أتمتة المنزل في Arduino باستخدام اتصال صوتي مدعوم من chirp

لقد اهتممت مؤخرًا بجميع منتجات Home Automation الجديدة في السوق ، وبالتالي اشتريت Google Home Mini وعدد قليل من الأجهزة الذكية الأخرى للتحكم في الأضواء والمراوح وأجهزة تكييف الهواء وما لا. بينما كان يعمل وكان كل شيء ممتعًا للاستخدام ، شعرت بالانزعاج بعض الشيء من وجود كل هذه التوصيلات اللاسلكية التي تحدث حولي. تحتوي غرفة نومي وحدها على 5 أجهزة ذكية ، بما في ذلك جهاز الكمبيوتر المحمول والهاتف الخاص بي ، سيكون إجمالي 7 أجهزة لاسلكية حولي متصلة دائمًا بجهاز التوجيه الخاص بي. كنت قلقًا من أن كل إشارات Wi-Fi هذه قد تكون ضارة بصحتنا ، وقد أضافت هذه الورقة البحثية على Sciencedirect دليلًا على أفكاري. هذا عندما بدأت في التفكير في حل بديل لأتمتة المنزل اللاسلكي لا يحتاج إلى Wi-Fi / Bluetooth للعمل.

نهج جديد لأجهزة أتمتة المنزل باستخدام Chirp

لقد قمنا ببناء مشروع أتمتة المنزل الذي يتم التحكم فيه عن بعد بالأشعة تحت الحمراء والذي يمكن أن يعمل بدون Wi-Fi أو Bluetooth ، لكنه لم يعد رائعًا وأردت التحكم في الأجهزة بصوت. كنت أبحث عن تقنية لـ Google home mini للتواصل مباشرة مع الأجهزة الذكية ، لذلك أحتاج أساسًا إلى طريقة اتصال لاسلكي من آلة إلى آلة دون استخدام Wi-Fi أو BLE.

هذا عندما تذكرت المقابلة مع دان جونز ، كبير موظفي التكنولوجيا في Chirp والتي قدم فيها Chirp على أنها "Chirp هي وسيلة لنقل المعلومات باستخدام الموجات الصوتية. على عكس Wi-Fi أو Bluetooth الذي يستخدم ترددات الراديو ، يقوم Chirp بترميز البيانات بنغمات يمكن تشغيلها (نقلها) باستخدام أي مكبر صوت للكمبيوتر واستلامها من خلال أي ميكروفون كمبيوتر دون الحاجة إلى وجود أي أجهزة إضافية مثل رقائق RF. يتيح ذلك استخدام Chirp على أي جهاز استهلاكي به مكبر صوت وميكروفون ، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأنظمة PA ، وما إلى ذلك ، ويمكنه نقل المعلومات حتى من خلال بث YouTube أو البث التلفزيوني ". هذا يعني أنه يمكننا استخدام Google home mini للتحدث مباشرة (باستخدام chirp) إلى أجهزتنا الذكية.كل ما نحتاجه هو ميكروفون ومعالج داخل هذه الأجهزة الذكية لفك تشفير بيانات صوت chirp لأداء الإجراءات المطلوبة. كما أعلن Chirp مؤخرًا عن تكامل البيانات فوق الصوت لـ Arduino ، وهذا يعني أننا يجب أن نكون قادرين على استخدام لوحة الاستشعار Arduino nano 33 BLE الجديدة لتشغيل Chirp SDK لمشروعنا.

لذا في هذا المشروع ، سنقوم ببناء جهاز Acoustic Home Automation والذي يمكننا من خلاله التحكم في هذا الجهاز الذكي دون استخدام أي اتصالات لاسلكية مثل Wi-Fi أو Bluetooth. سنستخدم Actions for Google و Dialogflow لبناء تطبيق اختبار لمساعد Google الخاص بنا لتشغيل الصوت المشفر (Chirp). سيتم بعد ذلك التقاط هذا الصوت بواسطة لوحة استشعار Arduino nano BLE التي تشغل برنامج Chirp Arduino ، بناءً على الرسالة المشفرة في البيانات ، يمكن أن تؤدي لوحة Arduino أي إجراء مثل تبديل حمل التيار المتردد الذي يتحكم في RGB LED ، وما إلى ذلك. كثيرًا ، ولكنه بسيط نسبيًا ويتم تقديم الإرشادات الكاملة أدناه. اذا هيا بنا نبدأ.

تشغيل Chirp Audio باستخدام مساعد Google

أسهل طريقة لإنشاء أتمتة منزلية يتم التحكم فيها صوتيًا هي استخدام IFTTT مع مساعد Google لأتمتة المنزل. ولكن في وقت كتابة هذا المقال ، لم يكن لدى Chrip تطبيق صغير على IFTTT ، لذلك سنستخدم نظام Actions for Google الأساسي. هناك فرصة جيدة لأن يكون Chirp قد قدم تطبيقه الصغير الخاص به في IFTTT في الوقت الذي تقرأ فيه هذه المقالة ، لذا تحقق من ذلك. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فلنتابع إجراءات Google لإنشاء تطبيق مساعد Google.

الخطوة 1: افتح وحدة تحكم Dialogflow. قد تضطر إلى التسجيل إذا لم تقم بذلك بعد. ثم انقر فوق "إنشاء وكيل جديد" كما هو موضح أدناه

الخطوة 2: امنح وكيلك الجديد اسمًا ثم انقر فوق إنشاء. لقد سميت وكيلي باسم "Circuitdgest_Automation"

الخطوة 3: الآن سيتم نقلك إلى قسم النوايا. هذا هو المكان الذي تدرب فيه وكيلك الجديد على نوايا مختلفة. في حالتنا ، سنكتب نيتين ، أحدهما تشغيل الضوء والآخر إطفاء الضوء. يمكنك كتابة أي عدد من النوايا بناءً على التطبيقات والأوامر التي يجب أن يفهمها وكيلك. بشكل افتراضي ، سيكون لديك هدف الترحيب ، ولكن دعونا ننشئ واحدة جديدة لتشغيل الضوء من خلال النقر على "إنشاء نية" وسأقوم بتسمية هذه النية

في الصفحة الجديدة ، انقر فوق "إضافة عبارات تدريب" وأدخل الأمر الذي يجب أن يفهمه مساعدك في هذه الحالة "تشغيل الضوء". يمكنك كتابة أي عدد من عبارات التدريب التي تنقل معنى نفس القصد.

الخطوة 4: الآن قم بالتمرير لأسفل وانقر فوق "إضافة رد". هذا هو المكان الذي نخبر فيه المساعد بكيفية الرد إذا تم تشغيل هذه النية المحددة. افتراضيًا ، يمكنك إدخال استجابة نصية هنا ، لكننا نحتاج إلى تشغيل الصوت لمساعدنا ، لذا انقر فوق الرمز "+" بالقرب من علامة التبويب "افتراضي" وحدد مساعد Google ثم على مدار الساعة "إضافة ردود" وحدد "ردود بسيطة ". داخل مربع نص الرد البسيط ، اكتب هذا الرمز

مضاءة الأضواء

إنه رمز SSML بسيط لتشغيل الصوت من عنوان URL ثم قول "Lights Turned ON". يجب أن يكون هذا الصوت هو الصوت المشفر من Chirp ويجب تحميله jovo.tech.

الحصول على صوت مشفر من chirp:

يمكن الحصول على هذا الصوت المشفر من تطبيق Chrip Android. قم بتثبيت التطبيق واكتب الرسالة المراد تشفيرها وانقر فوق الزر "إرسال" للاستماع إلى الصوت المشفر

هنا قمت بكتابة "تشغيل الأضواء". وبالمثل ، يمكنك كتابة أي رسالة والنقر فوق الزر "إرسال" للتحقق من الصوت المشفر. يمكننا بعد ذلك حفظ هذا الملف الصوتي (تنسيق mp3) باستخدام أي مسجل صوت. لقد سجلت ملفين من هذه الملفات الصوتية باستخدام الرسالة المشفرة "Lights on" و "Lights off". يمكنك تنزيلها من هنا إذا كنت تريد توفير الوقت. بمجرد أن تكون جاهزًا مع الملفات الصوتية ، انتقل إلى محول الصوت jovo tech لتحميل ملفات mp3 الخاصة بك والحصول على رابط لها.

لاحظ أن هذه أداة اختبار وستظل ملفاتك مباشرة لمدة 24 ساعة فقط. إذا كنت بحاجة إلى العمل لفترة طويلة ، فعليك استخدام خادم الويب الخاص بك مثل Google fire-base مثل نموذج واجهة مساعد Google firebase. الآن بعد أن حصلت على الرابط ، يجب أن يبدو ردك على تدفق الحوار مثل هذا

تأكد من النقر فوق حفظ لحفظ هذه النية.

الخطوة 5: بالمثل ، قم بإنشاء نية جديدة أخرى قم بإطفاء الأنوار. مرة أخرى أدخل عبارة التدريب الخاصة بك وكذلك ردك. هذه المرة أدخل رابط الملف الصوتي الآخر واطلب منه أن يقول إن الأضواء مطفأة كما هو موضح أدناه.

مرة أخرى تأكد من حفظ هذا أيضًا.

الخطوة 6: الآن ، على الجانب الأيسر ، انقر فوق علامة تبويب التكامل وحدد مساعد Google. سيساعدنا هذا في اختبار التطبيق باستخدام مساعد Google. حدد تطبيق Google Assistant وانقر على "اختبار"

الخطوة 7: سيستغرق ذلك بعض الوقت وبعد ذلك ستحصل على شاشة الاختبار كما هو موضح أدناه. في الزاوية اليسرى ، يمكنك رؤية مربع نص حيث يمكنك كتابة أوامر الاختبار الخاصة بك ومعرفة كيفية استجابة التطبيق. يمكنك أيضًا العثور على بعض تطبيقات تصحيح الأخطاء على الجانب الأيسر من الشاشة.

عندما تكتب "تشغيل أضواء القراءة" ، يجب أن تشغل نغمة الغرد وتقول إن الأضواء مضاءة ، كما يجب أن تقوم بذلك أيضًا مع "إطفاء أضواء القراءة". بمجرد أن يعمل هنا ، يمكنك تجربته على أي جهاز مساعد google مثل هاتفك أو google home mini المتصل بمعرف Gmail الخاص بك. فقط قل تحدث إلى تطبيق الاختبار الخاص بي وابدأ في التحكم في الجهاز.

تحضير Arduino Nano 33

الآن على جانب الأجهزة ، أصبحت الأمور سهلة للغاية بفضل لوحة Arduino Nano 33 BLE Sense. لأن اللوحة تحتوي على ميكروفون مدمج ومكتبات غرد جاهزة للنشر مباشرة من Arduino IDE. إذا كنت جديدًا تمامًا على هذه اللوحة ، فمن المستحسن أن تقرأ مقالة "البدء مع Arduino Nano 33 BLE" لفهمها