VCT1 离线语音模组规格书

概述

VCT1 是涂鸦智能开发的一款高性能、低成本的离线语音识别模组。它由一个高集成度的语音识别芯片 CI1102、外扩 Flash、音频功放和外围电源芯片构成。内置了神经网络处理单元 BNPU，支持本地大词汇量语音识别，和内置的 CPU 核结合可以做各类智能语音方案应用。

模组的架构如下图所示：

特点

• 模组体积小巧，适合集成到各种整机结构中。
• 模组功耗低，可以应用到有能耗等级要求的产品和电池类产品中，模组运行功耗 ≤150mW。
• 低成本，超高性价比，该模组为行业内超低成本人工智能神经网络专用语音识别模组。
• 高性能，单麦克风方案实现超高识别率，超远距离识别，单麦降噪，单麦回声消除。
• 扩展性良好，通过I2C扩展Wi-Fi、Zigbee 和 BLE等IoT模组实现联网需求。
• 接口丰富，包含UART、PWM、ADC等。

应用领域

• 智能家居产品单机控制
• 酒店和地产等语音入口
• 娱乐和玩具

模组接口

尺寸封装

VCT1 共有 2 排 17 个引脚，引脚间距为 2.0mm。

VCT1 尺寸大小：20mm (L) * 20mm(W) * 3mm (H)，如下图所示：

接口定义

管脚号	管脚名称	I/O类型	I/O驱动能力	I/O上电默认状态	功能定义
1	TX1	I/O，T+U	4mA	IN，T+U	1.UART1_TX 2.GPIO[23]
2	AGND	P	-	-	模拟地
3	MIC+	-	-	-	麦克风正极
4	I2C-INT	I/O，T+U	4mA	IN，T+U	1.GPIO[37] 2.PWM[0] 3.ADC[0]_IN
5	PWM4	I/O	4mA	IN，T+D	1.PWM[4] 2.GPIO[19] 3.I2C1_SDA
6	SDA0	I/O，T+D	4mA	IN，T+D	1.I2C0-SDA 2.GPIO[2]
7	SPK-	-	-	-	伴音功放输出
8	SPK+	-	-	-	伴音功放输出
9	5V	P	-	-	模组5V供电输入
10	RX1	I/O，T+U	4mA	IN，T+U	1.UART1_RX 2.GPIO[24]
11	PG_EN	I/O，T+D	4mA	-	1.FLASH_PG_EN引脚，上拉到3.3V进入UART升级模式 2.GPIO[31]
12	PWM2	I/O	4mA	IN，T+D	1.PWM[2]输出 2.GPIO[35] 3.ADC[2]_IN
13	PWM5	I/O	4mA	IN，T+D	1.PWM[5]输出 2.GPIO[20] 3.I2C1_SCL
14	SCL0	I/O，T+D	4mA	IN，T+D	1.I2C0-SDA 2.GPIO[3]
15	RX0	I/O，T+U	4mA	IN，T+U	1.UART0_RX 2.GPIO[1]
16	TX0	I/O，T+U	4mA	IN，T+U	1.UART0_TX 2.GPIO[0]
17	GND	P	-	-	地信号

电路设计参考

电源

功放芯片采用5V电源供电，给模组的5V供电需保证600mA额定电流的供电能力。

PWM

模组有3路PWM输出。

ESD

模组内部没有ESD器件，需要在模组外部按需添加ESD器件，包括麦克风、喇叭、UART接口、电源等模组的外接端口。

GPIO

模组板所有I/O都可以配置为GPIO，所有GPIO都是3.3V电平。

参数列表

电气特性参数

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位	备注
模组供电电压		4.5	5	5.5	V	5V为模组典型供电电压，输入超过5.5V电压会损坏模组
模组播音状态电流（最大音量）	4欧2W扬声器	/	/	300	mA	模组在最大音量播音状态下，5V的瞬间电流可达到300mA，在部分网络音频播放状态下5V的瞬间电流可能达到500mA，原则上需要为模组提供一组驱动能力为600mA的电源供电。
模组工作电流		/	40	/	mA	典型值测试时为静音状态。最大值测试时为识别并播音状态。
安静环境下 监听状态电流	5V供电	/	29	/	mA	/
I/O接口电平电压		3	3.3	3.6	V	/

注意：本模组推荐使用4欧，小于1.5W的扬声器。

温湿度参数

参数	最小值	典型值	最大值	单位
模组工作环境温度	0	25	85	°C
模组存储环境温度	-20	25	100	°C
焊接温度	/	220	245	°C
模组存储湿度	0%	/	5%	RH

注意：模组需要真空保存，开封后4小时内焊接使用完毕，开封后未使用完的模组需要置于5%RH干燥柜并在48小时内焊接使用，在工厂暴露于空气中大于4小时后需要烘烤后再使用。

生产指南

1. 涂鸦出厂的直插式模组建议优先使用波峰焊接设备焊接，在无法使用波峰焊接设备焊接时才使用手工焊接，拆开包装后建议在 24 小时内完成焊接，否则需放置在湿度不超过 10%RH 的干燥柜内，或重新进行真空包装并记录暴露时间，总暴露时间不超过 168 小时。
2. 焊接所需设备和材料：
   • 波峰焊设备
   • 波峰焊接治具
   • 恒温烙铁
   • 锡条、锡丝、助焊剂
   • 炉温测试仪
3. 烘烤所需仪器或设备：
   • 柜式烘烤箱
   • 防静电耐高温托盘
   • 防静电耐高温手套
4. 涂鸦出厂的模组当出现可能受潮的情况下需要进行烘烤：
   • 拆封前发现真空包装袋破损
   • 拆封后发现包装袋内没有湿度指示卡
   • 拆封后如果湿度指示卡读取到 10% 及以上色环变为粉色
   • 拆封后总暴露时间超过 168 小时
   • 从首次密封包装之日起超过 12 个月
5. 烘烤参数如下：
   • 烘烤温度：卷盘包装60℃，小于等于5%RH；托盘包装125℃，小于等于5%RH（耐高温托盘非吸塑盒拖盘）
   • 烘烤时间：卷盘包装48小时；托盘包装12小时
   • 报警温度设定：卷盘包装65℃；托盘包装135℃
   • 自然条件下冷却到36℃以下后，即可进行生产
   • 若烘烤后暴露时间大于168小时没有使用完，请再次进行烘烤
   • 如果暴露时间超过168小时未经过烘烤，不建议使用波峰焊接工艺焊接此批次模组，因模组为3级湿敏器件超过允许的暴露时间很可能受潮，进行高温焊接时可能导致器件失效或焊接不良。
6. 在整个生产过程中请对模组进行静电放电（ESD）保护。
7. 为了确保产品的良好品质，生产时需重点关注助焊剂的喷涂量，波峰高度，波峰焊锡缸内的锡渣和铜含量是否超标，波峰焊接治具开窗和治具厚度是否合适以及波峰焊接炉温曲线的合理性。

推荐炉温曲线和温度建议

请参考波峰焊接炉温建议进行炉温设定，峰值温度260℃±5℃，波峰焊接温度曲线如下图所示：

焊接温度建议：

波峰焊接炉温曲线建议		手工焊接温度建议
预热温度	80-130℃	焊接温度	360℃±20℃
预热时间	75-100S	焊接时间	小于3S/点
波峰接触时间	3-5S	NA	NA
锡缸温度	260±5℃	NA	NA
升温斜率	≤2℃/S	NA	NA
降温斜率	≤6℃/S	NA	NA

储存条件

涂鸦出厂的模组存储条件如下：

• 防潮袋真空包装储存在温度＜40℃、湿度＜90%RH的环境中。

• 干燥包装的产品，保质期为从包装密封之日起12个月的时间。

• 密封包装内装有湿度指示卡：