Google’s voice assistant has been around for a while now as well as when Amazon released its Alexa API as well as ported the PaaS Cloud code to the Raspberry Pi 2 it was just a matter of time before everybody else jumped on the quick train to maker kingdom. Google just did it in style.
Few understand that the Google assistant API for the Raspberry Pi 3 has been available for a long time now however when they decided to provide away a free set with the may 2017 problems of MagPi magazine, they made an perception on everyone. unfortunately the world has more makers as well as hackers as well as the number of copies of the magazine are limited.
In this writeup, I design the diy version of the AIY set for everybody else who wishes to talk to a cardboard box. I take a better look at the free kit, take it apart, put it together as well as replace it with diy magic. To make things more convenient, I likewise designed an enclosure that you can 3D print to total the kit. başlayalım.
The Teardown
A shout out to my buddy [Shabaz] in the UK for sending me a copy of the MagPi. The “Google AIY jobs Voice Kit”(henceforth understood as the kit) contains two PCBs as well as a lot of other stuff. The Voice HAT which appears like a Sound-Card-On-A-Diet has extremely restricted number of components. I will detail each section as well as draw the KiCAD schematic for the exact same one by one
Servos
Starting from the left side, there are 6 sets of 3-pin headers that are labelled ‘Servos’. The meant servo manage is made possible utilizing the Raspberry Pi 3’s on-board PWM module. Each set has a GPIO pin, 5V as well as GND connection. The GPIO pin does not link directly to the Raspberry Pi 3’s header however rather with 220Ohm present limiting resistors (labelled R1-R6).
Güç kaynağı
Just south of these are gadgets identified Q5 as well as Q6 which I am presuming are part of a power supply choice circuit. correct me if I am wrong however right here is my estimate. The working is simple where Q5 only turns ON when the input voltage is higher than the 5V from the USB port. A simple comparator should do so I am utilizing the LM393 for reference.
EDIT: [Raivsr] explained that this might be the equivalent of the Raspberry Pi ‘Ideal Diode’.
Communication Interfaces
North of the ‘Servo’ headers is J15 labelled I2C that directly link to the Raspberry Pi 3 header. That means these should not be linked to anything with 5V pull-ups. They are not being utilized on the board however we will discuss more on this later. right next to it is the SPI as well as 2-pin UART headers. once again these link directly to the primary header as well as serve only as a breakout.
The DAC as well as EEPROM
A bit lower as well as we show up at the boxed circuit with a 16-Pin QFN marked ‘AKK BDQ’. This is the Maxim MAX98357A(PDF) which is an I2S DAC with a class D amplifier. It drives the speaker directly nevertheless since there is only one output, it can only be mono or integrated stereo. It’s still pretty rocking for the budget.
The fascinating thing is the existence of JP6 which seems to have all the I2S connections from the Maxim MAX98357A as well as a few other choose lines. integrated with the two vias that link to the second speaker output, you might potentially in shape one more Maxim MAX98357A breakout board on top to get stereo sound. I am going to do the schematic as well as make it downloadable as well as if you want to provide it a shot let me understand the results. think about it optional homework.
Next to the DAC is an 8-pin SSOP which is a 24C32 (PDF) I2C EEPROM. It’s not linked to the I2C header I talked about earlier however rather to pins 27 as well as 28 of the Raspberry Pi 3 header. According to the Raspberry Pi Foundation’s blog.
“The EEPROM holds the board manufacturer information, GPIO configuration as well as a thing called a ‘device tree‘ fragment – basically a description of the connected hardware that enables Linux to immediately tons the needed drivers.”
So its got some additional sauce that makes things tick as well as I might utilize a BusPirate to Dump the data however I am not sure if Google considers it Intellectual residential or commercial property so I won’t. I have an alternate for it also so checked out on.
Sürücüler
Moving towards the right, we discover 4 headers marked ‘Drivers’. These are MOSFET circuits for controlling tons such as relays. [Shabaz] did a fantastic task tracing out the elements on this as well as the 3 pins are GPIO, 5V as well as Driver.
The MOSFETs can drive tons of as much as 500mA each thanks to a polyswitch nevertheless the GPIOs are offered for utilize directly as well. tons to be driven should be linked between the pins marked ‘+’ as well as ‘-‘. The header pin on the left is a direct gain aAhududu PI 3’ten GPIOS başlık pimleri ve şematik aynı gösterir.
Rölelerin veya yüklerin çalışmasını önermek için LED’leri veya benzeri araçları bağlamak için bunları kullanın.
Mikrofonun yanı sıra düğme konnektörleri
Sağ tarafın sağ üst sağ üst köşesinde, iki JST konektörü ile daha büyüleyici şeyler oluyor. 4 pin konektörü, monte edilmiş muhafazanın üstüne oturan basma düğmesi içindir. Küçük PCB monte push butonu, dış anahtara paralel olarak kablolandırılır ve ayrıca testi yapılırken yerinde kullanılabilir. 5 pin JST, mikrofon konektörü için olduğu gibi tüm i2S pimleri içindir.
Mikrofonlar
Son olarak, mikrofon levhası 432 QDF21G olarak işaretlenmiştir, ayrıca doğrudan I2S ile konuşan SPH0645LM4H MEMS dijital mikrofonları biliyor.
Bu kadar!
Kendi AIY kitinizi yapmak için gereken tüm bilgileri yanıp sönen tüm bilgilerin yanı sıra. KICAD şematik verilerinden Github’dan indirilmek üzere sunulmaktadır.
İşte düşünce için bazı yemekler. Bazı parçalar, şapkanın boyutu PI sıfır Phat’a kadar küçültilebilir.
Sadelik nedenleri için, önceden yapılandırılmış işletim sistemini Google AIY sayfasından kullanıyorum. 900 MB’lık bir TAD’dir ve doğrudan Goolge (devasa dosyasından) indirilebilir.
Kapatma düğmesi ekleyin
Muhtemelen, yukarıdaki resimdeki büyük çevre dostu düğmesinin yanındaki küçük altın düğmesini de fark ettiniz. Her zaman güvenli bir şekilde kapatmak istediğimde kutuya ssh istemiyorum çünkü bir kapatma düğmesidir.
Kullanmak istediğiniz düğmeyi alın, ayrıca kadın başlıklarıyla iki tel ekleyin. Bu bit sesli şapka olmadan bile çalışır, bu yüzden denemek için çekinmeyin. Sonraki Sesli bir şapkasınız varsa, I2C bölümüne erkek başlıkları ekleyin. Hala çalışacağı gibi her türlü diğer pin seçebilirsiniz. Düğmeyi SDA veya GPIO 2’ye bağlayın ve pi 3’ü önyükleme yapın.
En sevdiğiniz metin editörünü açmanın yanı sıra, kodla uyumlu olarak kopyala yapıştırın.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
#! / bin / python
# Bir düğmeye basarak ahududu pi’yi kapatmak için basit komut dosyası.
# Inderpreet Singh tarafından
RPI.GPIO’yu GPIO olarak alın
ithalat süresi
İthalat OS
# Broadcom SOC PIN numaralarını kullanın
# Konfigürasyon Dolaplı iç kısımlar ile PIN, okuma modunda PIN’dir.
Gpio.setmode (gpio.bcm)
Gpio.setup (02, gpio.in, pull_up_down = gpio.pud_up)
# Düğmenin basıldığında ne yapılması gerekenler
Def Kapatma (Kanal):
os.System (& quot; sudo kapandı -h şimdi “;)
# Düğmeye basıldığında etkinlik yapıldığında yürütmek için fonksiyonumuzu ekleyin
Gpio.add_event_detect (02, gpio.falling, geri arama = kapatma, bouncetime = 2000)
# Şimdi bekle!
1:
Time.Sleep (1)
/ Home / Pi klasörünüzdeki verileri kapatma olarak kaydedin.
Bir terminal tipinde komutlara uymak
1
chmod + x kapatma.py python kapatma.py & amp;
Bu, komut dosyasını arka planda çalıştırmalı. Düğmeye basarsanız, PI hemen kapatılmalıdır. Örnek koddaki uyku telefon görüşmesini tazmin ederek bir gecikme eklemeyi seçebilirsiniz. Alternatif olarak, Python betiğindeki uygun numarayı değiştirerek GPIO’yu da aynı şekilde değiştirebilirsiniz.
Serin! Şimdi bir düğmeye basarak kapatabiliriz.
Bir USB Gürültü Kartı ekleyin
Google AIY Ses Şapkası’na bariz alternatif, bir takım kaynaklardan sunulan herhangi bir USB gürültü kartını kullanmaktır. En kolay yöntem sadece birini takmak, ancak yazılım uygulamasını şapka yerine, ancak iki sürücü yüklü olduğunda, sorunsuzluğu yapmak için yeniden yapılandırılacak olan Python komut dosyası gereksinimini yapmak için yazılım uygulamasını yapılandırın.
Soundcard’ı taktığınızda, yapılması gereken ilk şey kabul edilip edilmediyse incelemektir. Terminal penceresinde, aşağıdakileri yazın:
1
aplay – l
‘Aplay’, Cevapları konuşacak komut dosyaları tarafından kullanılır, böylece iki gürültü cihazı görebilmeniz gerekir. Yerleşik gürültünün Config.txt içinden devre dışı bırakıldığını unutmayın (gadget ağacı referansına bakınız) ve gürültü kartı yerine bir USB mikrofonu kullanmayı planlıyorsanız etkinleştirilebilir. Windows çıkışı aşağıdaki resme benzemelidir.
USB Gürültü kartını varsayılan ses olarak ayarlamak istiyorum ve bunun için /TRC/asound.conf’u özelleştirmek için gerekli olduğumuz için.
1
sudo nano /etc/asound.conf
Mevcut malzemeyi silme, aşağıda gösterildiği gibi metinle değiştirin. Bu, varsayılan girişi ve USB cihazına çıktı gadget’ı ayarlarsa, işlerin çalışmasını sağlamak için bir adım daha var. (Nano’dan çıkmak için, CTRL + X, Y’yi kullanın, geri dönüş)
Sonra, tüm ses çalmayı ve kayıt işlevselliğini yöneten sesli.py verilerini düzenliyoruz. Bunun için, favori metin editörünüzdeki verileri açın; Benimki Nano:
1
sudo nano /home/pi/voice-recognizer-raspi/src/audio.py
Kısıra aşağı kaydırın__init__ işlevinde olan ‘Arecord’ eyaletleri. Açıkçası, videoda göstereceğim gibi kaydediciyi çalıştıran ayrılmış bir süreç var. Şimdilik, orijinal ses şapkası yerine ses yakalamak için USB kartını kullanmasını sağlamak için argümanları düzenlemek istiyoruz. ‘-D’, ‘SysDefault: Card = 1’ kullanılacak basit bir ayar, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi yeterli olmalıdır.
Benzer bir modifikasyon, APLAY işlevi için kodda biraz daha gerekir.
Bununla, hack tamamlandı! Ses çalışmadığını kontrol etmek için ‘Test_Audio.py’ ni çift tıklayın. Yine de bulmacanın sadece bir bölümünü kaçırıyoruz – ‘Dinle’ butonu! Bu nedenle, GPIO23 ile bitişik topraklama pininin yanı sıra, bir DIY Google AI’le oynamaya başlamak için ‘SRC / Main.py’ de çalıştırın.
Bir demo
Önerilen hack’in küçük bir video demosu, bir USB gürültü kartı, dışında hoparlör ve ucuz bir mikrofon ile.
Bir muhafaza
3B baskılı muhafaza, Fusion360’da ve STL verileri GitHub deposunun bir parçasıdır. Bir dizi iş için aynı muhafazayı kullanabilirsiniz, çünkü Raspberry Pi’nin yanı sıra bağlantı noktaları kolaylık sağlamak için ortaya çıktı. Üstün devrelerin yanı sıra şapka eklemek için içeride çok fazla alan var.
Muhafazayı, GPIOO’lara erişimin kolay olmasını sağlamak için ortadan kalktı. Her şey, üç düğme için delikleri olan üst kapağı içeren şekle basacaktır. Sonuçun kartondan daha sert olması beklendiği için daha küçük düğmelere sahip olmak mantıklı olmasına rağmen. Hoparlör için geniş bir alan var, biraz farklı olanı eklemeyi seçmelisiniz.
Konuyla ilgili herhangi bir gelişme olduğunda, bu sayfayı güncelleyeceğiniz gibi bir tane yazdırma imkanı yoktu. Tam burada tasarımın render.
Özet
Google, API’lerini halka açık tuttu, ancak önceden yapılandırılmış raspbian resmi, başlamak için çok sayıda insanlara yardımcı olacaktır. Biri yapmak istiyorsanız, eşdeğer bir kart planlarını sağlamanın yanı sıra, gürültü kartının temellerini tasarlamaya çalıştım. Başkaları için dış gürültü kartını kullanma seçeneği, gösterildiği gibi açıklanmaktadır ve umarım insanları gerçekten bu tür projelere girmeye etkiler. Dünyanın yanı sıra daha fazla AIK’ye ihtiyacı var, başlama ihtimaliniz, peki ne bekliyorsunuz? Hacking olsun.