. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
SpeakUp click neboli jak se bez stresu domluvit se žárovkou?

SpeakUp click neboli jak se bez stresu domluvit se žárovkou?

Implementace zvukového rozhraní do aplikace obvykle vyžaduje velký objem práce konstruktéra. Ukazuje se však, že existují řešení, díky kterým lze onen objem práce značně zredukovat.

V posledních letech všichni pozorujeme ultrarychlý rozvoj spotřební elektroniky. Zároveň jsme aktivními účastníky tohoto procesu, neboť hnacím motorem veškerého pokroku je lidská potřeba. Dokonalým příkladem změn probíhajících před našima očima je evoluce způsobu dorozumívání se člověka se strojem (zařízením) – což se v angličtině označuje jako „Human Interface”. Do šrotu odcházejí zařízení vybavená velkými operátorskými panely s desítkami tlačítek a přepínačů, vyžadující obsluhu školenými uživateli. V současnosti je pro konstruktéra-elektronika vzít do úvahy čitelný a na obsluhu snadný „Human interface“ již v etapě projektování aplikace dílem okamžiku. S barevnými, velkoformátovými, grafickými displeji LCD s proměnlivým obsahem s dotykovým panelem a funkcí „multitouch“ (současnou identifikací několika dotykových bodů a jejich posouvání) se již všeobecně setkáváme. Jen obtížně si lze představit smartphone bez tohoto řešení. V zařízeních spotřební elektroniky se rovněž můžeme setkat s prvky ovládání pomocí hlasu (např. hlasovou volbou telefonního čísla osoby, které voláme, nebo při zadávání cíle navigace v přístroji GPS).

Implementace zvukového rozhraní do aplikace obvykle vyžaduje velký objem práce konstruktéra. Zvuk, který proniká do přístroje v podobě zvukových vln, je potřeba převést na elektrický signál, který se pak filtruje a vzorkuje, aby byl v podobě digitálního signálu, podrobeného transformacím různého typu, porovnáván s dříve zaznamenaným vzorkem a nakonec přístrojem interpretován. Pro tento účel se využívají především pokročilé signálové mikrokontroléry (procesory), které ve svém softwaru využívají četné audio knihovny a zvukové kodeky. Ukazuje se však, že existují řešení, díky kterým lze onen objem práce značně zredukovat.

Příkladem takového řešení je nevelká deska SpeakUp click (MIKROE-1534) vyvinutá firmou MikroElektronika (Obr. 1). Slouží k rozpoznávání hlasových povelů.

Vlastnosti, kterými se vyznačuje, jsou:

  • Snadnost konfigurace (díky intuitivního softwaru, který je zdarma)
  • Možnost rozpoznání 200 povelů, trvajících max. 5 sekund, nezávisle na jazyce, v jakém jsou pronášeny
  • Velká rychlost převodu
  • Možnost funkce jako samostatné zařízení nebo část většího systému


Obr. 1: Deska SpeakUp click (MIKROE-1534) vyvinutá firmou MikroElektronika

Deska je navržena s využitím 32bitového mikrokontroléru s jádrem ARM Cortex-M4 STM32F415RG (1024 kB Flash, 192 kB RAM, 168 MHz). Na desce máme přímý přístup ke 12 programovatelným vstupním/výstupním signálům, které lze použít například pro ovládání relé. Na desce se kromě toho nachází oblíbený kodek audio stereo VS1053, elektretový mikrofon se slušnými parametry, 3 signalizační diody LED a 2 tlačítka. Je zde zásuvka mikro-B USB, díky které můžeme propojit desku s počítačem PC, zdířka audio jack 3,5 mm, která umožňuje připojení externího mikrofonu, konektor JTAG pro debugování mikrokontroléru a konektor mikrobus, kterým je z mikrokontroléru vyveden ven interfejs USB a UART (Obr.2).


Obr. 2: Rozložení jednotlivých prvků na desce SpeakUp click

Tím, co rozhoduje o jednoduchosti použití desky SpeakUp, je firmware uložený v mikrokontroléru. Rozpoznávání hlasových příkazů je realizováno na základě algoritmu DTW (Dynamic Time Warping), s jehož pomocí se měří podobnosti mezi dvěma dynamickými (odehrávajícími se v čase) událostmi (v tomto případě elektrickými signály). Zájemci se mohou detailněji seznámit s výše uvedeným algoritmem s použitím zdrojů na internetu a ve Wikipedii. Akustický signál sejmutý a převedený mikrofonem na elektrický se nejdříve převádí kodekem VS1053 a následně interpretuje algoritmem DTW implementovaným v mikrokontroléru. Po proběhnutí tohoto procesu, v závislosti na režimu funkce, může mikrokontrolér přímo změnit stav některého z 12 dostupných I/O signálů (práce jako samostatné zařízení) nebo vyslat interpretaci přijatého signálu (zprávu) dál pomocí rozhraní USB nebo UART.

Nahrávání příkazů a přiřazování jim dané akce je neobyčejně snadné s použitím softwaru, který je zdarma (Obr. 3).


Obr. 3: Nahrávání příkazů a přiřazování jim dané akce je neobyčejně snadné s použitím softwaru

Postup práce s programem vypadá následovně:
Poznámka – lze využít graf z příručky uživatele (bod 8.1, stránka 13).

  • Připojení desky k počítači pomocí USB kabelu (SpeakUp je detekován jako zařízení interfejsu HID, není potřeba instalovat zvláštní ovladače).
  • Spuštění aplikace a následně:
    a) Založení nového projektu.
    b) Přidání nového příkazu do projektu (objeví se záložka).
    c) Nahrání tohoto příkazu s možností jeho odposlechu a opakování v případě potřeby.
    d) Přiřazení určité činnosti (akce) příkazu a návrat k bodu b) nebo pokračování na bod e).
    e) Uložení právě vytvořeného projektu do paměti mikrokontroléru na desce.

Existuje také možnost vstupní kalibrace desky v závislosti na úrovni šumu okolí, toleranci přijímaného signálu nebo omezení času na pronesení příkazu za účelem optimalizace použitých zdrojů mikrokontroléru. Rovněž existuje možnost zadání vlastních názvů jednotlivým I/O linkám (pinům) pro jejich snadnější identifikaci (Obr. 4).


Obr. 4: Možnost zadání vlastních názvů jednotlivým I/O linkám

Příklady použití desky SpeakUp click:

  • Hlasové ovládání osvětlení, kontrola přístupu (dveře, okna), obsluha domácích spotřebičů.
  • Náhrada ovládání zařízení pomocí infračervených vysílačů (dálkových ovladačů) hlasovými příkazy (samozřejmě s využitím dodatečných prvků).
  • Všude v situacích, kdy jsou ruce zaneprázdněny a jedinou možností zůstává náš hlas.


Zájemci se mohou seznámit s deskou SpeakUp click na stránkách výrobce a zakoupit ji (a další výrobky z nabídky MikroElektroniky) u oficiálního distributora firmy MikroElektronika – Transfer Multisort Elektronik s. r. o..

Odkazy & Download:
TME Czech Republic s.r.o.
Domovská stránka projektu SpeakUp click
MIKROELEKTRONIKA SPEAKUP CLICK







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
ID-12 - čtečka RFID
Modul čtečky bezkontaktní identifikace - RFID tagů s integrovanou anténou a dosahem 12 cm.
Skladem od 670 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007