Включение света голосом своими руками

Голосовое управление светом: как сделать умную систему своими руками

Сама по себе система «Умный дом» подразумевает дистанционное управление практически всеми доступными приборами и устройствами.

Причем, исполнение команд не ограничивается функциями «включить/выключить» или «открыть/закрыть».

Для медиа-устройств еще должны работать функции «тише/громче», для освещения – «ярче/темнее».

Все эти команды можно подавать со смартфона, но намного удобнее голосовое управление светом, музыкой, отоплением, входной дверью.

Для чего необходимо управление «Умным домом» голосом

«Умный дом» – это не просто дорогостоящая игрушка. «Умный дом» – это аппаратно-программный комплекс различных приборов и устройств, делающих жилище безопасным, комфортным, удобным для проживания.

Управление всеми этими приборами осуществляется с помощью разномастных ПДУ, которыми производители снабжают практически все свои изделия.

Как результат – в доме появляются несколько пультов, а обитателям его необходимо помнить алгоритмы работы с техникой.

Подача управляющих сигналов «Умному дому» от смартфона имеет свои минусы. Во-первых, гаджет необходимо постоянно носить с собой из комнаты в комнату.

Во-вторых, его аккумулятор может разрядиться, сам смартфон может потеряться, попасть в руки злоумышленников. Поэтому оптимальное решение для «Умного дома» – устройство голосового управления. Это устройство избавит обитателей дома от необходимости держать в каждой комнате по ПДУ, запоминать разные алгоритмы работы.

Такое управление в системе «Умный дом» приводит к ненужности разнокалиберных ПДУ, работающих на разные «точки входа».

Голосовое управление светом, любой кухонной техникой, отоплением, роботом-пылесосом, климат-контролем, системами безопасности можно осуществить из любого места дома.

При работе с голосом должны быть приняты меры для защиты от несанкционированного доступа в систему – система паролей, условных сигналов.

Для осуществления голосового управления освещением предварительно производится детальная настройка систем распознавания голоса.

Система должна распознавать голоса всех обитателей дома, а не только одного. Она должна уметь понимать команды «включить», «выключить», «ярче», «меньше», привязывать их к конкретным осветительным приборам.

Самодельная система голосового управления освещением

Сделать своими руками управление освещением голосом – задача не из простых. Для ее решения мало одного желания.

Необходимо тщательно продумать схему, рассчитать электрические параметры, подобрать комплектующие, определиться, какое программное обеспечение будет использовано, не потребуется ли его модификация, что может подойти из уже существующих разработок, что можно модифицировать. Желательно уметь работать с паяльником, с тонкой электроникой.

Но сделать самому голосовое управление светом по принципу «Вкл./выкл.» – это просто смастерить эффектную игрушку. Ведь если сделать так, что голосом можно управлять только включением или выключением отдельно взятого осветительного прибора или группы приборов, то почему нельзя такую же функцию распространить и на другие устройства?

Чтобы уже получилась законченная, открытая для расширения система, получившая название «Умный дом».

Готовые модули для работы с голосом

Любая подобная система начинается с модуля распознавания голоса. Первые структуры распознавания акустических сигналов реагировали на хлопки: один хлопок – «включить», два хлопка – «выключить».

Современные структуры распознавания голоса представляют собой сложные аппаратно-программные устройства, способные различать сотни командных посылок, поданных голосом, причем, голоса могут быть различного тембра, различной громкости, произносимые слова могут иметь синонимы.

Наиболее доступные для самоделок модули:

1. Voice Recognition Module V3.1 (FZ0475);
2. Robotech SRL EasyVR Shield0;
3. Voice Recognition Module LD3320;

Каждый из этих модулей имеет свои достоинства и недостатки. Elechouse Voice Recognition Module V3.1 ориентирован на работу с комплектом «Arduino».

Robotech SRL EasyVR Shield 5.0 имеет три алгоритма работы – точный, фонетический и тоновый. Voice Recognition Module LD3320 умеет редактировать ключевые слова.

Простейший голосовой выключатель освещения

Вначале следует определиться со схемой и комплектацией голосового выключателя света.

В простейшем случае в состав такого прибора войдут:

• модуль распознавания голоса;
• усилитель;
• контроллер;
• микрофон;
• управляющее реле (количество зависит от того, сколько осветительных приборов будет подключено к выключателю);
• блок питания на пять вольт;
• компоненты схем – светодиоды, резисторы, конденсаторы, симисторы, монтажные розетки и др.

Усилитель необходим для того, чтобы прибор мог воспринимать сказанные слова, поданные из любой точки помещения, а не только вблизи микрофона.

Контроллер собран на базе микроконтроллера «Аtmega8», имеющего собственные оперативное и постоянное запоминающие устройства.

Симисторы используются, во-первых, в качестве силовых ключей, а, во-вторых, в качестве диммеров, регулирующих яркость освещения. Протокол обмена информацией – UART.

Как работает голосовой выключатель

Алгоритм работы такого выключателя следующий. После первоначального включения необходимо выдержать паузу в несколько секунд для того, чтобы загрузился сам модуль распознавания голоса, инициировались все устройства прибора. Затем нужно установить защиту от несанкционированного включения.

Ведь сказать, к примеру, «включить свет» может каждый, и прибор отреагирует соответствующим образом. Это же относится и к сигналу, противоположному по значению.

Поэтому нужно задать комбинацию инициализации, для чего следует произнести условное слово, какое-нибудь имя. При произношении этого слова загорится сигнальный светодиод, подтверждающий, что прибор готов к работе.

Далее может последовать любая команда: «Включи люстру», «Включи торшер», «Включи ночник». Эти сигналы должны быть запрограммированы при настройках прибора. Команды распознаются модулем, передаются на контроллер.

Контроллер, в свою очередь, обрабатывает информацию и формирует управляющий сигнал на реле, включая заданное устройство. По команде «Выключи люстру», «Выключи торшер», «Выключи ночник», контроллер дает управляющий сигнал на отключение.

Включение голосового управления светом в систему «Умный дом»

Чтобы интегрировать голосовое управление освещением в систему «Умный дом», не нужно обладать специальными знаниями. Это просто сделать на базе комплектов «Arduino».

Чтобы система работала, нужно в каждой комнате разместить чувствительные микрофоны. Через модуль распознавания речи команды будут поступать на контроллер.

Предварительно контроллер через компьютер должен быть запрограммирован на определенные команды. Тогда из любого места в доме можно будет голосом управлять любым устройством в любой комнате, а при необходимости и во дворе.

Заключение

Существуют разработки для смартфонов, позволяющие управлять голосом системой «Умный дом».

Для этих разработок выпускается специальная периферия с кодами доступа.

Для самодельной системы, собранной на базе «Arduino» таких ограничений нет.

Можно делать и подключать к «Умному дому» любые устройства, а не только освещение.

Видео: Голосовое управление освещением Lutron, Alexa

Источник

Голосовое управление освещением X10. Часть 1

Система создавалась для голосового управления приборами домашней автоматизации X10, которых у меня имеется в количестве, достаточном для полного управления освещением одной комнаты. После того как сгорел контроллер домашней автоматизации и таймер, управление осуществлялось с пульта X10. Захотелось сделать управление приборами с помощью голосовых команд.

Использовалось следующее оборудование:

1. Компьютер (нетбук ASUS Aspire One) с операционной системой Linux
2. Достаточно хороший микрофон (желательно направленный)
3. Микроконтроллер Arduino
4. Приборы X10
5. Прибор PSC05 (двусторонний модуль обмена данными между сетью X10 и другими системами)

Коротко системе домашней автоматизации X10

X10 является самой первой системой домашней автоматизации. X10 использует для передачи данных метод частотного уплотнения в обычной электросети квартиры. Плюсы данной технологии:

легка в установке;

никаких дополнительных проводов в квартире;

распространенный стандарт, много исполнительных элементов;

система может управляться дистанционно;

система может программироваться;

относительно низкая стоимость и простота компонентов;

не требует дополнительного электропитания.

В системе X10 есть два основных компонента:

модуль – принимает сигналы от X10 трансивера через электропроводку и управляет устройством, подключенным к нему;

контроллер – посылает сигналы модулям.

Модули бывают разными. Вот стандартный модуль для управления светом.

Модули также могут быть также вмонтированы в электропроводку или встроены в прибор.

Существует три типа контроллеров:

трансивер – подключается к розетке сети переменного тока, принимает сигналы от беспроводного пульта дистанционного управления и отправляет команды модулям.

настольные контроллеры – подключаются к настенной розетке сети переменного тока – посылает команды модулям по сети.

универсальный пульт дистанционного управления – способен посылать как обычные инфракрасные сигналы, так и беспрводные сигналы формата X10.

У каждого модуля есть два настроечных параметра: код группы (A-P) и код устройства (1-16). Существуют следующие правила конфигурации системы X10:

все модули, управляемые одним трансивером или контроллером, должны использовать одинаковый код группы, переключатель кода группы имеет позиции A – P;

трансивер или контроллер должны быть сконфигурированы так, чтобы использовать тот же самый код группы, что и модули, которыми они управляют;

пульт дистанционного управления должен использовать тот же самый код группы, который использует трансивер и модули;

каждый модуль, которым вы хотите управлять отдельно от остальных, должен иметь уникальный код устройства 1 – 16 (эти коды не обязательно должны быть последовательными).

Управлять системой X10 можно дистанционно, например с помощью телефонного контроллера или компьютерного интерфейса. Для объединения системы X10 c другими системами служит контроллеры TW523 или PSC05. Мы будем использовать для управления приборами X10 с помощью Arduino.

Двусторонний интерфейс PSC05

Отдельное направление развития технологий x10 – создание сторонними разработчиками и ОЕМ-производителями собственных устройств (микрокомпьютерных систем) дляуправления модулями x10. Такие устройства подключаются к системам x10 с помощью специальных интерфейсных модулей. Пример такого модуля – . PSC05 вставляется в обычную электророзетку, а внешние устройства подключаются к нему через оптически развязанный интерфейс с разъемом RJ11. Модуль PSC05 преобразует генерируемые управляющим устройством команды в сигналы, передаваемые по электропроводке к модулям x10. Этот модуль может передавать сигналы и в обратном направлении – от устройств x10 к управляющим компьютерам.

Подключение PSC05 к Arduino

Для взаимодействия Arduino и PSC05 будем использовать библиотеку arduino-X10, которая позволяет отправлять команды в сеть x10. На сайте arduino.cc предлагают эту библиотеку. Были проблемы, выдавались ошибки в тестовых примерах, но удалось победить. Подключение к модулю PSC05 по кабелю RJ11.

В библиотеке пока не реализована отправка сообщений из сети X10, один из средних выводов поэтому пока не используется. Паяем и подключаем к Arduino. Получилось так.

Схема

Скачиваем библиотеку, копируем в папку libraries, запускаем Arduino IDE. Выбираем пример X10_Multi, исправляем ошибки, немного модифицируем (делаем для приборов с кодами A2 и A4) переключение каждые 5 сек, подключаем, проверяем, все работает — вот видео

Вот код данного проверочного скетча.

Во второй части — Преобразование голоса в текст

Источник

Голосовое управление своими руками

Привет друзья. Сегодня я хочу рассказать и показать Вам свою самоделку, которая использует голосовое управление. Фактически это включатель-выключатель с голосовым управление. Особенностью данной самоделки является то, что данный прибор может не только по голосовой команде управлять нагрузкой, но и может отвечать голосовыми командами, записанными ранее на флеш карту.
По внешнему виду устройство получилось такое невзрачной. Это моя вина, но я не ставил перед собой цели сделать его красивым, просто было лень. Собственно, по этой же причине я вывел минимум приспособлений для управления данным устройством, из которых на передней панели только ручка управления громкостью звука ответчика и приемник флеш карт, который по началу тоже хотел запихать внутрь.
Что же может этот выключатель? Он может выключать 3 нагрузки независимо друг от друга. Работает от следующим образом: в выключателе я организовал повышенную помехоустойчивость от нежелательных включение. Выражается это в том, что для выключения нужной нагрузки нужно сначала обратиться к прибору.
Для обращения необходимо сказать «Ардуино». Я назвал так потому что сердцем этого устройства является голосовой модуль, с котором мы будем в дальнейшим знакомиться, предназначался в первую очередь для конструктора «Arduino». Хотя я ни разу не сталкивался с Arduino и в этом приборе его модули не используются.
Обращаемся к выключателю «Ардуино», если выключатель отвечает «Слушаю», то произноси следующую из трех, назначенных мной, команд: «Лампа», «Гирлянда», «Свет». После принятия команды устройство переведет состояние подключенного прибора на противоположное: если лампа горела – выключит, если не горела – включит. И ответит, пример: «Лампа выключена» или «Лампа включена» …
Проще говоря, наш диалог с выключателем будет состоять следующим образом:
— Ардуино.
— Слушаю.
— Свет.
— Включаю свет.
Можно конечно же было запрограммировать модуль конкретными командами: «Включить свет», «Выключить свет», но я решил сделать так, чтобы одна команда и включала, и выключала.
Все ответы записаны мной на флеш карту. Это обычные файлы WAV формата. Текст читал сайт английского перевода. Это может быть любая другая программа, умеющая читать текст. Или вообще эти ответы можете записать Вы сами или Ваши родственники…
Я не знаю плюс это или минус, но данное устройство чувствительно к тембру голоса. То есть, к примеру, мою жену он пре признавал, пока я не записал отдельно её голос на модуль. И ответы я ей сделал другие: мне отвечает женщина, а ей мужчина. Прикольно, не правда ли?)
Ну теперь давайте наконец перейдем к испытания сего девайса. Включаем в сеть, подключим одну нагрузку.
Необходимо секунд 5 подождать пока загрузиться сам модуль, пока контроллер обратиться к модулю, пока плеер инициализирует флешку и фалы на ней…
Смотрите видео ниже процесса работы…
Вот так вот работает данный выключатель. Теперь давайте посмотрим на начинку выключателя. Снимаем верхнюю крышку. Первая плата плеера с усилителем. Именно она воспроизводит ответы, записанные на флешку. Управляется плата с помощью UART протокола. Команды посылает контроллер расположенный на второй плате, к которой мы вернемся чуть позже. Далее третья плата – блок питания с силовыми ключами выполнена на семестрах. Вся схема имеет гальваническую развязку по напряжению. Плата так же управляется контроллером. Блок питания выдает 5 вольт стабилизированного напряжения. Силовые ключи могут выдержать нагрузку около 200 Вт на канал. Теперь перейдем на вторую плату. На ней расположен контроллер, который всем управляет и модуль распознавания голосовых команд.
Работу, подключение и настройку модуля мы рассмотрим в следующем видео. А сейчас я поясню работу контроллера, который выполнен на atmega8. Модуль распознавший команду дает команду контроллеру по UART, контроллер обработав команду включает или выключат нагрузку и бает команду звуковому модулю на воспроизведение звукового ответа. Вроде всё просто).
Хочу сказать, что делая данную самоделку я не ставил себе задачу сделать серьёзное устройство, скорее игрушку.
В следующем видео вы рассмотрим непосредственно сам модуль, так что подпишитесь на канал, чтобы не пропустить, если конечно данный материал Вас заинтересовал.
Я построил данный выключатель пару лет назад на модуле версии V2. Но в следующем видео мы будем рассматривать более новую версию V3. Так же мы рассмотрим 2 вида работы с этим модулем: простой – это если Вы не владеете программированием и полный – это если Вы умеете программировать микроконтроллеры.

Модуль распознавания голоса (речи) V3 — http://ali.pub/qv2kr
Модуль распознавания голоса (речи) V2 — http://ali.pub/do03a

Надеюсь Вам понравилось видео на данную тему. Спасибо за просмотр данного видео. Если Вам понравилось – поставьте лайк, так я буду знать, что Вам это не безразлично. Подписывайтесь на канал, до новых встреч.

Источник