Facile progetto ad attivazione vocale con Amazon Alexa

Per chi desidera creare rapidamente e facilmente dei prototipi di dispositivi intelligenti per la casa che offrano all'utente un'esperienza vocale eccezionale, il kit di sviluppo a 2 microfoni AudioSmart di Conexant è l'ideale.

Il kit di sviluppo a 2 microfoni AudioSmart™ per Amazon AVS dispone di un processore a input vocale CX20921 di Conexant che incorpora la tecnologia di sintesi vocale in vivavoce e il sistema di attivazione con parola chiave di Alexa™ precaricato.

Fondamentalmente questo significa che è possibile sviluppare nuovi e interessanti progetti che possono essere controllati semplicemente usando la voce. Ecco cosa serve per iniziare:

Il kit di sviluppo a 2 microfoni AudioSmart

Un Raspberry Pi 4 con una scheda SD da minimo 8 GB e il pacchetto NOOBS pre-installato o scaricato.

Un cavo di alimentazione micro USB.

Una tastiera e un mouse USB.

Un monitor HDMI esterno.

Un altoparlante esterno con cavo audio da 3,5 mm.

Una connessione Internet tramite Wi-Fi o Ethernet.

 Per seguire le istruzioni passo passo riportate di seguito, guardare il tutorial.

Impostazione dell'hardware

Inizieremo con l'impostazione dell'hardware, quindi collegheremo innanzitutto il jack audio sul Pi alla linea della scheda di sviluppo.

Quindi, prenderemo il modulo del microfono e lo collegheremo all'entrata MIC 1 sulla scheda di sviluppo.

In seguito, collegheremo il cavo micro USB del kit a 2 microfoni su cui è scritto "J1 USB" a una porta USB sul Pi.

Ora collegheremo il pin di messa a terra sulla scheda di sviluppo, che dovrebbe essere nella sezione P2, pin 15, al Pi nel GPIO pin 14. Da lì, collegheremo il GPIO1 nella sezione P2, pin 14 dalla scheda di sviluppo, al Pi nel GPIO pin 13.

Quindi, prenderemo l'altoparlante alimentato e lo collegheremo al kit a 2 microfoni su J3.

Collegheremo poi il mouse e la tastiera al Raspberry Pi, che dovrebbe a sua volta poi essere collegato a un monitor HDMI esterno.

Come ultima cosa, dobbiamo alimentare il Pi con un cavo micro USB che deve essere semplicemente collegato al computer. Utilizzare quindi l'alimentatore per fornire potenza al kit. Girare l'interruttore presente sul kit a 2 microfoni per accendere la scheda di sviluppo e il Pi.

Impostazione del software

Impostazione di RP4:

Ora che l'impostazione dell'hardware è stata completata, passiamo ai componenti software.

Ciò che è necessario fare innanzitutto è installare Raspian Jessie sul nostro Raspberry Pi. Si può utilizzare una scheda micro SD che è stata preinstallata con NOOBS o scaricare la versione più recente di NOOBS dal sito downloads.raspberrypi.org/NOOBS_latest.

Il download potrebbe richiedere alcuni minuti. Nel frattempo formattare la scheda SD su FAT o FAT32 utilizzando un programma di formattazione per schede SD disponibile online. Una volta scaricati i file, estrarli e trascinarli dalla cartella NOOBS alla scheda SD.

Con i file NOOB nella scheda SD, inserire la scheda micro SD nello slot per micro SD sul Pi. Accendere il Pi, se non è ancora stato fatto. Sul monitor dovrebbe venire visualizzata la procedura di avvio. Verrà visualizzata una finestra con un elenco di sistemi operativi da installare, ma a noi interessa solo Raspbian Jessie.

Il processo di installazione potrebbe richiedere alcuni minuti durante i quali ci si potrà concedere una pausa.

Al termine dell'installazione, il Pi dovrebbe essere eseguito correttamente sul monitor. Ci sono due operazioni da fare immediatamente, ovvero accedere alle preferenze e cambiare le impostazioni della tastiera con quelle con cui si ha più familiarità. A questo punto occorre effettuare la connessione a Internet.

Eseguire la registrazione con Amazon

Il passo successivo da compiere è registrare un account per sviluppatori Amazon sul sito developer.amazon.com. Si consiglia di eseguire questa operazione sul desktop del Pi poiché si dovranno copiare e incollare alcuni numeri di codice abbastanza lunghi.

Una volta ottenuto un account per sviluppatori Amazon, sarà necessario creare un dispositivo Alexa e un profilo di sicurezza. Andare alla scheda Alexa e fare clic su "get started" (inizia) nel servizio vocale Alexa. Verrà visualizzato un menu a discesa "Register a product" (Registra un prodotto) con l'opzione "Device" (Dispositivo). In questa finestra immettere un semplice identificatore per il prodotto nella casella "Device Type ID" (ID tipo di dispositivo), che sarà necessario in seguito. Specificare anche un nome nel portale degli sviluppatori, che verrà visualizzato agli utenti quando registrano il prodotto su Amazon. È possibile utilizzare "Testing" (Test) come primo nome visualizzato. Fare quindi clic su "next" (avanti) per accedere al profilo di sicurezza.

Fare clic sul menu a discesa del profilo di sicurezza e scegliere "Create a new profile" (Crea un nuovo profilo). Immettere un nome e una descrizione per il profilo di sicurezza. Noi abbiamo usato "Testing Voice App" (Test dell'applicazione vocale). Facendo clic su "next" (avanti) verranno generati un ID e una chiave privata del client da utilizzare in seguito.

Fare clic sulla scheda "Web Settings" (Impostazioni Web). Assicurarsi che il profilo di sicurezza appena creato sia selezionato nel menu a discesa, quindi fare clic sul pulsante "Edit" (Modifica).

In "Allowed Origins" (Origini consentite) fare clic su "Add Another" (Aggiungi altro) e immettere https://localhost:3000, quindi in "Allowed Return URLs" (URL restituiti consentiti) fare clic su "Add Another" (Aggiungi altro) e immettere https://localhost:3000/authresponse. Fare clic su "next" (avanti).

Qui saranno visualizzati i dettagli del dispositivo, che è possibile immettere manualmente, quindi fare clic su "next" (avanti).

L'ultimo passaggio della registrazione è l'attivazione del profilo di sicurezza. Sarà necessario aprire un browser Web e accedere al sito https://developer.amazon.com/lwa/sp/overview.html. Nella parte superiore della pagina selezionare il profilo di sicurezza creato in precedenza dal menu a discesa e fare clic su "confirm" (conferma). È necessario immettere un URL per la Politica sulla privacy che inizi con http:// o https://; a scopi dimostrativi abbiamo utilizzato un URL fittizio come http://esempio.com. Fare clic su "next" (avanti) e nella schermata successiva verranno visualizzati l'ID e la chiave privata del client in cui si dovranno salvare questi valori. La registrazione è ora completata.

Impostazione del Raspberry Pi 4

Torniamo ora al Pi. Innanzitutto, sarà necessario aprire un terminale e digitare quanto segue:

cd Desktop

quindi digitare questa riga:

git clone https://github.com/alexa/alexa-avs-sample-app.git

Sarà ora necessario aggiornare lo script di installazione con le credenziali di Amazon, ovvero l'ID prodotto, l'ID client e la parola chiave del client. A questo punto digitare quanto segue nel terminale:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app

quindi digitare:

nano automated_install.sh

Verrà visualizzata una schermata dove sarà necessario incollare i valori di ID prodotto, ID client e parola chiave del client. Digitare Ctrl+X seguito da Y, quindi premere Invio per salvare le modifiche.

Ora si dovrà eseguire lo script automatico che installerà tutti i file di progetto necessari. Aprire di nuovo un terminale ed eseguire questi comandi:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app

chmod +x automated_install.sh

. automated_install.sh

Rispondere ad alcune domande che verranno poste. Una volta avviata, l'installazione richiederà 30 minuti durante i quali ci si potrà prendere un'altra pausa.

Al termine dell'installazione, si dovranno eseguire i tre comandi riportati di seguito in tre terminali distinti.

Nel terminale 1 digitare il seguente comando per accedere al servizio Web che verrà utilizzato per autorizzare l'app di esempio con AVS:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app/samples/companionService && npm start

L'esecuzione dovrebbe essere automatica e il server dovrebbe ora essere eseguito sulla porta 3000.

Aprire un nuovo terminale e digitare il seguente comando per eseguire l'app di esempio che comunicherà con AVS:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app/samples/javaclient && mvn exec:exec

Verrà visualizzata una finestra popup per registrare il dispositivo e in cui è possibile fare clic su "yes" (sì). Se non viene visualizzata alcuna finestra, significa che il processo di installazione non è riuscito. Assicurarsi che Internet non abbia qualche tipo di firewall impostato che impedisce la visualizzazione della finestra. Sarà necessario eseguire lo script di installazione automatico creato in precedenza per risolvere il problema.

Se non si verifica alcun problema, verrà visualizzata un finestra indicante che la connessione non è privata. Tutto ciò che occorre fare è andare avanti e fare clic su "Proceed to localhost" (Passa a localhost). Verrà visualizzata una pagina di login di Amazon dove è possibile immettere le proprie credenziali di Amazon. Verrà quindi visualizzata una pagina di autorizzazione per gli sviluppatori. Fare clic su "OK" per confermare che si desidera che il dispositivo acceda al profilo di sicurezza creato in precedenza. Verrà visualizzata una finestra indicante "Device tokens ready" (Token dispositivo pronti).

Tornare quindi all'applicazione Java e fare clic su "OK" per indicare che il client è pronto per accettare le richieste di Alexa.

Nell'ultimo terminale è possibile decidere se selezionare la versione ad alte prestazioni o quella a basso consumo del sistema di attivazione tramite parola chiave incorporato. Per la versione a basso consumo, digitare questi comandi nel terminale:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app/samples/wakeWordAgent/src

sudo ./wakeWordAgent -e gpio

mentre per la versione ad elevate prestazioni, digitare il seguente comando nel terminale:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app/samples/wakeWordAgent/src && ./wakeWordAgent -e sensory

Qualunque sia l'opzione scelta, questo è l'ultimo passo. È stato realizzato un prototipo AVS in vivavoce funzionante. Questa procedura può essere considerata il punto di partenza per creare altri prototipi in vivavoce per un qualsiasi comando. Ognuno può dimostrare la propria creatività.

Accedere di frequente al sito Arrow.com per verificare la disponibilità dei contenuti più recenti per nuovi e popolari kit e schede di sviluppo.

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