ESP-SPARKBOT AI 智能机器人：v1.2 全流程复刻指南

一、开源项目介绍

项目地址：ESP-SparkBot - 立创开源硬件平台

ESP-SparkBot 是⼀款基于 ESP32-S3，集成语⾳交互、图像识别、遥控操作和多媒体功能于⼀体的智能设备。它不仅可以通过语⾳助⼿实现⼤模型对话、天⽓查询、⾳乐播放等互动，还使⽤⼩度⼿机 APP 完成蓝牙配⽹、⾳⾊切换、⾳乐播放及其他智能服务。同时，ESP-SparkBot 内置加速度传感器，⽀持摇⾊⼦和 2048 游戏等娱乐交互功能。硬件⽅⾯，其磁吸式设计⽀持模块扩展，可轻松转换为遥控⼩⻋，实现摄像头实时传输和⼿机操控。此外，设备⽀持本地 AI 处理，可以运⾏⼈脸识别和动作检测功能。还可以通过投屏模块实现⾼清视频播放和游戏运⾏，展⽰强⼤的性能和多功能性。

二、成品效果演示

三、PCB 板子下单

打开这个网址 ESP-SparkBot - 立创开源硬件平台，点击“打开设计图”，

只需要打印三个板子：选中一个板子，点击“下单”->“PCB下单”，注意每个板子都需要单独下单

需要注意的是板子厚度选 1.0，

如果是 Touch_FPC，则选中软板并且需要补强，

四、BOM 下单

直接点击链接进入网页加购物流，大部分物流在嘉立创购买，少数在某宝某猫，快递费比较贵。

五、3D 打印外壳

从官网下载 STL 3D 打印文件，可以找某宝打印，我这里是找的嘉立创3D打印，材料树脂 9600，

六、焊接工具

• 水口钳：剪拼板的PCB板使用
• PCB夹：固定使用
• 电烙铁套装：焊电路板
• 热风枪：焊电路板
• 锡浆：焊电路板（建议买带针筒的锡浆，少量多次使用，避免锡浆快速氧化过期）
• 工作台隔热垫
• 镊子+贴片元件盒：收纳电子元器件
• 飞线：挑软的买
• 个人防护：KN95口罩、护目镜（在通风环境下作业，锡烟有害健康）
• 补充：万用表、type-c充电线、助焊膏/助焊剂、洗板水、吸锡条、B-700胶水

七、整合资料包

我把所有资料都整合一个压缩包了，有需要的朋友可以私信我，也可以点这里直接下载。

八、官方固件仓库

git clone https://gitee.com/esp-friends/esp_sparkbot.git

刷固件之前，注意看 README 文档说明。

九、基础固件编译（命令行方式）

这里我使用的 ESP-IDF 版本是 5.4.0，官方使用的版本是 5.2.3，参考官方文档 固件烧录指南

1、设置芯片

idf.py set-target esp32s3

2、配置 menuconfig

idf.py menuconfig

输入指令，回车，进入配置页面， 

按下 shift 旁边的 “/” 按键进入搜索，输入 bmi，

可以看到目前使用的是 BMI220 姿态传感器芯片，当前我使用的是 BMI270 芯片，所以这里需要按一下方向键↓，然后回车，

设置完毕，按 esc 回退到主菜单，接下来设置三个 token 和配网，选中 Example Configuration，回车进入配置页面，

第一个配置百度语音识别 token，第二个配置百度大模型 token，第三个配置天气 token，第四第五配置联网的 wifi 和密码，

• BAIDU_AUDIO_ACCESS_TOKEN：百度音频服务的 ACCESS_TOKEN，通过百度控制台中的语音技术的 API Key 和 Secret Key 申请，详情参考：获取 access_token
• BAIDU_LLM_ACCESS_TOKEN：大语言模型服务的 ACCESS_TOKEN，通过百度控制台中的大语言模型应用的 API Key 和 Secret Key 申请，详情参考：获取 access_token。 注意：大语言模型和语音服务使用的是两种不同的 access_token
• QWEATHER_REQUEST_KEY：和风天气的 request key, 用于在桌面钟界面显示天气和温度信息
• EXAMPLE_WIFI_SSID：连接 Wi-Fi 的 SSID
• EXAMPLE_WIFI_PASSWORD：连接 Wi-Fi 的密码

可以通过 idf.py menuconfig 手动配置上方参数，也可以直接在 Kconfig.projbuild 中修改 default 值 注意：如果 sdkconfig 文件已经生成，则 Kconfig.projbuild 不再生效。可以删除 sdkconfig 或运行 idf.py menuconfig 指令修改。

输入真正的 token 之后回车保存，直到所有配置都配置完毕，一直按 esc 键返回，最后按 y 键确认配置，

注意：百度的 token 有效期是 30 天，过期后需要重新获取 token

3、编译

idf.py build

4、一键烧录

要先确认设备的串口号，可以用这个命令，

ls /dev/tty*

此时，未给设备上电，因此还没串口号，接下来按住 boot 键再接电源，

刷出串口号 /dev/ttyACM0 就是设备的串口号，为了避免权限问题，先赋权，

sudo chmod 777 /dev/ttyACM0

最后输入烧录指令，

idf.py -p /dev/ttyACM0 flash monitor 

从控制台日志中可以看到，烧录完成，并且网络和 api 调用都正常。如果编译完成后显示“waiting for download...” 则需要重启设备。至此，烧录完成，可以愉快玩耍了！

十、USB 固件编译（VS Code方式）

USB 扩展屏示例可以将 ESP-SparkBot 开发板作为一块 windows 的副屏，支持以下功能：

• 支持 480*480@60FPS 的屏幕刷新速率
• 支持音频的输入和输出

注意：因为 S3 使用 USB FS，所以带宽资源相对优先，若想提升体验可以更换为支持 USB HS 的 [ESP32-P4]

烧录完成后，需要重新连接设备，然后在声音输出设置看到新输出 Analog Output，选中即可，

很遗憾，现在固件只支持 Windows10 及 Windows11，在 Deepin 下无法测试分屏效果。

USB 拓展屏方案可以参照官方文档，USB Device 方案 - - — ESP-IoT-Solution latest 文档

十一、烧录小智AI固件

参考 手把手教你用ESP32-S3打造智能聊天机器人-立创实战派_esp32小智-CSDN博客

Step1、下载固件包

# 下载地址
https://github.com/78/xiaozhi-esp32/releases

# v1.5.0
https://github.com/78/xiaozhi-esp32/releases/download/v1.5.0/v1.5.0_esp-sparkbot.zip

下载完之后，解压，得到一个 bin 文件，这就是烧录所需要的固件包了，

Step2、在线烧录固件

# 在线烧录网站
https://espressif.github.io/esp-launchpad/

打开这个网址，然后用 USB 连接开发板到电脑，点击 “Connect” 菜单，在弹窗中选择开发板的串口，这样就可以连接上开发板。

接着点击菜单“DIY”，选择刚下载的固件文件路径，填写烧录地址为 0x0，点击“Program”开始烧录。

烧录完成，需要重启设备，

显示“waiting for download”，拔掉电源重新上电即可。进入配网模式后，设置 wifi 的账号密码，在后台配置小智 AI 就可以使用了。

十二、常见问题与解决方案

1、编译报错

main/app/app_audio_record.c 文件编译报错，

//ESP_LOGI(TAG, LOG_BOLD(LOG_COLOR_GREEN) "Wakeword detected");
ESP_LOGI(TAG, "Wakeword detected");

只需改写一下日志输出代码即可，官方 5.2.3 版本不会报错，这里报错的是 5.4.0 版本。 

2、屏幕只亮背光

修改代码，spi mode 从 2 修改为 0，代码路径在 components/esp_sparkbot_bsp/esp_sparkbot_bsp.c，

const esp_lcd_panel_io_spi_config_t io_config = {
        .dc_gpio_num = BSP_LCD_DC,
        .cs_gpio_num = BSP_LCD_SPI_CS,
        .pclk_hz = BSP_LCD_PIXEL_CLOCK_HZ,
        .lcd_cmd_bits = LCD_CMD_BITS,
        .lcd_param_bits = LCD_PARAM_BITS,
        .spi_mode = 0,
        .trans_queue_depth = 10,
    };

重新编译烧录之后，如果还是只亮背光，则检查电容电阻与屏幕的硬件焊接，

3、摄像头方向错误

修改宏定义文件 components/esp_sparkbot_bsp/include/bsp/esp_sparkbot_bsp.h ，

#define BSP_CAMERA_VFLIP        0
#define BSP_CAMERA_HMIRROR      1

将翻转宏定义 BSP_CAMERA_VFLIP 的值从 1 改为 0 ，将镜像宏定义 BSP_CAMERA_HMIRROR 的值从 0 改为 1 ，然后重新编译烧录固件。

4、没有声音输出

检查NS4150B元件是否焊接成功，并且检查喇叭是否焊接成功，喇叭是否损坏？

5、没有识别声音

检测麦克风、ES8311芯片是否焊接成功。

6、没有识别串口

注意，首次上电需要检查 Type C 是否短路，并且先按 boot 键再接 USB 上电，若未能识别出串口，则检查 PCB 板子电路、ESP32S3 芯片是否焊接成功。

7、Type C 上电失败

这种情况通常表现为 LED 灯用万用表测的时候是亮灯，但是 Type C 上电后 LED 灯不亮，此时需要检查 Type C 与元器件的方向是否正确，

8、bmi270 初始化失败

检查姿态传感器芯片 bmi270 的焊接，建议先焊接芯片的引脚，再焊接 PCB 引脚，然后使用助焊膏固定芯片，最后热风枪吹，焊接完成后别忘了用洗板水清理助焊膏。

9、温馨提示

• 谨慎使用洗板水，不要把板子浸透，否则板子内部可能会短路。
• PCB 上标注 NC 的元器件代表着Normal Close 常闭，请勿焊接。
• USB 投屏功能只能在 Windows 系统下支持，其他系统未支持。
• 百度 TOKEN 有效期只有 30 天，过期了需要手动刷新。
• 如果BOM材料断货了，替代材料寻找方法：类型->型号->规格，检查下用途跟PCB电路图对得上。
• 头部两个板子插接需注意方向，接反极大可能烧板！！！
• 打板时板厚选择 1mm。
• 板子涉及拼板，打板回来需要自己剪开并打磨。
• 电池需备注接 1.25 红黑插头。
• 注意使用的芯片是 ESP32-S3-WROOM-1-N16R8。
• 首次上电前先用万用表测试一下 TypeC 元件是否存在短路。
• 注意屏幕焊接，容易折断。
• 注意安装电池时镊子只捅一边，同时捅两边的话会短路。
• 注意在通风条件下焊接，电烙铁跟热风枪都很高温，需小心使用工具。
• 电容电阻较多，注意不要搞混，同时有些元器件有方向要求，注意方向焊接。
• 元器件较小，建议在白天采光好的环境下焊接，可加购一个放大镜焊接。
• B站有保姆级焊接教程，可以先学习一下大体焊接流程与技巧。
• 小白建议补充锡浆/锡膏/加热台/回流炉/回流曲线/助焊剂/助焊膏等焊接知识。
• 万用表检查短路，通常是蜂鸣档，黑笔接GND，红笔接电源，不响则代表正常，响了就要检查一下哪里短路了。

十三、学习交流

如果你在复刻途中遇到困难，点击下方名片，或者私信我，一起学习交流。

参考资料

• ESP-SparkBot - 立创开源硬件平台
• esp_sparkbot: 本仓库用于存放 ESP_SparkBot 的相关例程和 3D 建模。ESP_SparkBot 是一款基于 ESP32-S3的大模型 AI 桌面机器人，开发环境为 ESP-IDF，详情请参考 README。
• Docs