开源语音情景灯/zh

概述 项目名称：Microduino开源语音情景灯 目的：通过语音控制彩灯的各种亮法 难度：中 耗时：2小时 制作者： 简介: 本次教程我们使用Microduino产品模块快速搭建一个可以识别人类语音的灯光控制系统，玩家可以迅速上手，并且可以通过说话，控制灯光模块的亮灭，选色等功能。 材料清单 Microduino设备 模块 数量 功能 Microduino-Core+/zh 1 核心板 Microduino-USBTTL/zh 1 下载程序 Microduino-Audio/zh 1 音频模块 Microduino-Amplifier/zh 1 功放模块 Microduino-Duo-v/zh 1 平面扩展 Microduino-Sensorhub/zh 1 连接传感器 Microduino-LED Matrix/zh 1 连接传感器 Microduino-Temp&Hum/zh 1 温湿度传感器 Microduino-Color led/zh 1 语音输入指示 其他设备 模块 数量 功能 木质外壳套件 1 外观 Sensor连接线 1 下载程序 语音识别版和输入话筒 1 语音套件,识别声音 Micro USB数据线 1 下载程序 实验原理 语音情景灯模块的原理是记录语音和情景的一一映射关系，通过拼音识别输入的语音，返回给核心对应的情景编号，核心根据得到的情景编号，通过模拟口控制灯光模块的亮灭，实现不同情境下的不同颜色组合。还可以实时监测室内温度。同时进行一些有趣的情景对话。 主要部分： 中央处理器 中央处理器是语音情景灯系统的核心。采用Microduino-Core+作为核心。 语音控制 采集并识别语音内容。 主要传感器 Microduino-LED-Matrix/zh 套件使用Microduino-Lamp模块作为发光设备，该模块级联了6盏RGB3色彩灯，并可以使用相应的库函数控制每盏彩灯的颜色，为了清晰说明彩灯的控制方法，用一个简单的程序举例。 打开Arduino IDE，在文件（File）—>示例（Examples）—>_99_LCD_NeoPixel目录下，点开例程strandtest。 #include <Adafruit_NeoPixel.h> #define PIN 6 //定义控制引脚 // 参数 1 = strip中彩灯的数目 // 参数 2 = 引脚号 // 参数 3 = 彩灯类型, 可多选（前两个中选一个，后两个中选一个）: // NEO_RGB Pixels are wired for RGB bitstream // NEO_GRB Pixels are wired for GRB bitstream // NEO_KHZ400 400 KHz bitstream (e.g. FLORA pixels) // NEO_KHZ800 800 KHz bitstream (e.g. High Density LED strip) Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); void setup() { strip.begin(); strip.show(); //初始化所有彩灯都为灭 } void loop() { // 点亮彩灯的方法 colorWipe(strip.Color(255, 0, 0), 50); // 点亮红色 colorWipe(strip.Color(0, 255, 0), 50); // 点亮绿色 colorWipe(strip.Color(0, 0, 255), 50); // 点亮蓝色 rainbow(20); rainbowCycle(20); } //用“c”所代表的颜色依次点亮各盏彩灯，每点亮一盏等“wait”秒 void colorWipe(uint32_t c, uint8_t wait) { for(uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i++) //依次点亮 { strip.setPixelColor(i, c); //这个函数用于把第i盏灯用“c”所指颜色点亮 strip.show(); //这个函数会将setPixelColor函数所写入的控制信息显示 //出来，也就是靠它点亮LAMP模块 delay(wait); } } void rainbow(uint8_t wait) //彩虹显示 { uint16_t i, j; for(j = 0; j < 256; j++) //渐变255种颜色 { for(i = 0; i < strip.numPixels(); i++) //依次点亮彩灯，间隔wait毫秒 { strip.setPixelColor(i, Wheel((i + j) & 255)); } strip.show(); delay(wait); } } // 与上面的函数稍有区别，添加了彩虹的循环 void rainbowCycle(uint8_t wait) { uint16_t i, j; for(j = 0; j < 256 * 5; j++) //彩虹循环5次 { for(i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255)); //为了循环而添加的数学变换 } strip.show(); delay(wait); } } // 输入0-255任意一个数得到对应的唯一的一种颜色 // 颜色会从红-绿->蓝->红依次渐变循环 uint32_t Wheel(byte WheelPos) { if(WheelPos < 85) { return strip.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0); } else if(WheelPos < 170) { //因为WheelPos * 3在85到170的情况下会超过255，因此要先自减85 WheelPos -= 85; return strip.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3); } else { //因为WheelPos * 3在170以上的情况下会超过255，因此要先自减170 WheelPos -= 170; return strip.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3); } 文档 调试过程 程序下载 将Microduino-Core+/zh、Microduino-USBTTL/zh堆叠在一起.用数据线将写好的程序通过Microduino-USBTTL/zh上传到Microduino-Core+/zh上。 注意：最好不要将所有模块堆叠在一起之后再上传程序 找到该程序的物理位置，"语音情景灯/ EGGROOM/ EGGROOM.ino"，双击即可 程序下载 点击"√"，编译程序。 点击【工具】，选择正确的板+处理器+端口。 点击"→"，进行上传。 音频下载 将TF卡安装到Audio模块上，之后使用USB线将Audio模块连接到电脑上。此时会识别出一个可移动磁盘。 在识别到的磁盘中新建文件夹命名为01，之后将语音按命名的数字顺序复制到文件夹01中。至此音频存储完毕。 搭建 将Microduino-Duo-V底板用螺丝固定在顶板上，顶板与底板形状相同，可任选其一。 搭建硬件电路，将用到的设备叠加起来 Microduino-Amplifier Microduino-Audio Microduino-sensorhub 以上模块放置在Duo-V的一端 Microduino-Duo-V 以下模块放置在Duo-V的另一端 Microduino-Lamp Microduino-Core+ Microduin-USBTTL 注： Microduino-DUO-V作为底板，降低整体高度，同时固定Lamp模块在一侧提供照明功能。Microduino-Lamp和Microduino-sensorhub放在两侧的最上面。拼装时，先不要装上Sensorhub，这样方便下面的安装。 按照如图方式，将温湿度传感器、麦克风和ColorLED装在前面板上。用螺丝固定。 使用如图所示的方式，用底座将喇叭固定在侧板上，喇叭的连线留在朝向图左侧的方向，方便后续安装。此时不要将左右两块板与前面板拼接在一起，先拿掉一侧的侧板，方便后续安装 使用连线连接语音模块，注意连线方向，左数第一个双头接口是GND及VCC，第二个双头端口是RX,DX，如果无法确定方向就按照图中的方向连接语音识别模块。 注意：如果想直接使用USBTTL+Sensorhub测试语音识别模块，则语音模块端的RX和TX要和上图方向反过来连接。 对应下图，使用传感器线连接传感器，ColorLED连接A2端口，温湿度传感器连接右下角SDASCL接口，语音模块连接D2/D3接口。连接好后，将Sensorhub插在Audio模块上面，置于最上端. 此时的状态应该是传感器都已经连接到Sensorhub上，所有模块都已经拼接在底板上。喇叭用卡子固定在侧板上。之后将剩下的底板插在侧板上，然后扣上另一块侧板。 之后将前板和后板插上用于固定两块侧板。最后将上下两个头部插好。 最后使用插销将所有固定扣固定住即可。 整体调试 打开语音情景灯的电源，首先等待指示灯亮起2-3秒钟，之后熄灭。这时对麦克风说“泡泡”，是语音输入的开关语句，也就是说要先说这句话，看到语音输入指示灯（ColorLED）亮起后，再说各种语音命令，每说一条指令后都有5秒时间继续说下一条指令，若没有语音输入则指示灯熄灭，需要重新说“泡泡”进入语音输出状态。 本例的语音开关指令是“泡泡”，所以请用普通话清晰发声“泡泡”，观察ColorLED是否点亮，如果点亮就继续说出命令，如“讲故事”，灯光模块就会被点亮，如果没有语音回复“hi，我是泡泡”，则继续说“泡泡”直到ColorLED点亮并有语音回复再说指令。 注意问题 每次语音输入命令，都要先说f1对应的内容，本例是“美科”读者可根据自己的设置输入 二极管极性的判断，反接的话二极管不会发光 程序说明 语音模块配置 void writecommand() { VOICE.println("{d1}"); delay(200); VOICE.println("{d1}"); //确认进入调试模式 delay(200); VOICE.println("{c0}"); //清除已有指令 delay(200); VOICE.println("{a0pao pao|s0pp}"); //开启语音指令 delay(200); VOICE.println("{a0ni de ming zi|s0mz}"); //你的名字 delay(200); VOICE.println("{a0ni de nian ling|s0nl}"); // 你的年龄 delay(200); VOICE.println("{a0jiang gu shi|s0gs}"); //讲故事 delay(200); VOICE.println("{a0bei shi|s0sg}"); //背诗 delay(200); VOICE.println("{a0sha gua|s0sm}"); //傻瓜 delay(200); VOICE.println("{a0tian qi ru he|s0wd}"); //天气如何 delay(200); VOICE.println("{a0hao hei|s0kd}"); //好黑 delay(200); VOICE.println("{a0guan deng|s0gd}"); //关灯 delay(200); VOICE.println("{a0zai jian|s0zj}"); //再见 delay(200); VOICE.println("{a0xie xie|s0xx}"); //谢谢 delay(200); VOICE.println("{l0}"); //加载 delay(200); VOICE.println("{d0}"); //退出调试 delay(200); } 程序中的语音识别 if (VOICE.available()) { String cmd = ""; if (VOICE.available()) //如果从语音芯片接收到用户的语音输入数据 { cmd += char(VOICE.read()); //读出串口内的内容 delay(10); cmd += char(VOICE.read()); delay(10); } } 功能实现（以温度为例） case 5: //天气如何 timer_voice = 0; //重置计时 am2321.read(); //读取传感器 temperature = am2321.temperature / 10.0; Serial.println(temperature); //Debug使用 if(temperature < 20)AUDIO.choose(15); //根据温度播放不同语音 if(temperature >= 20 && temperature < 27)AUDIO.choose(14); if(temperature >= 27)AUDIO.choose(16); timer_voice = millis(); //同步时间 break; 视频