cabo USB Tipo-C
• Computador host ou Raspberry Pi

Grave o firmware I2S

Para usar o reSpeaker Flex com o XIAO ESP32S3, certifique-se de que o firmware do reSpeaker Flex seja a versão I2S. Verifique Firmware Flash para gravar o firmware I2S mais recente. Visite a seção

nota

Normalmente, o reSpeaker Flex com o XIAO ESP32S3 vem com o firmware de fábrica configurado para a versão I2S.

Preparação de software

Instalar Arduino IDE

Baixe e instale a versão estável do Arduino IDE de acordo com o seu sistema operacional

Baixar Arduino IDE

Instalar Arduino-ESP32

Para iniciar o processo de instalação usando o Boards Manager, siga estas etapas:

• Instale a versão atual do Arduino IDE upstream na versão 1.8 ou posterior. A versão atual está disponível no site arduino.cc.

• Inicie o Arduino e abra a janela Settings.

• Insira um dos links de lançamento acima no campo Additional Board Manager URLs. Você pode adicionar vários URLs, separando-os com vírgulas.

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

• Abra o Boards Manager na barra lateral, pesquise ESP32 e clique em INSTALL.

• Reinicie o Arduino IDE.

Biblioteca de suporte

nota

Instale a biblioteca Arduino Audio Tools para executar os exemplos fornecidos.

Suporte técnico e discussão sobre o produto

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