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AI-Sprachassistent-Modul mit ESP32 S3, LCD 1.54inch, Audio
Kompakte Lösung für Sprachassistenten-Projekte mit Display, basierend auf ESP32-S3, bietet Wi‑Fi und Bluetooth für die schnelle Integration in Smart-Home-Anwendungen und Prototypen, enthält den Audio-Codec ES8311 mit integriertem Mikrofon und Ausgang für einen Lautsprecher, zeigt die Unterhaltung und den Status auf einem 1,54-Zoll-Farb-LCD an, unterstützt das Umschalten zwischen KI-Modellen wie Qwen, DeepSeek und Doubao über xiaozhi.me und lässt sich einfach über USB-C programmieren.
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Das Xiaozhi AI ESP32-S3-Modul ist eine kompakte und vollständige Lösung für die Entwicklung intelligenter Geräte mit Sprachinteraktion und visueller Anzeige, gedacht für Elektronikbegeisterte, Entwickler und Hobbyisten, die die Welt der KI-Assistenten auf erschwinglicher Hardware erkunden möchten.
Im Kern arbeitet der dual-core ESP32-S3-Chip mit 240 MHz, begleitet von 16 MB Flash und 8 MB PSRAM, und bietet damit großzügige Ressourcen für den Betrieb von KI-Anwendungen mit schneller Reaktion. Die 2,4-GHz-Wi-Fi- und Bluetooth-5-LE-Konnektivität ermöglicht eine einfache Integration in Smart-Home-Projekte, persönliche Assistenten oder Bildungsgeräte.
Das Modul integriert den ES8311-Audiocodec, der sowohl die Tonaufnahme über das integrierte Mikrofon als auch die Audiowiedergabe an einen externen Lautsprecher über den PH2.0-Anschluss verwaltet und so natürliche Gespräche mit dem gewählten KI-Assistenten ermöglicht.
Es unterstützt das Umschalten zwischen beliebten KI-Modellen wie Qwen, DeepSeek und Doubao über die Plattform xiaozhi.me und bietet damit hohe Flexibilität für verschiedene Anwendungsszenarien. Der Quellcode kann außerdem angepasst werden, um mit der API anderer Plattformen wie ChatGPT verwendet zu werden.
Das 1,54-Zoll-Farb-LCD mit einer Auflösung von 240x240 Pixeln zeigt in Echtzeit den Gesprächsinhalt, den Systemstatus und den Batteriestand an und macht die Interaktion intuitiver und angenehmer. Die Platine verfügt über dedizierte Tasten für BOOT und Lautstärkeregelung (+ / -), einen 3,7-V-Li-Ion-Batteriemanagementkreis mit PH2.0-Anschluss, und Programmierung sowie Laden erfolgen bequem über den USB-Type-C-Port.
Die kompakten Abmessungen von 40 x 40 mm machen das Modul leicht in Gehäuse oder individuelle Projekte integrierbar. Es ist mit ESP32-S3-Plattformen kompatibel, kann über Arduino IDE, ESP-IDF oder MicroPython programmiert werden und integriert sich nativ in das xiaozhi.me-Ökosystem.
Das Modul wird ab Werk auf Chinesisch geliefert und erfordert das Flashen einer neuen Firmware, die auf Englisch oder Rumänisch eingestellt ist, gemäß den untenstehenden Anweisungen.
Spezifikationen:
Chip: ESP32-S3 dual-core 240 MHz
SRAM-Speicher: 512 KB
PSRAM-Speicher: 8 MB
Flash-Speicher: 16 MB
Konnektivität: Wi-Fi 2,4 GHz, Bluetooth 5 LE
Audiocodec: ES8311
Mikrofon: integriert
Audioausgang: externer Lautsprecher, PH2.0-Anschluss
Display: 1,54-Zoll-Farb-LCD, 240x240 Pixel
Batterie: Li-Ion 3,7 V, PH2.0-Anschluss
USB: Type-C (Programmierung und Laden)
Tasten: BOOT, Lautstärke +, Lautstärke -
Unterstützte KI-Modelle: Qwen, DeepSeek, Doubao
Plattform: xiaozhi.me
IDE-Kompatibilität: Arduino IDE, ESP-IDF, MicroPython
Abmessungen: 40 x 40 mm
Layout:
Verwendung:
Xiaozhi AI Firmware auf LCTECH ESP32-S3 1.54 LCD
Was wird benötigt?
- LCTECH ESP32-S3-Platine mit 1,54-Zoll-LCD-Display
- Hochwertiges USB-Type-C-Kabel (wichtig!)
- PC mit Windows
- Konto auf xiaozhi.me
Schritt 1 - Werkzeuge installieren
In CMD (Command Prompt):
Python:
Herunterladen von https://python.org
Bei der Installation „Add Python to PATH“ aktivieren
esptool:
| pip install esptool |
ESP-IDF:
Herunterladen von https://dl.espressif.com/dl/esp-idf/
Version v5.5.x installieren
Schritt 2 - Quellcode herunterladen
In der ESP-IDF PowerShell:
|
git clone https://github.com/aredridel/xiaozhi-esp32.git -b as/lc-s3-wifi-1.54tft Pfad-zum-Ordner\xiaozhi-lctech |
Der Befehl lädt direkt in den Ordner herunter, in dem PowerShell ausgeführt wird. Wir fügen den Pfad zum Ordner hinzu, um dies zu ändern.
Schritt 3 - Kompilieren
In der ESP-IDF PowerShell (aus dem Startmenü):
Zum heruntergeladenen Ordner navigieren:
| cd Pfad-zum-Ordner\xiaozhi-lctech |
In dieser Reihenfolge ausführen:
| $env:IDF_COMPONENT_MANAGER=1 |
| idf.py set-target esp32s3 |
Wir warten einige Minuten, bis der Vorgang abgeschlossen ist. Danach fahren wir mit dem Befehl fort:
| idf.py menuconfig |
In menuconfig:
Xiaozhi Assistant → Board Type → lc-s3-wifi-1.54tft auswählen
Xiaozhi Assistant → Default Language → English oder Romanian auswählen
S drücken zum Speichern → Q zum Beenden
Kompilieren:
| idf.py build |
Beim ersten Mal dauert es 10–15 Minuten.
Schritt 4 - Flashen
In der ESP-IDF PowerShell:
- Platine trennen
- BOOT-Taste auf der Platine gedrückt halten
- USB-Kabel mit dem PC verbinden
- BOOT nach 2 Sekunden loslassen
Ausführen:
| idf.py -p COM3 flash |
(ersetze COM3 durch deinen Port aus dem Geräte-Manager)
Schritt 5 - xiaozhi.me konfigurieren
Platine normal neu starten (ohne BOOT)
Am Telefon mit dem Wi-Fi des ESP verbinden
Browser unter http://192.168.4.1 öffnen (oder die auf dem Display angegebene Adresse). Normalerweise öffnet sich der Browser automatisch.
Dein Wi-Fi-Netzwerk auswählen und das Passwort eingeben
Zu https://xiaozhi.me gehen und registrieren
Auf Add Device klicken → den 6-stelligen Code vom Display der Platine eingeben
Schritt 6 - Assistent konfigurieren
Auf xiaozhi.me:
Configure Character
Dialogue Language → Romanian
Voice Role → rumänische Stimme
Role Introduction → beschreibe, wie sich der Assistent verhalten soll
Speichern
Verwendung:
BOOT einmal drücken → der Assistent ist online, hört zu und antwortet. Um den Gesprächsmodus zu verlassen, BOOT erneut drücken.
Abmessungsdiagramm:
Nützliche Ressourcen:
Firmware sowie die .bin-Backup-Datei finden Sie hier: https://drive.google.com/drive/folders/16_IV5PxOgeMhIoVSAfZdNcENerfRZiJN?usp=sharing
- Bildschirmdiagonale
- 1.54 inch
- Chip / Controller
- ESP32-S3
- Audiofunktionen
- Da
Produs destinat utilizarii in proiecte electronice, automatizari, prototipare, educatie si cercetare.
Produsul trebuie utilizat numai conform specificatiilor tehnice mentionate in descriere si/sau in documentatia produsului.
Avertismente generale de siguranta:
Nu utilizati produsul la tensiuni, curenti sau temperaturi peste valorile specificate.
Montajul si conectarea trebuie realizate de persoane cu cunostinte tehnice minime in domeniul electric/electronic.
Evitati scurtcircuitele, inversarea polaritatii si conectarea gresita a alimentarii.
Nu lasati produsul alimentat nesupravegheat in timpul testelor.
Produsul nu este jucarie si nu este destinat copiilor.
Pentru modulele electronice, se recomanda utilizarea in carcase, panouri sau montaje protejate, dupa caz.
Identificare produs:
Denumirea produsului, codul/SKU-ul si caracteristicile tehnice sunt mentionate in pagina produsului si/sau pe eticheta ambalajului.
Producator / Importator / Distribuitor:
Sigmanortec S.R.L.
Calea Bucuresti nr. 9, Targu Jiu, Gorj, Romania
E-mail: [email protected]
Website: www.sigmanortec.ro
Persoana responsabila in UE:
Sigmanortec S.R.L.
Calea Bucuresti nr. 9, Targu Jiu, Gorj, Romania
E-mail: [email protected]
Documentatie si siguranta:
Pentru informatii suplimentare, fise tehnice, declaratii de conformitate sau instructiuni, ne puteti contacta la [email protected].
Das KI-Sprachassistent-Modul mit ESP32-S3 ist eine kompakte Entwicklungsplatine mit LCD-Display und externem Lautsprecher, bereit, um einen auf Cloud-Sprachmodellen basierenden konversationellen Sprachassistenten auszuführen. Es eignet sich für Smart-Home-Projekte, intelligente Büros, interaktive Spielzeuge oder als Lernplattform für Sprachverarbeitung und Integration mit KI-Diensten.
In diesem Tutorial zeigen wir Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie die Platine aus der Box in Betrieb nehmen, vom Anschließen des Lautsprechers bis zum Flashen der Xiaozhi-Firmware und der Konfiguration des xiaozhi.me-Kontos, damit Sie das erste Gespräch mit dem Assistenten führen können.
Wie es funktioniert:
Das integrierte Mikrofon erfasst die Stimme, und der Audio-Codec ES8311 wandelt das analoge Signal in einen digitalen Datenstrom um, den der ESP32-S3 per WiFi, komprimiert im Opus-Format, an den Cloud-Dienst xiaozhi.me sendet. Dort laufen nacheinander die Spracherkennung, das gewählte Sprachmodell aus Qwen, DeepSeek oder Doubao, sowie die Sprachsynthese, und die Audioantwort wird zurück an die Platine gesendet und über den an den PH2.0-Steckverbinder angeschlossenen externen Lautsprecher wiedergegeben.
Parallel dazu zeigt das 1.54-Zoll-LCD-Display mit einer Auflösung von 240x240 Pixel und einem ST7789-Controller auf der SPI-Schnittstelle den Text der Unterhaltung, den Verbindungsstatus und den Batteriestand an. Das Drücken der BOOT-Taste startet oder stoppt eine Hörsitzung, während die Lautstärketasten die Wiedergabelautstärke des Lautsprechers regeln.
Was Sie benötigen:
Neben dem Modul benötigen Sie ein USB-Type-C-Datenkabel, nicht nur ein Ladekabel, einen Computer mit Windows, Zugang zu einem WiFi-Netzwerk im 2.4-GHz-Band sowie ein kostenloses Konto auf der Plattform xiaozhi.me. Wenn Sie die Platine portabel nutzen möchten, ist ein Li-Ion-Akku 3.7V mit PH2.0-Steckverbinder optional.
- 1 x KI-Sprachassistent-Modul, mit ESP32 S3, LCD 1.54inch, Audio
- 1 x Kabeltester-Modul, DT3, Lightning, Type-C, MicroUSB
- 1 x Doppelladegerät für Li-Ion-Akkus 18650
Anschluss:
Schließen Sie den externen Lautsprecher vor dem ersten Einschalten an den PH2.0-Steckverbinder am Rand der Platine an und beachten Sie dabei die Polarität der Drähte, damit die Firmware beim Booten den Audio-Codec ES8311 korrekt initialisiert.
Versorgen Sie die Platine über den USB-Type-C-Port mit einem guten Datenkabel, derselbe Port wird auch zum Programmieren verwendet. Wenn Sie einen Li-Ion-Akku 3.7V haben, schließen Sie ihn an den dafür vorgesehenen PH2.0-Steckverbinder für die Batterie an, die Batteriemanagement-Schaltung übernimmt das Laden, solange das USB-Kabel angeschlossen bleibt.
Installieren Sie auf dem Computer Python von python.org und aktivieren Sie dabei die Option Add Python to PATH, installieren Sie dann das Dienstprogramm esptool mit dem Befehl pip install esptool sowie die ESP-IDF-Umgebung Version v5.5.x von der Espressif-Seite, da die Xiaozhi-Firmware mit diesem Toolchain kompiliert wird und nicht wie ein einfaches Arduino-Sketch hochgeladen wird.
Öffnen Sie ESP-IDF PowerShell aus dem Startmenü und klonen Sie den für dieses Platinenmodell vorbereiteten Firmware-Quellcode mit git clone, navigieren Sie dann mit dem Befehl cd in den heruntergeladenen Ordner.
Führen Sie idf.py set-target esp32s3 aus, um den Zielchip festzulegen, dann idf.py menuconfig und wählen Sie im Menü Xiaozhi Assistant den Plattentyp lc-s3-wifi-1.54tft sowie die gewünschte Sprache, English oder Romanian, denn die Firmware wird standardmäßig auf Chinesisch geliefert und muss vor dem Kompilieren explizit neu konfiguriert werden.
Speichern Sie die Konfiguration aus menuconfig und kompilieren Sie mit idf.py build. Die erste Kompilierung dauert 10 - 15 Minuten, da dabei alle vom Projekt verwendeten ESP-IDF-Komponenten erzeugt werden.
Trennen Sie die Platine vom USB, halten Sie die BOOT-Taste gedrückt, schließen Sie das Kabel wieder an, lassen Sie BOOT nach etwa 2 Sekunden los, um in den Lademodus zu gelangen, führen Sie dann idf.py -p COM3 flash aus und ersetzen Sie COM3 durch den im Device Manager angezeigten Port.
Nachdem das Flashen abgeschlossen ist, starten Sie die Platine normal neu, ohne BOOT gedrückt zu halten. Verbinden Sie sich vom Telefon aus mit dem vom Modul ausgestrahlten temporären WiFi-Netzwerk und öffnen Sie die Adresse 192.168.4.1 im Browser, um den Namen und das Passwort Ihres WiFi-Netzwerks einzugeben.
Erstellen Sie ein Konto auf xiaozhi.me, fügen Sie das Gerät hinzu, indem Sie den 6-stelligen auf dem LCD-Display angezeigten Code eingeben, und stellen Sie dann im Bereich Configure Character die Dialogsprache, die Stimme und das Verhalten des Assistenten ein.
Häufige Probleme:
Die Platine gelangt nicht in den Flash-Modus und es erscheint der Fehler Failed to connect: Normalerweise wurde BOOT nicht lange genug gedrückt oder das USB-Kabel ist nur ein Ladekabel ohne Datenleitungen. Wiederholen Sie die Sequenz des Drückens der BOOT-Taste, bevor Sie das Kabel anschließen, und verwenden Sie ein geprüftes Kabel.
Das Display bleibt nach dem Flashen schwarz: Überprüfen Sie, ob Sie vor dem Kompilieren korrekt die Platine lc-s3-wifi-1.54tft in idf.py menuconfig ausgewählt haben, da eine falsch ausgewählte Platine einen anderen Display-Controller initialisiert und das Display nicht startet.
Es ist kein Ton zu hören oder der Lautsprecher knistert beim Einschalten: Überprüfen Sie die Polarität der Drähte am PH2.0-Steckverbinder und stellen Sie sicher, dass der Lautsprecher vor dem Einschalten der Platine angeschlossen ist, der Codec ES8311 wird nur einmal beim Booten initialisiert.
Das Modul verbindet sich nicht mit dem WiFi-Netzwerk: Netzwerke im 5-GHz-Band werden nicht unterstützt, verwenden Sie nur ein 2.4-GHz-Netzwerk und überprüfen Sie das im Konfigurationsportal unter der Adresse 192.168.4.1 eingegebene Passwort.
Der Assistent antwortet weiterhin auf Chinesisch, obwohl Sie eine andere Sprache gewählt haben: Kehren Sie zu idf.py menuconfig zurück, bestätigen Sie die Auswahl bei Default Language, kompilieren Sie erneut mit idf.py build und flashen Sie die Platine neu, die Einstellung ändert sich bei einem teilweisen Reflashen nicht automatisch.
Die Kompilierung schlägt mit Fehlern zu fehlenden Komponenten fehl: Führen Sie erneut den Befehl $env:IDF_COMPONENT_MANAGER=1 vor idf.py set-target aus und stellen Sie sicher, dass Sie genau die empfohlene ESP-IDF-Version v5.5.x verwenden.
Einschränkungen und Tipps:
Die Firmware hängt vom Cloud-Dienst xiaozhi.me ab, ohne Internetverbindung kann die Platine keine Sprachbefehle verarbeiten, da die Spracherkennung und die KI-Antworten auf dem Server und nicht lokal auf dem ESP32-S3 laufen.
Das integrierte Mikrofon erfasst die Stimme in einem ruhigen Raum auf kurze Distanz gut, ein starker Hintergrundlärm kann die Genauigkeit der Spracherkennung verringern und fehlerhafte Antworten auslösen.
Die kompakte Größe von 40 x 40 mm und die Möglichkeit, die Platine mit einem Li-Ion-Akku zu versorgen, machen sie geeignet für portable Projekte, für eine höhere Autonomie empfehlen wir einen Akku mit größerer Kapazität, der an den dafür vorgesehenen PH2.0-Steckverbinder angeschlossen wird.
Nachdem Sie die Funktionsweise mit den Modellen Qwen, DeepSeek oder Doubao validiert haben, kann der Quellcode für andere Sprachmodell-APIs angepasst werden, dieser Schritt erfordert jedoch C/C++-Programmierkenntnisse und Vertrautheit mit der Struktur von ESP-IDF-Projekten.
