“开源语音情景灯/zh”的版本间的差异

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实验原理
实验原理
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*主要传感器
 
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*[[Microduino-Lamp/zh]]
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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。
 
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。

2016年1月12日 (二) 03:35的版本

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。

Emotionlightstructzh.jpg

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。

Emotionlightlib.jpg
#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

Microduino-Core+/zhMicroduino-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

Download1.jpg

找到该程序的物理位置,"语音情景灯/ EGGROOM/ EGGROOM.ino",双击即可

Emotionlightopen.jpg

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。

Downloadselectcore+.jpg
  • 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。

Tf1.png

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。

Tf2.png
Tf3.png

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。

Pp1.png

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。

Pp2.png

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

Pp3.png

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。

Pp4.png

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.

Microduino-sensorhub rule.JPG

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。

Pp6.png

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。

Pp7.png

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