VoiceLantern - фонарь с голосовым управлением !: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Микрофонный массив miniDSP UMA-8 со встроенным определением направления, эхоподавлением и шумоподавлением имеет широкий спектр применений. В этом руководстве мы рассмотрим его использование со службой преобразования речи в текст IBM Watson для управления светодиодным фонарем.

Зачем использовать UMA-8?

Любому устройству с голосовым управлением требуется микрофон для захвата звука, и можно сказать, что вы можете использовать случайный микрофон за 2 доллара. Это нормально, если вы сидите за компьютером, прямо перед микрофоном, но для "дальнего поля" управления без помощи рук требуется более сложный микрофон. UMA-8 имеет:

• Формирование луча проходит через массив из 7 микрофонов для улучшения распознавания голоса и устранения посторонних шумов.
• Подавление эха и шумоподавление для уменьшения влияния неголосовых звуков (например, проигрывание музыки) и шума (движение транспорта, шум на кухне и т. Д.).

UMA-8 работает по принципу «включай и работай» - вам не нужно ничего настраивать, чтобы он работал с RPi. Однако при желании вы можете использовать плагин miniDSP для настройки параметров обработки массива микрофонов (рекомендуется только для опытных пользователей!)

Шаг 1. Что вам нужно

Что нужно ИМЕТЬ

• 1 x Raspberry Pi 2 или 3 вместе с источником питания USB для вашего Pi
• 1 х клавиатура
• 1 х HDMI дисплей
• Интернет-соединение

• 1 х маленький светодиодный фонарь (~ 10 долларов США)

  • Ссылка на eBay
  • Ссылка AliExpress

• Некоторые соединительные кабели типа "женщина-женщина" (~ 3 доллара США)

  • Ссылка на eBay
  • Ссылка AliExpress

• 1 x 2n2222 NPN транзистор (~ 3 доллара США)

  • Ссылка на eBay
  • Ссылка AliExpress
• 1 х паяльник (с припоем и термоусадкой) для подключения проводов

• 1 x USB-микрофонный массив miniDSP UMA-8

  Покупайте прямо с веб-сайта MiniDSP

• Учетная запись IBM BlueMix (подробности регистрации см. Ниже)

Что тебе нужно знать

• Базовый опыт работы с платформой Raspberry Pi
• Некоторые базовые навыки Bash (cd, ls и т. Д.)
• Базовые навыки текстового редактора Nano (открытие и сохранение)
• Активный ум, готовый научиться делать фонарь с голосовым управлением!

Шаг 2: Подключение всего

Во-первых, давайте подключим нашу штуковину! Возьмите Raspberry Pi и подключите клавиатуру и дисплей HDMI.

Теперь нам нужно разобрать фонарь, чтобы увидеть провода питания. Как видите, после откручивания 4 винтов на держателе батареи мы получаем доступ к КРАСНОМУ (5 В) и СИНЕМ (GND) проводам. Чтобы включить или выключить фонарь, все, что нам нужно сделать, это подать 5 В по этим проводам!

Мы будем использовать транзистор, чтобы посылать это напряжение и включать и выключать фонарь. Вы спросите, почему бы просто не подключить вход лампы прямо к RPi? Что ж, это потому, что контрольные контакты RPi (также называемые «GPIO») не могут выдавать мощность, которая нам понадобится для освещения фонаря. Транзистор работает аналогично реле, как электронный переключатель, который пропускает через него ток при приложении напряжения.

Мы переключим контакт, который подключен к фиолетовому проводу, в высокий и низкий уровень, чтобы управлять транзистором, который, в свою очередь, отправит 5 В по линии к фонарю. Транзистор должен быть подключен к СИНЕМУ (GND) проводу для правильной работы.

При подключении фонаря обращайте особое внимание на схемы и изображения ниже.

Мы припаяли гнездовые разъемы к проводам фонаря, чтобы упростить подключение. Если вы раньше не паяли, взгляните на эту инструкцию, которая дает хорошее объяснение.

Наконец, вам нужно будет подключить питание и USB-микрофонный массив miniDSP UMA-8, просто подключите его к USB-порту! Вот и все, потому что UMA-8 поддерживает технологию Plug & Play с RPi.

Шаг 3: подготовка Pi

Перед включением Pi вам необходимо загрузить Raspbian Stretch LITE из Raspberry Pi Foundation. Убедитесь, что вы используете LITE-версию, в которой нет рабочего стола. Запишите загруженный образ на карту micro-SD. Подключите карту micro-SD к Pi и подключите питание. Вы увидите, что на вашем мониторе или телевизоре появится запрос на вход в систему.

Для входа используйте данные для входа в Raspberry Pi по умолчанию.

Имя пользователя: pi Пароль: raspberry

Если у вас есть доступ к Интернету через Ethernet (проводное), все готово. В противном случае вам потребуется настроить Wi-Fi. Следуйте этому руководству, чтобы настроить Wi-Fi на Pi.

Скачивание и установка NodeJS

Сначала установите NodeJS с помощью диспетчера пакетов. Вот удобное руководство, в котором объясняются необходимые текущие команды. На момент написания я использовал следующие команды:

curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_8.x | sudo -E bash -sudo apt-get install -y nodejs

Затем нам нужно установить приложение, которое будет запускать NodeJS, чтобы наш фонарь мог слышать (через UMA-8) и управлять лампой (через заголовки GPIO). Сначала загрузите репозиторий, содержащий код: (получите, скопировав URL-адрес zip-файла, прикрепленного к этому шагу)

wget https://cdn.instructables.com/ORIG/FBU/XWAG/J86HJLO9/FBUXWAGJ86HJLO9.zipunzip voice-light.zipcd voice-light

Теперь давайте установим все дополнительные биты и бобы, необходимые для работы этого приложения:

npm install

После завершения установки вы будете готовы перейти в IBM Watson.

Шаг 4: Настройка IBM Watson

Теперь, когда наш фонарь подключен, мы можем приступить к распознаванию голоса! Если вы еще этого не сделали, зарегистрируйтесь в IBM BlueMix. После входа в систему перейдите на панель управления службами BlueMix.

Нажмите большую кнопку «Создать службу Watson» в центре экрана. См. Изображение 1.

Затем вам будет представлен каталог всех услуг, которые может предложить IBM BlueMix. Давайте перейдем к разделу «Ватсон» на боковой панели. Смотрите изображение 2.

Теперь нам нужно добавить услугу «Преобразование речи в текст». Это позволит нам отправить поток речевого звука в WATSON и заставить его передавать обратно текст (преобразованный из входящего звука). Смотрите изображение 3.

Для этого щелкните плитку (обведена красным выше). После загрузки страницы мы можем оставить настройки по умолчанию и выбрать кнопку «Создать» в нижнем левом углу. Смотрите изображение 4.

Наконец, нам нужно получить «Учетные данные службы». Эти данные используются нашим приложением для подключения к Watson. Смотрите изображение 5.

Нажмите кнопку «Просмотреть учетные данные», чтобы развернуть плитку, а затем скопируйте строки, содержащие «имя пользователя» и «пароль», в текстовый документ на вашем компьютере. Они понадобятся нам позже, поэтому убедитесь, что они четко помечены как «WATSON Creds» или аналогичные. Смотрите изображение 6.

Шаг 5: Добавление наших учетных данных WATSON в приложение

Теперь, когда мы завершили процесс получения наших учетных данных Watson, нам нужно сообщить нашему фонарю, как войти в Watson. Вернитесь к своему Pi и убедитесь, что вы находитесь в каталоге голосовой подсветки, в котором находится приложение. Нам нужно отредактировать файл «settings.js», чтобы включить эти детали. Откройте файл с помощью этой команды:

нано settings.js

Теперь замените все настройки, указанные в этом файле, настройками, которые вы записали ранее.

Шаг 6: Запуск нашего фонаря с голосовым управлением

Как только ваше приложение настроено, оно готово к запуску!

Чтобы включить фонарь, скажите «Да будет свет!», Чтобы выключить его, скажите «Да будет тьма!». Следите за выводом консоли Raspberry Pi, чтобы увидеть, как WATSON интерпретирует то, что вы говорите.

sudo node app.js