Автоматизация на дома Arduino, използваща акустична свързаност, задвижвана от чуруликане

Наскоро се заинтригувах с всички нови продукти за домашна автоматизация на пазара и затова закупих Google Home Mini и няколко други интелигентни устройства за управление на осветлението, вентилаторите, променливотока и какво ли още не. Въпреки че работеше и всичко беше забавно за използване, малко се притесних, че всички тези безжични връзки се случват около мен. Само в моята спалня имаше 5 интелигентни устройства и включително моя лаптоп и телефон, ще има общо 7 безжични устройства около мен, които винаги остават свързани с моя рутер. Бях притеснен, че всички тези Wi-Fi сигнали може да са вредни за нашето здраве и този изследователски труд на Sciencedirect добави доказателства към мислите ми. Тогава започнах да мисля за алтернативно решение за безжична автоматизация на дома, което не се нуждае от Wi-Fi / Bluetooth, за да работи.

Нов подход за устройства за автоматизация на дома, използващи Chirp

По-рано изградихме проект за домашна автоматизация с дистанционно управление, който може да работи без Wi-Fi или Bluetooth, но вече не е страхотно и исках да управлявам устройствата с глас. Търсих техника за домашния мини на Google за директна комуникация със смарт устройствата, така че основно се нуждая от метод за безжична комуникация Machine to Machine, без да използвам Wi-Fi или BLE.

Тогава се сетих за интервюто с Дан Джоунс, главен технически директор на Chirp, в което той представи Chirp като „Chirp е начин за предаване на информация с помощта на звукови вълни. За разлика от Wi-Fi или Bluetooth, които използват радиочестоти, Chirp кодира данни в тонове, които могат да се възпроизвеждат (предават) с помощта на всеки компютърен високоговорител и да се приемат чрез всеки компютърен микрофон, без да е необходим допълнителен хардуер като RF чипове. Това позволява Chirp да се използва на всяко потребителско устройство, в което има високоговорител и микрофон, като мобилни телефони, лаптопи, PA системи и т.н., и може да предава информация дори чрез YouTube поток или телевизионно излъчване. " Това означава, че можем да използваме Google home mini, за да говорим директно (чрез чуруликане) с нашето интелигентно устройство.Всичко, от което се нуждаем, е микрофон и процесор вътре в тези интелигентни устройства, за да декодира чуруликащите аудио данни, за да извърши необходимите действия. Chirp също наскоро обяви интеграцията на данни за звук за Arduino, това означава, че трябва да можем да използваме новата Arduino nano 33 BLE сензорна платка, за да стартираме Chirp SDK за нашия проект.

Така че в този проект ще изградим устройство за акустична домашна автоматизация, в което ще можем да управляваме това интелигентно устройство, без да използваме безжични връзки като Wi-Fi или Bluetooth. Ще използваме Action for Google и Dialogflow, за да изградим тестово приложение за нашия Google Assistant, за да го накара да възпроизвежда кодиран звук (Chirp). След това този звук ще бъде заснет от сензорната платка Arduino nano BLE, изпълняваща програмата Chirp Arduino, въз основа на съобщението, кодирано в данните, които платката Arduino може да извърши каквото и да е действие като превключване на AC натоварване, контролиращо RGB LED и т.н. Може да звучи като много, но е относително просто и пълните инструкции са дадени по-долу. Така че нека да започнем.

Възпроизвеждане на Chirp Audio с Google Assistant

Най-лесният начин за изграждане на гласово контролирана домашна автоматизация е използването на IFTTT с Google Assistant за домашна автоматизация. Но по време на писането на тази статия Chrip няма аплет на IFTTT, така че ще използваме платформата Действия за Google. Има голяма вероятност Chirp да предостави собствен аплет в IFTTT по време на четенето на тази статия, така че проверете това. Ако не, нека да продължим с действия за Google за създаване на приложение за Google Assistant.

Стъпка 1: Отворете конзолата Dialogflow. Може да се наложи да се регистрирате, ако все още не сте го направили. След това кликнете върху „Създаване на нов агент“, както е показано по-долу

Стъпка 2: Дайте име на новия си агент и след това кликнете върху създаване. Посочих агента си като „Circuitdgest_Automation“

Стъпка 3: Сега ще бъдете отведени до раздела за намерения. Тук обучавате новия си агент за различни намерения. В нашия случай ще напишем две намерения, едното е да включим светлината, а другото да изключим светлината. Можете да напишете произволен брой намерения въз основа на приложенията и командите, които трябва да бъдат разбрани от вашия агент. По подразбиране ще имате намерение за добре дошли, но нека създадем нов, за да включим светлината, като щракнем върху „Създаване на намерение“ и аз ще нарека това намерение Lights on

В новата страница кликнете върху „Добавяне на фрази за обучение“ и въведете командата, която трябва да бъде разбрана от вашия асистент в този случай „Включете светлината“. Можете да напишете произволен брой фрази за обучение, които предават значението на едно и също намерение.

Стъпка 4: Сега превъртете надолу и кликнете върху „Добавяне на отговор“. Тук казваме на асистента как да отговори, ако се задейства конкретното намерение. По подразбиране можете да въведете текстов отговор тук, но ние се нуждаем от звук, за да се възпроизведе нашият асистент, така че кликнете върху символа „+“ близо до раздела „По подразбиране“ и изберете Google асистент и след това часовник „Добавяне на отговори“ и изберете „Прости отговори“ ”. В този прост тип текстово поле за отговор в този код

Включени светлини

Това е прост SSML код за възпроизвеждане на аудио от URL и след това кажете „Lights Turned ON“. Това аудио трябва да е кодираното аудио от Chirp и трябва да бъде качено jovo.tech.

Получаване на кодиран звук от чуруликане:

Това кодирано аудио може да бъде получено от приложението Chrip Android. Инсталирайте приложението и въведете съобщението, което ще бъде кодирано, и кликнете върху бутона Изпрати, за да слушате кодирания звук

Тук съм написал „Светлини включени“. По същия начин можете да въведете всяко съобщение и да кликнете върху бутона Изпрати, за да проверите кодирания звук. След това можем да запазим този аудио файл (mp3 формат) с помощта на всеки звукозапис. Записал съм два такива аудио файла с кодирано съобщение “Lights on” и “Lights off”. Можете да ги изтеглите от тук, ако искате да спестите време. След като сте готови със звуковите файлове, отидете на аудио конвертора на jovo tech, за да качите вашите mp3 файлове и да получите връзка за него.

Имайте предвид, че това е инструмент за тестване и вашите файлове ще бъдат активни само за 24 часа. Ако имате нужда да работи дълго време, трябва да използвате собствен уеб сървър като Google fire-base като този примерен интерфейс на Google асистент firebase. Сега, след като сте получили връзката, отговорът ви в диалоговия поток трябва да изглежда така

Не забравяйте да кликнете върху запазване, за да запазите това намерение.

Стъпка 5: По същия начин създайте още едно ново намерение да изключите осветлението. Отново въведете вашата тренировъчна фраза, а също и вашия отговор. Този път вмъкнете линка на другия аудио файл и го помолете да каже, че Lights off, както е показано по-долу

Отново се уверете, че сте запазили и това.

Стъпка 6: Сега отляво кликнете върху раздела за интеграции и изберете Google асистент. Това ще ни помогне да тестваме приложението с помощта на Google асистент. Изберете приложението Google Assistant и кликнете върху „TEST“

Стъпка 7: Това ще отнеме известно време, след което ще получите тестовия екран, както е показано по-долу. В левия ъгъл можете да видите текстово поле, където можете да въведете тестовите си команди и да видите как реагира приложението. Можете също да намерите някои приложения за отстраняване на грешки в лявата част на екрана.

Когато въведете „включване на светлините за четене“, той трябва да пусне звуков сигнал и да каже, че светлините са включени, подобно на „Изключване на светлините за четене“ След като заработи тук, можете да го изпробвате на всяко устройство с асистент на Google, като вашия телефон или google home mini, свързано с вашия идентификатор в Gmail. Просто кажете да говорите с моето тестово приложение и да започнете да контролирате устройството.

Подготовка на вашия Arduino Nano 33

Сега от хардуерна страна нещата станаха доста лесни благодарение на дъската Arduino Nano 33 BLE Sense. Тъй като платката има вграден микрофон и библиотеки за чуруликане, готови да се разположат директно от вашата IDE на Arduino. Ако сте напълно нови в тази дъска, препоръчително е да прочетете тази статия „Първи стъпки с Arduino Nano 33 BLE“, за да разберете