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. Давайте начнем.
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).
Источник питания
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.
Drivers
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 aCCCESS в контакты GPIOS Header от Raspberry Pi 3, а также схема показывает то же самое.
Используйте их для ссылки светодиодов или аналогичные гаджеты, чтобы предложить работу реле или нагрузок.
Микрофон, а также разъемы кнопок
Более увлекательные вещи происходят в правом верхнем углу с помощью кнопки, а также два разъема JST. 4-контактный разъем предназначен для кнопки нажима, которая находится на верхней части собранного корпуса. Маленькая кнопочная кнопка PCB установлена параллельно с внешним выключателем, а также можно использовать в своем месте при настройке, а также на тестирование. 5-контактный JST предназначен для соединителя микрофона, а также имеет все контакты I2S.
Микрофоны
Наконец, микрофонная доска отмечена 432 QDF21G, а также имеет знания SPH0645LM4H MEMS цифровых микрофонов, которые разговаривают I2S напрямую.
Это оно!
Это о обертывании разрыва, а также вся информация, необходимая для того, чтобы сделать свой собственный комплект AIY. Схематические данные Kicad предлагаются для загрузки из Github, тем не менее, я оставляю вас с забавной частью, которая является дизайном, а также маршрутизацией.
Вот немного еды для мысли. Некоторые части могут быть опущены, а также размер шляпы можно уменьшить до ZER PIC.
Для простых причин я использую предварительно обоснованное изображение ОС с страницы Google AIY. Это тап, кроме 900 МБ, а также можно загрузить непосредственно из Goolge (огромный файл).
Добавить кнопку выключения
Скорее всего, вы заметили маленькую золотую кнопку рядом с огромной экологичной кнопкой на рисунке выше, а также является самым первым частью упражнения. Это кнопка отключения, а также добавляется, поскольку я не хочу SSH в коробку каждый раз, когда я хочу безопасно отключить его.
Получите кнопку, которую вы хотите использовать, а также добавлять две провода с женскими заголовками. Этот бит работает даже без голосовой шляпы, так что не стесняйтесь пробовать. Далее, если у вас есть голосовая шляпа, добавьте мужские заголовки в часть I2C. Вы можете выбрать любой тип других пинов, а также все равно будет работать. Свяжите кнопку к SDA или GPIO 2, а также загрузите PI 3 вверх.
Откройте свой любимый текстовый редактор, а также копируйте вставку соответствующего кода в него.
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
# Простой скрипт для выключения Raspberry Pi в нажатии кнопки.
# inderpreet Singh
Импортировать rpi.gpio как gpio
Время импорта
Импорт ОС.
# Использовать номера PIN-кода Broadcom SoC
# Конфигурация PIN-код с внутренними вытяжками включен, а также PIN-код в режиме чтения.
Gpio.setmode (gpio.bcm)
Gpio.setup (02, gpio.in, pull_up_down = gpio.pud_up)
# Наша функция на что делать, когда кнопка нажата
Def Shutdown (канал):
OS.System (& quot; sudo shutdown -h теперь & quot;)
# Добавьте нашу функцию, чтобы выполнить при нажатии кнопки событие
Gpio.add_event_detect (02, gpio.falling, callback = выключение, bouncetime = 2000)
# Теперь подожди!
Пока 1:
time.sleep (1)
Сохраните данные в папке / домашней / PI PI PI ShutDown.py
В типе терминала выполняется выполнение команд
1.
chmod + x shutdown.py python shutdown.py & amp;
Это должно сделать сценарий запускать на заднем плане. Если вы нажмете кнопку, PI должен немедленно отключить. Вы можете выбрать, чтобы добавить задержку, раскаяние вызова телефона сна в примерном коде. В качестве альтернативы вы также можете модифицировать GPIO, заменив соответствующий номер в сценарии Python.
Прохладный! Теперь мы можем выключить, нажав кнопку.
Добавить шумовую карту USB
Очевидно, что альтернативные в Google Aiy Voice Hat – это использовать любой тип шумовых карт USB, которые предлагаются из ряда источников. Самый простой способ – просто подключить один, а также настроить программное приложение для использования, чтобы вместо шляпы, однако, когда там установлены два драйвера, требование к сценариям Python будет переконфигурирована, чтобы сделать все бесшовные.
Как только вы подключаете звуковую карту, самое первое, что нужно сделать, это проверить, было ли оно признано или нет. В окне терминала введите:
1.
APLAY – L.
«APLay» используется сценариями, чтобы высказать ответы, чтобы вы могли видеть два устройства шума. Обратите внимание, что встроенный шум был отключен из в пределах config.txt (см. Справочник дерева Gadget) и может быть включен, если вы планируете использовать USB-микрофон вместо карты шума. Выход Windows должен выглядеть как изображение ниже.
Я хотел бы установить шумовую карту USB в качестве аудио по умолчанию, а также для того, чтобы мы требовали настроить /etc/asound.conf.
1.
Sudo Nano /etc/asound.conf.
Удалите существующий материал, а также замените его текстом, как показано ниже. Хотя это устанавливает ввод по умолчанию, а также выходной гаджет на устройство USB, есть еще один шаг, чтобы сделать работу. (Чтобы выйти из нано, используйте Ctrl + X, Y, Return)
Далее мы редактируемся к данным Audio.py, которые обрабатывают всю звуковую игру, а также функциональность записи. Для этого открывайте данные в вашем любимом текстовом редакторе; Мой нано:
1.
sudo nano /home/pi/voice-recogniziza-rasspi/src/audio.py.
Прокрутите вниз до части, котораяГосударства «Arecord», который находится в функции __init__. Очевидно, что есть посвященный процесс, который сохраняет рекордер, так как я покажу в видео. На данный момент мы хотим редактировать аргументы, чтобы гарантировать, что он использует USB-карту, чтобы выявить аудио вместо исходной голосовой шляпы. Простая настройка для использования «-D», ‘sysdefault: card = 1’ должна быть достаточно, как показано на рисунке ниже.
Аналогичная модификация нуждается в функции APLay немного дальше в коде.
С этим взлом завершен! Дважды щелкните «Test_audio.py», чтобы проверить, работает ли аудио. Мы пропускаем только одну часть головоломки – кнопка «Слушайте»! Итак, просто кабель нажатой кнопку между GPIO23, а также на соседнем заземлении, а затем запустить «SRC / Main.py», чтобы начать играть с DIY Google AIY.
Демонстрация
Немного видео демонстрация предложенного взлома с шумовой картой USB, наружный динамик, а также недорогой микрофон.
Корпус
3D печатный корпус предназначен в Fusion360, а также данные STL являются частью репозитория GitHUB. Вы можете использовать точный одинаковый корпус для ряда рабочих мест, поскольку для Raspberry Pi есть противовыходы, а порты выводится для удобства. Внутри есть много мест, чтобы добавить шляпы, а также дополнительные цепи.
Я сделал раскол корпуса с середины, чтобы он был простым, чтобы получить доступ к GPIO. Все это будет нажать в форме, включая верхнюю крышку, которая имеет отверстия для трех кнопок. Я должен иметь смысл иметь небольшие кнопки, поскольку результат ожидается быть жестче, чем картон. Существует просторная область для докладчика, если вы выбираете, чтобы включить один, который несколько отличается.
У меня не было возможности печатать один, а также обновит эту страницу, когда в теме есть какой-либо тип разработки. Прямо здесь – визуализация дизайна.
Резюме
У Google уже имел свои API для общественности, однако предварительно настроенная картина Raspbian поможет много людей, чтобы начать. Я пытался разработать основы шумовой карты в дополнение к предоставлению планов эквивалентной карты, если вы хотите сделать один. Для других, выбора, чтобы использовать внешнюю шумовую карту, а также продемонстрировал, а также надеюсь, что это влияет на людей по-настоящему попасть в такие проекты. Мир нуждается в большем количестве ай, а именно здесь – ваша возможность начать, так что вы ждете? Заберись.