"MicroDot" עבור LattePanda (או Raspberry Pi): 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

ה- MicroDot הוא כפתור 'Alexa' תוצרת בית המיועד לחיבור ל- LattePanda או ל- Raspberry Pi, עם אפליקציית Alexa Sample מותקנת. זהו רמקול קטן עם נוריות LED והפעלת מגע/דיבור, והוא אידיאלי לשימוש על שולחן עבודה או במכונית.

*LattePanda לפרויקט זה סופק בחביבות על ידי DFRobot

שלב 1: סקירת מערכת

LANDTE PANDA

ה- LattePanda הוא מחשב קטן (בערך בגודל של פטל פטל) Windows 10 עם Arduino מובנה להתממשקות לעולם האמיתי. זה באמת די מגניב - ומהווה תחליף טוב ל- Raspberry Pi - במיוחד אם יש לכם (כמוני) בעיות בהיגדרות עם לינוקס.

התקנתי את אפליקציית הדוגמא של אלקסה על הפנדה, ויישמתי מנוע משך מילוי משלי המבוסס על SDK מובנה של זיהוי דיבור של Windows.

MICRODOT

ה- MicroDot מורכב ממגבר ורמקול קטן עם גריל רגיש למגע ומערך LED כחול/לבן. ה- MicroDot תוכנן במקור להיות מונח על המקף במכונית שלי כדי לספק את פתרון האלקסה שלי ברכב (כדי להתאים אותו לפרויקט הקודם שלי-סטריאו לרכב המופעל על ידי Alexa). בנוסף לאופציה של מילת מילה, רציתי הפעלת מגע מכיוון שאלכסה תתקשה לשמוע את מילת הערות שלי כשהמוזיקה רועשת! (לאחר הפעלה, הפנדה תשלח אות לסטריאו להנמיך את עוצמת הקול בזמן ש- Alexa מקשיבה/מדברת).

פאי פטל

למי ששולט יותר ב"פטל פי ", תיארתי בסוף מדריך זה כיצד לממשק את ה- MicroDot עם ה- Rapsberry Pi 3.

שלב 2: מעגל MicroDot

חלקים

6 x 220R SMD נגדים 2 x 470R SMD 1 x 10uF SMD קבלים 1 x מודול חיישן מגע TTP223 (https://www.ebay.com/itm/192097635565) 1 x PAM8403 מודול מגבר 3W (https://www.ebay.com/ itm/221895096190) 1 x 10K פוטנציומטר אגודל לינארי יחיד (https://www.ebay.com/itm/401105807680) 1 x 50pF קבלים קרמיים 3 x 3 מ"מ נוריות כחולות 3 x 3 מ"מ נורות לבנות 1 x 1.7 אינץ 'רמקול 3W 1 x כבל שחור דק מ אוזניות ישנות 1 x כבל הארכה USB דק שחור 1 מ '*

בְּנִיָה

ה- MicroDot PCB יוצר בשיטת ברזל על טונר על לוח דו צדדי בעובי 0.8 מ מ - בעובי זה ניתן לחתוך אותו בצורה גסה בעזרת מספריים חדים ולאחר מכן להגיש אותו בקלות לצורה. הרכבו קודם כל את כל רכיבי ההרכבה על המשטח.

צריך לחבר חוט למשטח המגע של החיישן, ולכן צריך לגרד שטח קטן כדי להלחם אליו. גיליתי שבמצב הגולמי שלו, החיישן היה רגיש מדי - הוא עבד מצוין, אך ברגע שהותקן במארז הוא הופעל לעתים קרובות על ידי שקר בשל קרבתו לרמקול המתכת. הקרקעתי את רמקול המתכת - שעזר מעט, אך בסופו של דבר נאלצתי להתייחס לגליון הנתונים.

גליון הנתונים של TTP223 קובע שאתה יכול להתאים את הרגישות על ידי הצבת קבלים (0 עד 50pf) בין חיישן המגע לקרקע. החיישן עבד מצוין עם קבל 50pf. אתה יכול לראות את המיקום של זה בתמונה של החלק הבא.

שני כבלים משמשים לחיבור ה- MicroDot לפנדה:- כבל שחור דק מזוג אוזניות ישן לחיבור השמע- כבל USB דק שימש לחיבור ל- GPIO (חיישן מגע/נוריות LED). תזדקק לכבל עם 6 מחברים נפרדים (5 פנימי + מגן). *היזהר כי בכבלי USB זולים מסוימים אין סיכה/מגן נפרדת, או ששני אלה עשויים להיות מחוברים פנימית (בדוק זאת לפני חיתוך הכבל על ידי וודא שיש המשכיות בין חלקי המתכת החיצוניים של הזכר והנקבה. תקעים, וכי אין המשכיות בין סיכה הארקה לחלקי המתכת החיצוניים).

השתמש בחיבורי כבל ה- USB: אדום =+5 וולט, מגן = GND, שחור = חיישן מגע, לבן = נוריות לבנות, ירוק = כחול נוריות. במקום פשוט לחתוך את הפאגים ולחבר אותו חזק, אולי תרצה לעשות מה שעשיתי שמור על התקעים וחתך קטע אחד ארוך וקטע אחד קצר (נניח 200 מ מ), וחבר את שני קצות הכבל יחד. כך היחידה ניתנת לניתוק. רק הקפד לא לחבר אליו מכשירי USB ממשיים או לחבר אותם ליציאת USB רגילה!

שלב 3: בניית MicroDot

חלקים מודפסים בתלת מימד

בקובץ ה- zip המצורף ישנם ארבעה חלקים מודפסים בתלת -ממד: 1. מעטפת MicroDot ראשית - מודפסת בצבע PLA2 שחור. בסיס MicroDot - מודפס בצבע PLA3 שחור. טבעת LED - מודפסת בלבן PLA (שקוף או שקוף עשוי להיות טוב יותר כדי לעזור לפזר את האור בצורה אחידה יותר) 4. מרווח PCB - בכל צבע - דחוק בין רמקול ל- PCB.

ברגים ואומים M2 משמשים להברגת הבסיס לקליפה. יש להמיס שלושה ברגים מסוג M2 לתוך החריצים בחלק הפנימי של הקליפה. אלה קטנים למדי, וייתכן שיהיה עליך '' להלחם '' אותם במקומם בעזרת נימה נוספת.

ARRAY LED

נוריות הלבן והכחול מותקנות במערך לסירוגין כפי שמוצג בתמונות. המוליכים מתכופפים עד 90 מעלות כנגד תחתית הנורית והלידים נמסים לתוך הטבעת בעזרת מלחם חם (שימו לב לקוטביות כאן). החלק התחתון של הלדים נמסר למטה כך שהם שטוחים אל פני הטבעת.

הקתודות של נוריות LED מחוברות כולן יחד עם טבעת חוט ואלו מתחברות לסיכה התחתונה ביותר של הכותרת. הפינים האחרים של הכותרת חייבים להיות כחול/לבן חלופיים לכל LED בודד

לשים אותו ביחד

הגריל נחתך ממחזיק נייר שולחני (בתמונה) עם חוט מולחם לקצה אחד. זה מוכנס למעטפת תחילה, ולאחר מכן את מערך ה- LED (יש להכניס זאת בזווית כפי שמוצג, כשהחריץ מיושר לאחד מעמדות הבורג). הרמקול הבא (הניחו מעט סרט דק סביב החלק העליון כדי לבודדו מקצה הלוח הלוח). ואז המרווח וה- PCB פשוט יושבים למעלה. הברג את הבסיס כדי לשמור על הכל ביחד.

כשחיברתי את כבל השמע ל- LattePanda, גיליתי שאני צריך להשתמש במסנן לולאת אודיו (https://www.ebay.com/itm/371801191297) כדי לקבל צליל טוב. שים לב שבתמונות אני משתמש ביציאת האודיו של מתאם הווידיאו HDMI-VGA שלי, אבל זה בסדר להשתמש בשקע פלט השמע המשולב.

תזדקק גם למיקרופון USB (https://www.ebay.com/itm/332148968227).

שלב 4: ה- LattePanda

להכין

הפנדה מגיעה בדגמי 2G/32G ו- 4G/64G, עם או בלי רישיון Windows 10. המודל שבו השתמשתי הוא גרסת 2G/32G עם רישיון Windows 10:

אנא עיין בתיעוד הרשמי להתקנת LattePanda שלך (https://docs.lattepanda.com) אין כאן דבר מסובך מדי, אך שים לב להנחיות להפעלת הפנדה שלך (https://docs.lattepanda.com/ content/getStarted/powe …).

נראה שהכל עבד בפעם הראשונה בשבילי (וזה שינוי נחמד מהחוויות שלי ב- Raspberry Pi).

דבר אחד חשוב הוא שאתה באמת צריך איזשהו קירור לפנדה. השתמשתי בכמה קירורי הדבקה בחלק העליון והתחתון (החלק התחתון מתחמם במיוחד).

תרשים זה מפרט את הכניסות והיציאות של Arduino: https://docs.lattepanda.com/content/hardware/inputs… נשתמש במערך של מחברי 3 פינים בצד שמאל כדי להתחבר ל- MicroDot (D9, D10 ו- D11), כמו גם שקע פלט השמע.

שלב 5: LattePanda - התקן את אפליקציית הדוגמא של Alexa

הורד

האפליקציה לדוגמא Alexa זמינה כאן:

github.com/alexa/alexa-avs-sample-app/

לחץ על הלחצן שיבוט או הורד והורד כ- zip

צור ספרייה בכונן C: / ALEXA וחלץ את תוכן ה- zip כך שהספרייה המכווצת שנקראת דוגמאות יושבת ישירות בספריית ALEXA (כלומר C: / ALEXA / samples / …)

התקנת

ההנחיות הרשמיות המלאות להתקנה ב- Windows נמצאות כאן:

github.com/alexa/alexa-avs-sample-app/wiki…

יש לא מעט שלבים, וזה לוקח קצת זמן, אבל גיליתי שעם Windows הכל הלך חלק בפעם הראשונה.

תזדקק לעורך טקסט טוב כדי לערוך כמה מקבצי התצורה (פנקס רשימות אינו טוב מכיוון שלקבצים יש סיומות שורות בסגנון לינוקס). השתמשתי ב- Notepad ++ הזמין כאן:

כמה הערות בנוגע להנחיות הרשמיות:

חלק 3 - תלות

הפנדה שלי היא 64 ביט, אז הורדתי את כל גרסאות 64 הסיביות, אבל אם אתה מתקין על מערכת 32 סיביות תצטרך להשתמש בגרסאות 32 סיביות. הערה: אל תערבב גירסאות 32 ו -64 ביט של התלות.

הקישור המוצג עבור נגן המדיה VLC, יוביל אותך לגרסת 32 סיביות. כדי לקבל את גירסת 64 הסיביות, עבור לקישור הזה: https://www.videolan.org/vlc/download-windows.html ועל כפתור ההורדה, בחר את החץ ולאחר מכן התקן לגרסת 64 ביט.

עבור התקנת JDK השתמשתי בגרסה: jdk-8u144-windows-x64 עבור nodejs השתמשתי בהם: Windows Installer (.msi) 64 bit For Maven: apache-maven-3.5.0-bin.zip עבור OpenSSL השתמשתי בו: Win64 OpenSSL v1.1.0f

חלק 5 - שיטת אימות

בחר 5a - שרת Nodejs. אם אתה מקבל שגיאה בהפעלת הפקודה npm, עליך להוסיף את ספריית nodejs שלך למשתנה סביבת הנתיבים שלך (זה מוסבר בהוראות כיצד לעשות זאת).

חלק 6 - הפעלת האפליקציה לדוגמא

בעת עריכת קובץ config.json, הגדר את wakeWordAgentEnabled ל- true, שכן נתקין מנוע מילה מותאמת אישית להתעורר בחלק הבא (מנוע מילת ההתעוררות הכלול באפליקציה לדוגמה עובד רק עם לינוקס).

אם אתה מקבל שגיאה בהפעלת הפקודה mvn, עליך להוסיף את ספריית maven / bin למשתנה של סביבת הנתיבים שלך.

כאשר אתה מפעיל את האפליקציה, אתה אמור לקבל את GUI המוצג בצילום המסך. כאשר תלחץ על הסמל תוכל לדבר עם אלקסה. זוהי אפליקציית Alexa הבסיסית - אבל נצטרך יותר מזה!

השלבים הבאים יהיו התקנת מנוע התעוררות מותאם אישית כך שתוכל פשוט להגיד "Alexa" להפעלה, וגם תהיה לך אפשרות להשתמש בחיישן מגע באמצעות קלט Arduino. עלינו גם להפעיל את האפליקציה באופן אוטומטי בעת ההפעלה ולהדליק כמה נוריות כאשר אלכסה מקשיבה ומדברת.

שלב 6: LattePanda - התקן מנוע WakeWord מותאם אישית

מנוע WAKEWORD

מנוע WakeWord מאפשר לאלקסה להתעורר על ידי מילה מדוברת (בדרך כלל '' אלקסה ''), במקום שתצטרך ללחוץ על כפתור. לאפליקציית הדוגמא יש שתי אפשרויות עבור מנוע WakeWord: מנועי מילים מעוררי חישה או KITT. AI. יישום אלה ביישום לדוגמה, פועל אך ורק עבור לינוקס. שני מנועים אלה כפופים גם לדרישות רישוי מסוימות.

כאן אני מיישם מנוע התעוררות מותאם אישית המבוסס על SDK זיהוי הדיבור של Windows 10 עצמו. אז זה גם ללא כל דרישות רישיון נוספות.

התקן תלות

פלטפורמת הדיבור של Microsoft - Runtime (גרסה 11) https://www.microsoft.com/en-gb/download/details.a…x86_SpeechPlatformRuntime\SpeechPlatformRuntime.msi (32 סיביות) או x64_SpeechPlatformRuntime / SpeechPlatformRuntime.msi (64 סיביות)

פלטפורמת הדיבור של Microsoft-שפות זמן ריצה (גרסה 11)

מנוע WakeWord המותאם אישית שלי נכתב ב- C# ב- Visual Studio 2017. סיפקתי כאן את ההפעלה הסופית וגם את קוד המקור. אם אתה רוצה לאסוף אותו בעצמך, תזדקק גם לזה:

פלטפורמת הדיבור של Microsoft - ערכת פיתוח תוכנה (SDK) (גירסה 11) https://www.microsoft.com/en-gb/download/details….|x86_MicrosoftSpeechPlatformSDK\MicrosoftSpeechPlatformSDK.msi (32 סיביות) או x64_MicrosoftSpeechPlatformSDK / MicrosoftSpeechPlatform 64 ביט)

הכנס את WakeWordPanda.exe (ואת alexa_run.bat) לספריית ALEXA. תוכנית זו מבצעת את המשימות הבאות:- מאזינה למילת הערה '' Alexa ''- עוקבת אחר חיישן קלט המגע- שולט על נוריות הכחול והלבן.

שים לב שפיתחתי את זה במחשב אחר של Windows 10 כך שלא אצטרך להתקין Visual Studio ב- LattePanda, מכיוון שלא רציתי להשתמש בג'יגה -בייט. חיברתי Arduino Uno המותקן עם StandardFirmata (https://www.lattepanda.com/docs/#SetuptheArduino) למחשב הפיתוח כך שאוכל להתפתח גם עם כניסות/יציאות Arduino. קוד המקור של Visual Studio מצורף גם אם ברצונך לשנות ו/או לקמפל זאת בעצמך.

שנה את הלקוח של JAVA

לקוח Java צריך להוסיף כמה שורות נוספות לקוד. זה על מנת לאפשר ללדים לפעול כראוי:

כאשר אלכסה מאזינה, אות PAUSE_WAKE_WORD_ENGINE נשלח למנוע WakeWord. השתמשתי באות הזה כדי לדעת מתי להדליק את הכחול (נורית האזנה של Alexa). כאשר האות RESUME_WAKE_WORD_ENGINE מתקבל, הנורית הכחולה נכבתת וה- WHITE (נורית מדברת Alexa) נדלקת. הקוד הנוסף שולח אות RESUME_WAKE_WORD_ENGINE נוסף כאשר אלכסה מפסיקה לדבר - כך שמנוע WakeWord יידע מתי לכבות את הנורית הלבנה.

נווט אל: C: / ALEXA / samples / javaclient / src / main / java / com / amazon / alexa / avs ופתח AVSController.java בעורך הטקסט שלך. העתק את הקוד מקובץ Extra_Code.txt המצורף. יש להכניס אותו לשני מקומות:

1. בפונקציה void public onAlexaSpeechFinished () ישירות לאחר ההצהרה: dependDirectiveThread.unblock ();

2. בפונקציה private void handleAudioPlayerDirective (הוראת הנחיה) ישירות לפני ההצהרה: player.handleStop ();

תכננתי מחדש את האות CONFIRM כך שמנוע WakeWord יידע אם אלקסה הגיבה. זאת כדי לבטל פסק זמן של 5 שניות שיתקיים אם אין תגובה. העתק את הקוד מ- Extra_Code2.txt והכנס אותו למקום אחד:

1. בחלל functionpublic onAlexaSpeechStarted () ישירות לאחר ההצהרה dependDirectiveThread.block ();

כעת עליך להרכיב מחדש את לקוח Java. פתח שורת פקודה ונווט אל C: / ALEXA / samples / javaclient Enter: mvn install כדי להרכיב מחדש.

אם אתה מפעיל את היישום Companion Service ו- Java Alexa כמו פעם, ולאחר מכן לחץ גם פעמיים על WakeWordPanda.exe, המתן עד שהוא יתחבר ואז תוכל להפעיל את Alexa על ידי אמירת "Alexa".

MICRODOT

אם תחבר את כבל ה- 'USB' של ה- MicroDot ל- LattePanda כפי שמוצג בתרשים, וחבר את כבל השמע, הוא אמור כעת להיות תפקודי במלואו. אם אתה מדבר על מילת השכמה או נוגע בגריל צריך להפעיל את אלקסה ולדלקות נוריות כחולות. נוריות הלבן הלבנות צריכות להידלק כאשר אלקסה מגיבה.

הפעלה אוטומטית של ההתקנה

במקום להקליד את כל הפקודות באופן ידני כדי להפעיל הכל, תוכל להשתמש בסקריפט alexa_run.bat. פעולה זו תחכה לחיבור אינטרנט ולאחר מכן תפעיל את המודולים הנפרדים (שירות נלווה, לקוח Java, מנוע ווק-וורד).

השלב האחרון הוא לגרום לכל לפעול באופן אוטומטי בעת ההפעלה:

1. לחץ לחיצה ימנית על auto-run.bat ובחר צור קיצור דרך.2. הקש ctrl+R והקלד מעטפת: אתחול. פעולה זו תפתח את תיקיית האתחול.3. גרור את קיצור הדרך שיצרת לתיקיית האתחול.

Alexa תפעיל כעת אוטומטית בעת ההפעלה (לוקח 30 שניות לערוך אתחול לאחר ההפעלה).

שלב 7: MicroDot ל- Raspberry Pi

(אם אתה רוצה להשתמש ב- Raspberry Pi 3 במקום LattePanda).

הורד

הורד את אפליקציית הדוגמא של Alexa מכאן:

לחץ על הלחצן שיבוט או הורד והורד כ- zip. לפתוח את התיבה כך שהתיקייה alexa-ava-sample-app נמצאת על שולחן העבודה.

התקנת

בצע את ההנחיות הרשמיות המלאות כאן (הערה: הגדר כך שהתיקייה alexa-ava-sample-app בשולחן העבודה):

github.com/alexa/alexa-avs-sample-app/wiki…

יש הרבה מדריכים לעשות זאת עם פטל פאי על המעבד. התקנתי את זה כמה פעמים ב- Raspberry Pi, ואף פעם זה לא עבר חלק כמו ההתקנה ב- WIndows 10 (אין הפתעה - לינוקס מקבלת אותי בכל פעם). הנושאים העיקריים בהם נתקלתי היו:

1. הפעלת האודיו והמיקרופון לעבודה תקינה. ראה כאן https://github.com/alexa-pi/AlexaPi/wiki/Audio-set… אם יש לך גם בעיות אלה.

2. בעיות בגרסת JDK. ראה 4.3 בהוראות הרשמיות והערה בקובץ pom.xml שמדבר על דריסת הגירסה בעת ביצוע הפקודה mvn exec: exec (כלומר, הייתי צריך להוסיף את המתג הזה -Dalpn -boot.version = 8.1.6.v20151105). שים לב שפקודה זו כלולה בסקריפט ההפעלה שלי (alexa_startup.sh).

3. הפעלת מנוע Word Sensory Word לפעולה (https://github.com/Sensory/alexa-rpi)

ברגע שתוכל להפעיל את הכל עם הפקודות הידניות כפי שמתואר בהוראות, המשך בהתקנת MicroDot.

חיבור MICRODOT

אינך יכול לצרף ישירות את ה- MicroDot ל- GPIO מכיוון שהוא ימשוך יותר מדי זרם. תצטרך: 2 טרנזיסטורים 2N3904 להנעת נגדי ה- LED, 1x2K2 ו- 1x3K3 כדי להוריד את המתח מחיישן המגע ל -3.3V (המיקרו -דוט יופעל מהאספק 5V). עיין בתרשים המצורף. אולי תרצה להכין PCB בשביל זה, אבל הרגע הרכבתי את הרכיבים האלה בגב תקע נקבה בעל 8 פינים.

מנוע השכמה בהתאמה אישית (מגע)

פתח את תוכן תיקיית ה- zip המצורפת לתיקיית alexa-avs-sample-app. ישנם שני קבצים: wake.py - סקריפט פייתון שהוא מנוע ההתעוררות (מגע) המותאם אישית של MicroDot alexa_autostart.sh - סקריפט להפעלת הכל. לחץ על מאפיינים באמצעות לחצן העכבר הימני על זה ובחר לבצע: כל אחד בכרטיסיה הרשאות.

יהיה עליך להתקין פייתון כדי להפעיל את מנוע השעון. תזדקק גם לספריית GPIO (https://makezine.com/projects/tutorial-raspberry-p…) אלה כבר צריכים להיות מותקנים בגירסה האחרונה של Raspbian.

כדי להפעיל הכל, הקלד במסוף: cd/home/pi/Desktop/alexa-avs-sample-appsudo./alexa_startup.sh

הגדר את AUTORUN

כדי להגדיר את Alexa להפעלה אוטומטית בעת האתחול, פתח מסוף והקלד:

cd /home/pi/.config/lxsession/LXDE- הפעלה אוטומטית של pisudo nano

והוסף את השורה ושמור:

@/home/pi/Desktop/alexa-avs-sample-app/alexa_autostart.sh

אתחול מחדש ואפליקציית Alexa צריכים להפעיל אוטומטית.