TinyBot32

结论先说：TinyBot32 是一台自己画板、自己定义传感器边界的 ESP32-S3 超小型智能聊天机器人。 首版目标不是堆一张开发板，而是在 34 x 34 mm PCB 里同时留下语音、相机、姿态、距离、环境和接近感知；带镜头、声腔、电池和天线的整机目标是 39 x 39 x 22 mm，装配上限 26 mm。

我们不会先喊“全网最小”。先把尺寸口径、BOM、引脚、功耗和实测证据公开；当实机通过测量，再用“截至某次检索、按本项目口径”去比较同类产品。这种说法更硬，也更容易让别人复刻。

TinyBot32 = voice + vision + sensing + an open PCB you can actually build.

当前进度（2026-08-15）

• ✅ 6 页原理图全部画完并通过逐网络核对（嘉立创EDA专业版）：
  1. 电源 + 启动（USB-C → TPS63020 → 3V3，BOOT/RESET，USB ESD）
  2. 音频（T5848 数字麦 + MAX98357A 功放 + 喇叭）
  3. 传感器（BMI270 / BME280 / VL53L1X / VCNL4040 共用 I2C）
  4. 相机（OV2640 8-bit DVP，GPIO4~17）
  5. 电池（BQ24074 充电 + MAX17048 电量计）
  6. 人机（WS2812C RGB + 实体按键 + I2C 扩展排针）
• ✅ 最终整工程网表与工程文件在 docs/网表/（Netlist_mini_esp_2026-08-15.tel + ProPrj_max_min_esp32_2026-08-15.epro2）
• ⏳ 下一步：跑 PCB 布局布线（4 层）、打样、电源/射频/声学实测后发布 Gerber 与量产外壳

为什么做它

现有 ESP32 聊天项目大致分成三类：

• xiaozhi-esp32 把语音协议、唤醒词、MCP 和多板支持做得很强，但没有一块统一的最小多传感器 PCB。
• StackChan、ESP-SparkBot、ESP-BOX 把屏幕、摄像头、音频、运动做成完整产品或开发套件，尺寸和 BOM 迅速变大。
• XIAO Sense、Atom VoiceS3R 证明了 21 mm 主板或 24 mm 语音板是可能的，但它们并不是“相机 + 扬声器 + 多传感器 + 电池”的完整小机器人。

TinyBot32 的切口很具体：把软件底座复用开，把硬件边界讲清楚，把真正影响尺寸的镜头、声腔、天线和电池算进去。

首版做什么

• ESP32-S3-WROOM-1U-N16R8：16 MB Flash + 8 MB PSRAM，FPC/IPEX 天线版本。
• OV2640 或 GC2145 2 MP 相机接口；OV5640 5 MP 作为可替换的质量版相机板。
• TDK T5848 I2S 数字麦克风 + MAX98357A I2S Class-D 功放 + 8 ohm 小扬声器。
• BMI270 六轴 IMU、BME280 温湿度/气压、VL53L1X ToF、VCNL4040 接近/环境光。
• USB-C、单节锂电池充电与电量计、RGB 状态灯、一个实体按键、I2C 扩展焊盘。
• 以 78/xiaozhi-esp32 和 ESP-SR 作为语音/MCP/唤醒词软件底座；视觉默认抓拍上传，不把“ESP32 本地跑大模型”写成已经存在的能力。

三套板框方案

方案	PCB	整机目标	主控	感知	适合谁
A / Core（首选）	34 x 34 mm	39 x 39 x 22 mm（上限 26）	WROOM-1U-N16R8	OV2640/GC2145、T5848、BMI270、BME280、VL53L1X、VCNL4040	想做出第一块能解释、能焊、能复刻的薄型小机器人
B / Nano（极限）	28 x 28 mm	33 x 33 x 20 mm（上限 23）	裸 ESP32-S3R8 + 外置 16 MB Flash	OV2640/GC2145、T5848、BMI270、VL53L1X	接受 0201/WLP、RF 和量产风险的人
C / Vision+（丰富）	42 x 42 mm	48 x 48 x 27 mm（带运动底座另算）	WROOM-1-N16R8	OV5640 AF、双麦、IMU、ToF、环境、microSD、舵机扩展	要屏幕、运动和更强相机，不把每个器件塞进极限板

当前决策：先画 A（原理图已完成）。 B 只做 layout feasibility，不作为首板投产；C 作为可插拔传感器/运动扩展的后续版本。

传感器选择

详细取舍在 docs/SENSOR-MATRIX.md。一句话版本：

• 相机：GC2145/OV2640 是首版尺寸和生态平衡；OV5640 只在镜头高度和帧缓存实测通过后启用。
• 麦克风：TDK T5848 优先于大模块 INMP441；底部进音孔必须配合机壳开孔。
• 姿态：BMI270；只要低功耗加速度时再降到 LIS2DW12。
• 环境：BME280 一颗提供温湿度和气压；气体传感器首版不装。
• 空间感知：VL53L1X 做前向 ToF，VCNL4040 做接近/环境光；不同时塞多个重复光学器件。

扬声器、功放、按键、LED、充电和电量计是人机接口/电源部件，不把它们冒充成“传感器数量”。

三条开源线

• 硬件：原理图在嘉立创EDA专业版完成，整工程与网表已提交（docs/网表/）；PCB、Gerber、BOM、装配图和测试点将在首板验证后发布，目标许可证 CERN-OHL-S-2.0。
• 建模：参数化外壳源文件、STEP、STL、打印方向和装配公差，目标许可证 CC BY 4.0。
• 软件：ESP-IDF 固件、驱动、MCP 能力、主机工具和文档，许可证 MIT。

第三方模型、字体、ESP-SR 模型和云端服务各自遵循上游许可证。仓库当前状态：原理图已完成（嘉立创EDA专业版，docs/网表/），PCB 布局、固件和外壳建模均未开始（目录留占位，见各目录 README）。PCB 布线、Gerber 和量产外壳要在首板通过电源/RF/声学验证后发布，不把骨架或概念图当成已完成的开源板。

• 不承诺：本地大模型、设备端全双工 AEC、相机自动对焦、远场指标和“全网最小”绝对排名；这些都需要真实硬件数据。

资料入口

• docs/POWER-BOOT-BUILD.md：当前主文档——6 页原理图的逐模块接线、验证记录、BOM 汇总与遗留提醒。
• docs/网表/：最终整工程网表（.tel）与嘉立创EDA专业版工程（.epro2）。
• docs/POWER-BOOT-BUILD.md：当前主文档——6 页原理图的逐模块接线、验证记录、BOM 汇总与遗留提醒。
• docs/网表/：最终整工程网表（.tel）与嘉立创EDA专业版工程（.epro2）。
• docs/HARDWARE-OPTIONS.md：三套芯片/传感器/BOM/工艺方案。
• docs/SENSOR-MATRIX.md：型号、封装尺寸、接口、功耗和替换条件。
• docs/TARGET-SIZE.md：PCB、机壳、镜头、声腔、电池和天线的尺寸口径。
• docs/RESEARCH.md：商业产品、开源项目和调研边界。
• research/smallest-esp32-chatbot-with-screen.md：带屏最小化盘点——竞品尺寸对比、屏幕选型与 GPIO 预算结论（目标：全网最小 + 丰富传感器 + 屏幕）。
• hardware/README.md：布局顺序、placement rules 与设计冻结条件。
• hardware/pin-budget.csv：全机 GPIO 分配（与原理图逐项对应）。
• hardware/rev-a/：PCB 布局未开始（占位）。
• models/：外壳建模未开始（占位）。
• firmware/：固件未开始（占位，先复用 xiaozhi-esp32）。

快速开始

原理图已完成，当前进入 PCB 与固件阶段：

1. 读 docs/POWER-BOOT-BUILD.md 了解整机接线与 BOM；
2. 用嘉立创EDA专业版打开 docs/网表/ProPrj_max_min_esp32_2026-08-15.epro2 继续 PCB 布局布线；
3. 软件移植从 78/xiaozhi-esp32 固定 commit 开始，先完成语音半双工闭环，再接入相机抓拍和传感器事件。

read docs/POWER-BOOT-BUILD.md
open the EasyEDA Pro project
route 4-layer PCB -> check power/RF/audio -> prototype
bring up USB + audio before attaching camera and sensors

License

Firmware and documentation: MIT. Hardware layout and CAD files: CERN-OHL-S-2.0 once the first KiCad release is published.