VoiceLantern - the Voice Controlled Lantern!: 6 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Η σειρά μικροφώνων miniDSP UMA-8, με ανίχνευση κατεύθυνσης επί του σκάφους, ακύρωση ηχούς και μείωση θορύβου, έχει μεγάλη ποικιλία εφαρμογών. Σε αυτό το διδακτικό θα συνεχίσουμε τη χρήση του με την υπηρεσία ομιλίας σε κείμενο της IBM Watson για τον έλεγχο ενός φανάρι LED.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε το UMA-8;

Οποιαδήποτε συσκευή φωνητικά ελεγχόμενη απαιτεί μικρόφωνο για τη λήψη ήχου και κάποιος θα μπορούσε να πει ότι θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα τυχαίο μικρόφωνο 2 δολαρίων. Αυτό είναι καλό αν κάθεστε στον υπολογιστή, ακριβώς μπροστά από το μικρόφωνο, αλλά για "μακρινό πεδίο", ο έλεγχος hands-free χρειάζεται ένα πιο εξελιγμένο μικρόφωνο. Το UMA-8 έχει:

• Δημιουργία δέσμης που τρέχει σε μια σειρά 7 μικροφώνων για βελτίωση της ανίχνευσης φωνής και εξάλειψη ξένων θορύβων.
• Ακύρωση ηχούς και μείωση θορύβου για μείωση των επιπτώσεων των ήχων χωρίς φωνή (όπως η αναπαραγωγή μουσικής) και του θορύβου (κίνηση, θόρυβοι κουζίνας κλπ).

Το UMA-8 είναι "plug and play"-δεν χρειάζεται να ρυθμίσετε τίποτα για να λειτουργήσει με RPi. Εάν το επιθυμείτε, ωστόσο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το πρόσθετο miniDSP για να τροποποιήσετε τις παραμέτρους επεξεργασίας της συστοιχίας μικροφώνου (συνιστάται μόνο για προχωρημένους χρήστες!)

Βήμα 1: Αυτό που χρειάζεστε

Ό, τι πρέπει να ΕΧΕΙΣ

• 1 x Raspberry Pi 2 ή 3 μαζί με τροφοδοτικό USB για το Pi σας
• 1 x Πληκτρολόγιο
• 1 x οθόνη HDMI
• Μια σύνδεση στο διαδίκτυο

• 1 x Μικρό φανάρι LED (~ 10 $)

  • Σύνδεσμος eBay
  • Σύνδεσμος AliExpress

• Μερικά καλώδια γυναικών-jumper (~ 3 $)

  • Σύνδεσμος eBay
  • Σύνδεσμος AliExpress

• 1 x 2n2222 NPN Transistor (~ 3 $)

  • Σύνδεσμος eBay
  • Σύνδεσμος AliExpress
• 1 x Συγκολλητικό σίδερο (με συγκόλληση και θερμοσυρρίκνωση) για σύνδεση καλωδίων

• 1 x πίνακας μικροφώνου miniDSP UMA-8 USB

  Αγορά απευθείας από τον ιστότοπο του MiniDSP

• Ένας λογαριασμός IBM BlueMix (δείτε παρακάτω λεπτομέρειες για εγγραφή)

Τι πρέπει να ΓΝΩΡΙΖΕΤΕ

• Μερική βασική εμπειρία με την πλατφόρμα Raspberry Pi
• Μερικές βασικές δεξιότητες Bash (cd, ls, κλπ.)
• Βασικές δεξιότητες επεξεργασίας κειμένου Nano (άνοιγμα και αποθήκευση)
• Ένα πρόθυμο μυαλό, έτοιμο να μάθει πώς να φτιάχνει ένα φανάρι με φωνητικό έλεγχο!

Βήμα 2: Συνδέοντας τα πάντα επάνω

Πρώτα απ 'όλα, ας συνδέσουμε την αντισύλληψή μας! Πάρτε το Raspberry Pi και συνδέστε το πληκτρολόγιο και την οθόνη HDMI.

Τώρα πρέπει να βγάλουμε το φανάρι για να αποκαλύψουμε τα καλώδια τροφοδοσίας του. Όπως μπορείτε να δείτε, αφαιρώντας τις 4 βίδες στη βάση συγκράτησης της μπαταρίας, αποκτούμε πρόσβαση στα καλώδια RED (5v) και BLUE (GND). Για να ενεργοποιήσετε ή να απενεργοποιήσετε το φανάρι, το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να στείλετε 5v κάτω από αυτά τα καλώδια!

Θα χρησιμοποιήσουμε ένα τρανζίστορ για να στείλουμε αυτήν την τάση και να ανάψουμε και να σβήσουμε το φανάρι. Γιατί να μην συνδέσετε απλώς την είσοδο της λάμπας απευθείας στο RPi, ρωτάτε; Λοιπόν, αυτό συμβαίνει επειδή οι ακίδες ελέγχου του RPi (που ονομάζονται επίσης "GPIO") δεν είναι σε θέση να εξάγουν την ισχύ που θα χρειαστούμε για να φωτίσουμε το φανάρι. Το τρανζίστορ λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με ένα ρελέ, όπως ένας ηλεκτρονικός διακόπτης που περνάει ρεύμα από αυτό όταν εφαρμόζεται τάση.

Θα αλλάξουμε τον πείρο που είναι συνδεδεμένος με το μοβ σύρμα HIGH και LOW για να ελέγξουμε το τρανζίστορ, το οποίο, με τη σειρά του, θα στείλει τα 5v κάτω από τη γραμμή στο φανάρι. Το τρανζίστορ πρέπει να είναι καλωδιωμένο για να τέμνει το μπλε σύρμα (GND) για να λειτουργεί σωστά.

Δώστε μεγάλη προσοχή στα παρακάτω διαγράμματα και εικόνες όταν συνδέετε το φανάρι.

Κολλήσαμε γυναικείες κεφαλίδες στα σύρματα του φαναριού για να διευκολύνουμε τη σύνδεση. Εάν δεν έχετε κολλήσει πριν, ρίξτε μια ματιά σε αυτό το διδακτικό που δίνει μια καλή εξήγηση.

Τέλος, θα χρειαστεί να συνδέσετε την τροφοδοσία και τον πίνακα μικροφώνου USB miniDSP UMA-8, απλώς συνδέστε τον σε μια θύρα USB! Αυτό είναι το μόνο που χρειάζεται καθώς το UMA-8 είναι plug & play με RPi.

Βήμα 3: Προετοιμασία του Pi

Πριν ενεργοποιήσετε το Pi, θα πρέπει να κατεβάσετε το Raspbian Stretch LITE από το Raspberry Pi Foundation. Βεβαιωθείτε ότι έχετε την έκδοση LITE που δεν περιλαμβάνει επιφάνεια εργασίας. Καταγράψτε τη λήψη της εικόνας σε κάρτα micro-SD. Συνδέστε την κάρτα micro-SD στο Pi και συνδέστε την τροφοδοσία. Θα δείτε την οθόνη ή την τηλεόρασή σας να εμφανίζει ένα μήνυμα σύνδεσης.

Για να συνδεθείτε, χρησιμοποιήστε τα προεπιλεγμένα στοιχεία σύνδεσης Raspberry Pi.

Όνομα χρήστη: piPassword: βατόμουρο

Εάν διαθέτετε σύνδεση Ethernet (ενσύρματη) στο διαδίκτυο, είστε έτοιμοι. Διαφορετικά, θα χρειαστεί να ρυθμίσετε το Wifi. Ακολουθήστε αυτόν τον οδηγό για να διαμορφώσετε το Wifi στο Pi σας.

Λήψη και εγκατάσταση του NodeJS

Αρχικά, εγκαταστήστε το NodeJS χρησιμοποιώντας τον διαχειριστή πακέτων. Ακολουθεί ένας εύχρηστος οδηγός που εξηγεί τις τρέχουσες απαιτούμενες εντολές. Κατά τη στιγμή της γραφής, αυτές είναι οι εντολές που χρησιμοποίησα:

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

Στη συνέχεια, πρέπει να εγκαταστήσουμε την εφαρμογή που θα εκτελέσει το NodeJS για να επιτρέψει στο φανάρι μας να ακούει (μέσω του UMA-8) και να ελέγχει τη λάμπα (μέσω των κεφαλίδων GPIO). Κατεβάστε πρώτα το αποθετήριο που περιέχει τον κωδικό: (λάβετε το αντιγράφοντας τη διεύθυνση URL του αρχείου zip που επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα)

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

Τώρα, ας εγκαταστήσουμε όλα τα επιπλέον bits και bobs που απαιτούνται για την εκτέλεση αυτής της εφαρμογής:

npm εγκατάσταση

Μόλις ολοκληρωθεί η εγκατάσταση, θα είστε έτοιμοι να μεταβείτε στο IBM Watson.

Βήμα 4: Διαμόρφωση του IBM Watson

Τώρα που το φανάρι μας είναι εντελώς συνδεδεμένο, μπορούμε να αρχίσουμε να δουλεύουμε στην αναγνώριση φωνής! Εάν δεν το έχετε κάνει ήδη, εγγραφείτε στο IBM BlueMix. Μόλις συνδεθείτε, μεταβείτε στον Πίνακα ελέγχου BlueMix Services.

Κάντε κλικ στο μεγάλο κουμπί "Δημιουργία υπηρεσίας Watson" στη μέση της οθόνης. Δείτε την εικόνα 1.

Στη συνέχεια, θα παρουσιαστεί ένας κατάλογος με όλες τις υπηρεσίες που έχει να προσφέρει η IBM BlueMix. Ας περάσουμε στην ενότητα "Watson" στην πλαϊνή γραμμή. Δείτε την εικόνα 2.

Τώρα πρέπει να προσθέσουμε την υπηρεσία "Ομιλία σε κείμενο". Αυτό θα μας επιτρέψει να στείλουμε μια ροή ήχου ομιλίας στο WATSON και να του δώσουμε ροή πίσω κειμένου (μετατρέπεται από τον εισερχόμενο ήχο). Δείτε την εικόνα 3.

Για να το κάνετε αυτό, κάντε κλικ στο πλακίδιο (με κόκκινο χρώμα παραπάνω). Μόλις φορτωθεί η σελίδα, μπορούμε να αφήσουμε τις προεπιλεγμένες ρυθμίσεις και να επιλέξουμε το κουμπί "Δημιουργία" στην κάτω αριστερή γωνία. Δείτε την εικόνα 4.

Τέλος, πρέπει να λάβουμε τα "Διαπιστευτήρια υπηρεσίας". Αυτές οι λεπτομέρειες χρησιμοποιούνται από τη βούληση της εφαρμογής μας για σύνδεση στο Watson. Δείτε την εικόνα 5.

Κάντε κλικ στο κουμπί "Προβολή διαπιστευτηρίων" για να επεκτείνετε το πλακίδιο και, στη συνέχεια, αντιγράψτε τις γραμμές που περιέχουν το "όνομα χρήστη" και τον "κωδικό πρόσβασης" σε ένα έγγραφο κειμένου στον υπολογιστή σας. Θα τα χρειαστούμε αργότερα, οπότε βεβαιωθείτε ότι έχουν επισημανθεί σαφώς ως "WATSON Creds" ή παρόμοια. Δείτε την εικόνα 6.

Βήμα 5: Προσθέτοντας τα διαπιστευτήριά μας WATSON στην εφαρμογή

Τώρα που τελειώσαμε τη διαδικασία ανάκτησης των διαπιστευτηρίων Watson, πρέπει να ενημερώσουμε το φανάρι μας πώς να συνδεθεί στο Watson. Πηγαίνετε πίσω μπροστά από το Pi σας και βεβαιωθείτε ότι βρίσκεστε στον κατάλογο φωνητικού φωτός που περιέχει την εφαρμογή. Πρέπει να επεξεργαστούμε το αρχείο "settings.js" για να συμπεριλάβουμε αυτές τις λεπτομέρειες. Ανοίξτε το αρχείο με αυτήν την εντολή:

nano settings.js

Τώρα, αντικαταστήστε κάθε μία από τις ρυθμίσεις που περιγράφονται σε αυτό το αρχείο, με τις ρυθμίσεις που καταγράψατε νωρίτερα.

Βήμα 6: Εκτέλεση του φανού ελεγχόμενου φανού

Μόλις διαμορφωθεί η εφαρμογή σας, είναι έτοιμη για εκτέλεση!

Για να ανάψετε το φανάρι, πείτε "Αφήστε το φως!", Για να το απενεργοποιήσετε πείτε "Ας υπάρξει σκοτάδι!". Παρακολουθήστε την έξοδο της κονσόλας του Raspberry Pi για να δείτε πώς ερμηνεύει αυτό που λέτε η WATSON.

sudo node app.js