VoiceLantern - die sprachgesteuerte Laterne! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Das miniDSP UMA-8 Mikrofon-Array mit integrierter Richtungserkennung, Echounterdrückung und Rauschunterdrückung hat eine Vielzahl von Anwendungen. In diesem anweisbaren werden wir seine Verwendung mit dem Speech-to-Text-Dienst von IBM Watson durchlaufen, um eine LED-Laterne zu steuern.

Warum das UMA-8 verwenden?

Jedes sprachgesteuerte Gerät erfordert ein Mikrofon, um Audio aufzunehmen, und man könnte sagen, Sie könnten ein zufälliges 2-Dollar-Mikrofon verwenden. Dies ist in Ordnung, wenn Sie am Computer direkt vor dem Mikrofon sitzen, aber für die "Fernfeld"-Freisprechsteuerung wird ein anspruchsvolleres Mikrofon benötigt. Der UMA-8 hat:

• Beamforming läuft über ein Array von 7 Mikrofonen, um die Spracherkennung zu verbessern und Fremdgeräusche zu eliminieren.
• Echounterdrückung und Rauschunterdrückung, um die Auswirkungen von Nicht-Sprachgeräuschen (wie Musikwiedergabe) und Lärm (Verkehrsgeräusche, Küchengeräusche usw.) zu reduzieren.

Der UMA-8 ist „Plug and Play“– Sie müssen nichts konfigurieren, damit er mit RPi funktioniert. Wenn Sie möchten, können Sie jedoch das miniDSP-Plugin verwenden, um die Verarbeitungsparameter des Mikrofon-Arrays zu optimieren (nur für fortgeschrittene Benutzer empfohlen!)

Schritt 1: Was Sie brauchen

Was Sie HABEN müssen

• 1 x Raspberry Pi 2 oder 3 zusammen mit einem USB-Netzteil für Ihren Pi
• 1 x Tastatur
• 1 x HDMI-Display
• Eine Internetverbindung

• 1 x kleine LED-Laterne (~ $ 10)

  • eBay-Link
  • AliExpress-Link

• Einige weibliche-weibliche Überbrückungskabel (~ $ 3)

  • eBay-Link
  • AliExpress-Link

• 1 x 2n2222 NPN-Transistor (~ $ 3)

  • eBay-Link
  • AliExpress-Link
• 1 x Lötkolben (mit Lötzinn und Schrumpfschlauch) zum Anschließen von Drähten

• 1 x miniDSP UMA-8 USB-Mikrofon-Array

  Kaufen Sie direkt von der MiniDSP-Website

• Ein IBM BlueMix-Konto (Details zur Registrierung siehe unten)

Was du wissen musst

• Einige grundlegende Erfahrungen mit der Raspberry Pi-Plattform
• Einige grundlegende Bash-Kenntnisse (cd, ls usw.)
• Grundkenntnisse im Nano-Texteditor (Öffnen und Speichern)
• Ein eifriger Geist, bereit zu lernen, wie man eine sprachgesteuerte Laterne herstellt!

Schritt 2: Alles anschließen

Zuerst verkabeln wir unseren Apparat! Nehmen Sie Ihren Raspberry Pi und schließen Sie die Tastatur und das HDMI-Display an.

Jetzt müssen wir die Laterne auseinandernehmen, um ihre Stromkabel freizulegen. Wie Sie sehen können, erhalten wir nach dem Entfernen der 4 Schrauben an der Batteriehalterung Zugang zu den ROTEN (5 V) und BLAUEN (GND) Drähten. Um die Laterne ein- oder auszuschalten, müssen wir nur 5 V über diese Drähte senden!

Wir werden einen Transistor verwenden, der diese Spannung sendet und die Laterne ein- und ausschaltet. Warum nicht einfach den Eingang der Lampe direkt mit dem RPi verbinden, fragen Sie? Dies liegt daran, dass die Steuerpins des RPi (auch "GPIOs" genannt) nicht in der Lage sind, die Leistung auszugeben, die wir zum Beleuchten der Laterne benötigen. Der Transistor funktioniert ähnlich wie ein Relais, wie ein elektronischer Schalter, der beim Anlegen einer Spannung Strom durch ihn leitet.

Wir schalten den Pin um, der mit dem violetten Draht HIGH und LOW verbunden ist, um den Transistor zu steuern, der wiederum die 5 V über die Leitung zur Laterne sendet. Der Transistor muss so verdrahtet sein, dass er den BLAUEN (GND) Draht schneidet, um richtig zu funktionieren.

Achten Sie beim Verdrahten der Laterne genau auf die Diagramme und Bilder unten.

Wir haben Buchsenleisten an die Drähte der Laterne gelötet, um das Anschließen zu erleichtern. Wenn Sie noch nie gelötet haben, werfen Sie einen Blick auf diese Anleitung, die eine gute Erklärung gibt.

Schließlich müssen Sie die Stromversorgung und das miniDSP UMA-8 USB-Mikrofon-Array anschließen, stecken Sie es einfach in einen USB-Anschluss! Das ist alles, denn der UMA-8 ist Plug&Play mit RPi.

Schritt 3: Vorbereiten des Pi

Bevor Sie den Pi einschalten, müssen Sie Raspbian Stretch LITE von der Raspberry Pi Foundation herunterladen. Stellen Sie sicher, dass Sie die LITE-Version erhalten, die keinen Desktop enthält. Brennen Sie das heruntergeladene Bild auf eine Micro-SD-Karte. Stecken Sie die Micro-SD-Karte in den Pi und stecken Sie die Stromversorgung ein. Sie werden sehen, dass Ihr Monitor oder Fernseher eine Anmeldeaufforderung anzeigt.

Verwenden Sie zum Anmelden die standardmäßigen Raspberry Pi-Anmeldedaten.

Benutzername: piPasswort: Himbeere

Wenn Sie über eine Ethernet-Internetverbindung (kabelgebunden) verfügen, sind Sie bereit. Andernfalls müssen Sie das WLAN einrichten. Befolgen Sie diese Anleitung, um das WLAN auf Ihrem Pi zu konfigurieren.

Herunterladen und Installieren von NodeJS

Installieren Sie zunächst NodeJS mit dem Paketmanager. Hier ist eine praktische Anleitung, die die aktuellen erforderlichen Befehle erklärt. Zum Zeitpunkt des Schreibens sind dies die Befehle, die ich verwendet habe:

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

Als nächstes müssen wir die Anwendung installieren, die NodeJS ausführen wird, damit unsere Laterne (über die UMA-8) hören und die Lampe (über die GPIO-Header) steuern kann. Laden Sie zuerst das Repository herunter, das den Code enthält: (erhalten Sie das, indem Sie die URL der an diesen Schritt angehängten ZIP-Datei kopieren)

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

Lassen Sie uns nun alle zusätzlichen Kleinigkeiten installieren, die diese Anwendung zum Ausführen benötigt:

npm installieren

Sobald die Installation abgeschlossen ist, können Sie in IBM Watson einsteigen.

Schritt 4: Konfigurieren von IBM Watson

Jetzt, da unsere Laterne fertig verkabelt ist, können wir mit der Spracherkennung beginnen! Melden Sie sich für IBM BlueMix an, falls noch nicht geschehen. Navigieren Sie nach der Anmeldung zum BlueMix Services Dashboard.

Klicken Sie in der Mitte des Bildschirms auf die große Schaltfläche „Watson-Dienst erstellen“. Siehe Bild 1.

Als Nächstes wird Ihnen ein Katalog aller Services von IBM BlueMix präsentiert. Springen wir zum Abschnitt „Watson“in der Seitenleiste. Siehe Bild 2.

Wir müssen nun den Dienst "Speech-to-Text" hinzufügen. Auf diese Weise können wir einen Stream von Sprachaudio an WATSON senden und ihn zurückströmen lassen (konvertiert aus dem eingehenden Audio). Siehe Bild 3.

Klicken Sie dazu auf die Kachel (oben rot umrandet). Sobald die Seite geladen ist, können wir die Standardeinstellungen belassen und die Schaltfläche „Erstellen“in der unteren linken Ecke auswählen. Siehe Bild 4.

Zuletzt benötigen wir die "Service-Anmeldeinformationen". Diese Daten werden von unserer App verwendet, um eine Verbindung zu Watson herzustellen. Siehe Bild 5.

Klicken Sie auf die Schaltfläche „Anmeldeinformationen anzeigen“, um die Kachel zu erweitern, und kopieren Sie dann die Zeilen, die den „Benutzernamen“und das „Passwort“enthalten, in ein Textdokument auf Ihrem Computer. Diese werden wir später brauchen, also stellen Sie sicher, dass sie eindeutig als „WATSON Creds“oder ähnlich gekennzeichnet sind. Siehe Bild 6.

Schritt 5: Hinzufügen unserer WATSON-Anmeldeinformationen zur App

Nachdem wir den Vorgang zum Abrufen unserer Watson-Anmeldeinformationen abgeschlossen haben, müssen wir unserer Laterne mitteilen, wie sie sich bei Watson anmelden kann. Springen Sie zurück vor Ihren Pi und stellen Sie sicher, dass Sie sich im Voice-Light-Verzeichnis befinden, das die App enthält. Wir müssen die Datei „settings.js“bearbeiten, um diese Details aufzunehmen. Öffnen Sie die Datei mit diesem Befehl:

nano settings.js

Ersetzen Sie nun jede der in dieser Datei beschriebenen Einstellungen durch die zuvor aufgezeichneten Einstellungen.

Schritt 6: Ausführen unserer sprachgesteuerten Laterne

Sobald Ihre App konfiguriert ist, kann sie ausgeführt werden!

Um die Laterne einzuschalten, sagen Sie "Lass es Licht werden!", um sie auszuschalten, sagen Sie "Lass es Dunkelheit werden!". Behalten Sie die Konsolenausgabe des Raspberry Pi im Auge, um zu sehen, wie WATSON das Gesagte interpretiert.

sudo-Knoten app.js