Einfaches Sprachsteuerungsdesign mit Alexa von Amazon

Wenn Sie jemals den Wunsch hatten, schnell und problemlos intelligente Prototypen für den Hausgebrauch mit einem idealen Sprachbedienungserlebnis zu kreieren, dann ist das AudioSmart 2-Mikrofon-Entwicklungskit von Conexant genau das Richtige für Sie.

AudioSmart™ 2-Mikrofon-Entwicklungskit für Amazon AVS kommt mit dem CX20921 Voice Input Prozessor von Conexant mit integrierter Freisprech-Sprachverarbeitungstechnologie und bereits vorinstalliert mit dem Alexa™-Aktivierungswort.

Dies heißt also, dass Sie coole neue Produkte entwickeln können, die Sie nur alleine mit gesprochenen Anweisungen steuern können. Sie benötigen Folgendes, um loszulegen:

das AudioSmart 2-Mikrofon-Entwicklungskit

den Raspberry Pi 4 mit einer SD-Karte mit mindestens 8 GB und vorinstalliertem oder heruntergeladenem NOOBS.

ein Mikro-USB-Stromkabel.

eine USB-Tastatur und -Maus.

einen externen HDMI-Monitor.

einen externen Lautsprecher mit 3,5-mm-Audiokabel.

eine Internetverbindung über WiFi oder Ethernet.

 Folgen Sie der Video-Anleitung, um Schritt-für-Schritt-Anweisungen zu erhalten, die unten zusammengefasst werden.

Hardwareeinrichtung

Wir beginnen mit dem Setup der gesamten Hardware. Zuerst verbinden wir den Audioanschluss am Pi mit der Leitung an der Entwicklungsplatine.

Danach schließen wir das Mikrofonmodul an den mit MIC 1 beschrifteten Anschluss der Entwicklungsplatine an.

Als Nächstes schließen Sie das Mikro-USB-Kabel zwischen dem mit J1 USB beschrifteten 2-Mikrofon-Anschluss und einem USB-Port am Pi an.

Nun verbinden wir den Masse-Pin, Pin 15, auf der Entwicklungsplatine, der sich im Bereich P2 befinden sollte, mit dem GPIO-Pin 14 am Pi. Anschließend verbinden wir den GPIO1 über Pin 14 im Bereich P2 auf der Entwicklungsplatine mit GPIO-Pin 13 am Pi.

Danach schließen wir den Aktivlautsprecher über J3 an das 2-Mikrofon an.

Und dann schließen wir die Maus und die Tastatur an den Raspberry Pi an, der dann mit einem externen HDMI-Monitor verbunden wird.

Schließlich müssen wir nur noch den Pi mit einem Mikro-USB-Kabel, das Sie einfach an Ihren Computer anschließen können, mit Strom versorgen und das 2-Mikrofon über die Spannungsversorgung einschalten. Drücken Sie den Schalter am 2-Mikrofon. Die Entwicklungsplatine und der Pi sollten alle eingeschaltet werden.

Softwareeinrichtung

RP4-Einrichtung:

Nachdem nun die gesamte Hardware eingerichtet wurde, fahren wir jetzt mit der Software fort.

Zuerst müssen wir auf unserem Raspberry Pi Raspian Jessie installieren. Sie können dafür entweder eine Mikro-SD-Karte mit vorinstalliertem NOOBS verwenden oder die neueste Version von NOOBS über den folgenden Pfad herunterladen: downloads.raspberrypi.org/NOOBS_latest.

Der Download kann einige Zeit dauern. Formierten Sie also zwischenzeitlich die SD-Karte entweder auf FAT oder FAT32. Verwenden Sie dazu ein Formatierprogramm für SD-Karten, das Sie online finden können. Nachdem die Dateien heruntergeladen wurden, extrahieren Sie sie und ziehen Sie sie alle aus dem extrahierten NOOBS-Ordner auf die SD-Karte.

Legen Sie SD-Karte mit den darauf befindlichen NOOB-Dateien in den Mikro-SD-Steckplatz am Pi ein. Schalten Sie den Pi ein, sofern noch nicht geschehen. Sie sollten am Monitor sehen, wie er gestartet wird. Sie sehen nun ein Fenster mit einer Liste der zu installierenden Betriebssysteme. Wir installieren aber nur Raspbian Jessie.

Das Installationsverfahren kann eine Weile dauern. Sie können also ruhig eine Snackpause einlegen.

Sobald das Verfahren abgeschlossen ist, sollte der Pi problemlos auf Ihrem Monitor laufen. Einer von zwei Schritten, die sofort ausgeführt werden sollten, ist die Wahl von Tastatur-Einstellungen in den Vorgaben, mit denen Sie vertraut sind. Und Sie sollten dann eine Internetverbindung herstellen.

Registrieren bei Amazon

Als nächstes müssen Sie sich auf developer.amazon.com für ein Amazon-Entwicklerkonto registrieren. Dazu sollte der Desktop des Pi verwendet werden, da einige lange Codenummern kopiert und einfügt werden müssen.

Sobald Sie ein Amazon-Entwicklerkonto besitzen, müssen Sie ein Alexa-Geräte- und -Sicherheitsprofil anlegen. Öffnen Sie die Alexa-Registerkarte und klicken Sie für den Alexa Voice Service (AVS) auf "Get Started" (Loslegen). Es erscheint dann das Dropdownfeld "Register a product" (Ein Produkt registrieren) mit der Option "Device" (Gerät). Geben Sie in diesem Fenster unter "Device Type ID" (Gerätetyp-ID) eine einfache Kennung für Ihr Produkt ein, die Sie später benötigen, und einen Anzeigenamen im Entwicklerportal. Dieser Anzeigename wird Benutzern angezeigt, wenn sie das Produkt bei Amazon registrieren. Sie können für diesen ersten Anzeigenamen "Testing" verwenden. Klicken Sie dann auf "Next" (Weiter), wodurch Sie zu Ihrem Sicherheitsprofil gelangen.

Klicken Sie auf das Dropdownfeld des Sicherheitsprofils und wählen Sie "Create a new profile" (Neues Profil anlegen). Geben Sie einen Namen für Ihr Sicherheitsprofil und eine Beschreibung ein. Wir haben "Testing Voice App" verwendet. Klicken Sie auf "Next" (Weiter). Für Sie wird dann eine Client-ID und ein geheimer Clientschlüssel erstellt, die Sie später benötigen.

Klicken Sie nun auf die Registerkarte "Web Settings" (Webeinstellungen). Achten Sie darauf, dass das gerade von Ihnen erstellte Sicherheitsprofil im Dropdownmenü ausgewählt ist. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche "Edit" (Bearbeiten).

Klicken Sie unter "Allowed Origins" (Zugelassene Ursprünge) auf "Add Another" (Weiteren hinzufügen) und geben Sie https://localhost:3000 ein. Kicken Sie unter "Allowed Return URLs" (Zugelassene Rückgabe-URLs) auf "Add Another" (Weitere hinzufügen) und geben Sie https://localhost:3000/authresponse ein. Klicken Sie dann auf "Next"(Weiter).

Hier sehen Sie nun die Gerätedetails, die Sie selbst ausfüllen können. Klicken Sie dann auf "Next" (Weiter).

Als letzter Schritt der Registrierung aktivieren Sie Ihr Sicherheitsprofil. Sie müssen einen Webbrowser öffnen und zu https://developer.amazon.com/lwa/sp/overview.html navigieren. Wählen Sie oben auf der Seite das von Ihnen zuvor erstellte Sicherheitsprofil aus dem Dropdownmenü aus und klicken Sie auf "Confirm" (Bestätigen). Sie müssen eine URL der Datenschutzbestimmungen eingeben, die mit http:// oder https:// beginnt. Für Demonstrationszwecke haben wir eine Schein-URL wie http://example.com verwendet. Klicken Sie auf "Next" (Weiter). Der nächste Bildschirm zeigt Ihre Client-ID und Ihren geheimen Clientschlüssel an. Sie müssen diese Werte speichern. Ihre Registrierung ist damit abgeschlossen!

Einrichten des Raspberry Pi 4

Gehen wir nun wieder zum Pi. Zuerst müssen Sie ein Terminal öffnen und Folgendes eingeben:

cd Desktop

und dann geben Sie diese Zeile ein:

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

Sie müssen nun das Installationsskript mit den Anmeldeinformationen aktualisieren, die wir von Amazon erhalten haben. Dies waren die Produkt-ID, die Client-ID und der geheime Clientschlüssel. Wir geben im Terminal dazu zuerst Folgendes ein:

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

und danach:

nano automated_install.sh

Sie gelangen nun zu einem Bildschirm, auf dem Sie die Werte für ProductID, ClientID und ClientSecret einfügen müssen. Drücken Sie Strg+X und Y und anschließend die Eingabetaste, um die Änderungen zu speichern.

Nun müssen wir das automatisierte Skript ausführen, mit dem alle erforderlichen Projektdateien installiert werden. Öffnen Sie also wieder das Terminal und führen Sie dann die folgenden Befehle aus:

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

chmod +x automated_install.sh

. automated_install.sh

Ihnen werden dann einige Fragen gestellten. Gehen Sie sie einfach alle durch. Und sobald das Skript startet, möchten Sie für die nächsten 30 Minuten vielleicht wieder eine Snackpause einlegen.

Nachdem die Installation abgeschlossen wurde, müssen Sie die nächsten drei Befehle in drei separaten Terminalen ausführen.

Für Terminal 1 geben wir den folgenden Befehl ein, um den Webdienst aufzurufen, mit dem unsere Muster-App zur Nutzung mit AVS berechtigt wird:

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

Der Befehl sollte einfach automatisch ausgeführt werden, und der Server sollte nun auf Port 3000 betrieben werden.

Öffnen Sie ein neues Terminal. Sie sollten den folgenden Befehl eingeben, um die Muster-App auszuführen, die mit AVS kommunizieren wird:

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

Es sollte nun ein Fenster zum Registrieren Ihres Geräts eingeblendet werden, in dem Sie auf „Yes“ (Ja) klicken können. Wenn es an dieser Stelle nicht erscheint, bedeutet dies, dass der Installationsvorgang nicht erfolgreich war. Achten Sie darauf, dass Ihr Internetzugang nicht durch eine Firewall geschützt ist. In diesem Fall wird das Fenster nämlich nicht eingeblendet. Falls dieses Problem auftritt, müssen Sie das automatisierte Installationsskript wie einige Minuten zuvor erneut ausführen, um es zu beheben.

Wenn keine Probleme auftraten, weist eine eingeblendete Meldung darauf hin, dass Ihre Verbindung nicht privat ist. Sie brauchen jetzt nur zu „Advance“ (Fortschreiten) zu gehen und dann auf „Proceed to localhost“ (Zu localhost übergehen) zu klicken. Danach gelangen Sie zu einer Amazon-Anmeldung, wo Sie Ihre Amazon-Anmeldeinformationen eingeben können. Sie gelangen dann zur Seite „Dev Authorization“ (Geräteautorisierung). Klicken Sie auf „OK“, um zu bestätigen, dass das Gerät auf das zuvor erstellte Sicherheitsprofil zugreifen soll. Auf diese Weise gelangen Sie zu einem Fenster mit der Meldung „Device tokens ready“ (Geräte-Token bereit).

Kehren Sie nun zur Java-Anwendung zurück und klicken Sie auf „OK“. Dies bedeutet, dass der Client nun bereit ist, Alexa-Anforderungen zu akzeptieren.

Im letzten Terminal können Sie entscheiden, ob Sie die energiesparende oder die hochleistungsfähige integrierte Aktivierungswort-Engine auswählen möchten. Geben Sie für die energiesparende Engine die folgenden Befehle im Terminal ein:

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

sudo ./wakeWordAgent -e gpio

oder geben Sie für die Hochleistungs-Engine diesen Befehl im Terminal ein:

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

Egal, wie Ihre Wahl ausfällt, sollte dies der letzte Schritt sein, und Sie verfügen schließlich über einen funktionierenden AVS-Freisprech-Prototyp! Dies ist ein Anfangpunkt für Sie, an dem Sie mit der Entwicklung von Freisprech-Prototypen ganz nach dem von Ihnen gewünschten Befehl beginnen können. Es liegt jetzt an Ihnen, Ihre Kreativität unter Beweis zu stellen!

Schauen Sie immer einmal wieder bei Arrow.com vorbei, um die neuesten Inhalte für neue und beliebte Entwicklungsplatinen und Kits zu entdecken.

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