[아두이노] 음성 인식 모듈 사용해보기

익명 11/13/2019


안녕하세요 대짜이찐입니다.
오늘은 음성 인식 모듈(Voice Recognition Module) 제품에 대해
설명 및 사용해보는 포스팅을 하려 합니다.
조금 길어질 수 있지만 천천히 따라와주시면 됩니다!


스펙 소개
  • 전압 : 4.5~5VDC
  • 전류 : < 40mA
  • 디지털 인터페이스 : 5V TTL Level UART interface
  • 아날로그 인터페이스 : 3.5mm mono-channel microphone connector
  • 사이즈 : 30mm x 47.4mm


음성 인식 모듈은 최대 15개의 음성 명령을 저장할 수 있습니다.
음성 명령은 3개의 그룹으로 나뉘며, 각 5개의 음성 명령이 저장됩니다.
먼저 그룹 별로 음성 명령어를 모듈에 저장 한 후, 사용할 그룹을 선택해야 합니다. 

음성 인식 모듈을 사용하려면 하나 필요한 제품이 있습니다.
아래링크와 같은 USB to TTL 컨버터가 한 개 필요합니다.
https://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=1321026

 위 아래에 있는 제품과 같은 USB to TTL이라면 아무거나 가능합니다.

https://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=1362010



모듈을 PC와 연결하기 위해 USB to TTL 컨버터와 음성 인식 모듈을 연결해줍니다.
음성 인식 모듈
USB to TTL 컨버터
VCC
5V
GND
GND
RXD
TXD
TXD
RXD

 모듈과 USB to TTL 컨버터 모듈 연결할 때는
Rx와 Tx가 교차되어야 하는 점 주의해주세요.

혹은 아두이노를 USB to 시리얼 컨버터로 사용하는 방법이 있는데요.
추후 포스팅하여 알려드리겠습니다.
음성 인식 모듈과 USB to TTL 컨버터를 연결한 후
PC의 장치관리자에서 포트 번호를 확인 할 수 있습니다.
저의 경우에는 포트 번호가 COM22입니다.


음성 인식 명령어 저장

음성 인식 모듈의 데이터 시트에서는 PC와의 연결때,
AccessPort라는 시리얼 통신 프로그램 사용을 권하고 있지만



이전에 소개한 Comportmaster 등
다른 시리얼 통신 프로그램을 사용해도 가능합니다. 

이 포스팅에서는 음성 인식 모듈의 데이터 시트에 권장하는 AceesPort라는 프로그램을
사용하며 음성 인식 명령어를 녹음하는 방법에 대해 알려드리겠습니다.
우선 아래 링크를 클릭해주시면 프로그램을 다운 받을 수 있는 페이지로 이동하게 됩니다.
http://www.sudt.com/en/ap/download.htm


오른쪽 하단에 있는 AccessPort137.zip을 클릭해서 다운받아준 후,
압축을 해제하면 AccessPort.exe파일이 있습니다.
해당 프로그램을 실행시켜줍니다.


AccessPort 프로그램을 실행 시킨 후,
왼쪽 상단을 보면 노란색과 초록색의 톱니바퀴 모양의 Configuration 아이콘을 눌러줍니다.


그럼 Options 창이 뜹니다. 여기서 USB to TTL 컨버터와 연결된 Port 번호를 입력하고,
Baud Rate는 9600으로 맞춰줍니다.
(장치 관리자에서 확인한 포트 번호를 입력해줍니다. 저의 경우 COM22)

Send display는 Hex format으로 Receive display는 Char Format으로 설정해준 후,
OK 버튼을 눌러줍니다.


이 후 Hex 명령어로 ‘AA36’을 Send 버튼을 통해 보내주었을 때,
Common Mode라는 답변이 온다면, 제대로 연결된 것입니다.
(Hex 명령어로 된 프로토콜은 뒤에서 설명해드리겠습니다)


Hex 명령어로 ‘AA11’을 보내주시면, 음성 명령어 녹음이 시작됩니다.
음성 인식 모듈의 마이크에 대고 명령어를 녹음해주시면 됩니다.
각 명령의 길이는 최대 1300ms(1.3초)이므로, 단어로 명령을 넣는 게 좋습니다.
녹음을 시작하면, 한 그룹의 5가지 음성 명령 녹음을 끝내기 전까지
녹음 과정을 멈출 수 없는 점 유의해 주시기 바랍니다.
START라는 답변이 오면 명령어를 녹음해주시면 됩니다.
No Voice, Different등을 통해 이전 녹음과 다른지,
녹음이 되고 있는지 확인 가능합니다.
Finish one이 나오면 1개의 명령어가 녹음 되었다는 뜻입니다.
순차적으로 5개 모두 녹음 완료되면, Group 1 finish라고 답변이 옵니다. 

이 후 Hex 명령어로 ‘AA21’을 보내주시면, Group1 Imported라는 답변이 옵니다. 
첫 번째 그룹의 5개의 명령어 입력이 끝났습니다.
첫 번째 그룹의 명령어만 입력 완료 해도 5개의 명령어로 제어할 수 있습니다.
명령어 리스트

데이터 시트에서 볼 수 있는 사용 가능 명령어 리스트입니다.

Common Mode는 음성 명령값을 ‘Result:11’과 같은 ASCII 코드 값으로 전달해 주지만,
Compact Mode는 음성 명령값을 ‘11’과 같은 Hex값으로 전달해줍니다.
따라서 처음 PC와 음성 인식 모듈을 연결하여 음성 명령을 녹음 할 때는,
Common Mode로 녹음하는게 좋고 아두이노등의 플랫폼에서 사용 할때는,
Compact Mode로 사용해야 합니다.

음성 명령어는 녹음할 때 사용자의 목소리 위주로 인식 하기 때문에,
다른 사람이 명령어를 넣으면 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 


예제

이제 제품을 한번 사용해 보려 하는데요.
간단 하게 도트 매트릭스를 음성인식 모듈로 제어하는 예제를 해보겠습니다.

준비물: 음성 인식모듈, 아두이노 우노, 브레드 보드, 점퍼선, Max7219 도트 매트릭스
아두이노
음성 인식 모듈
도트 매트릭스 모듈
5V
VCC
VCC
GND
GND
GND
D2
TxD
-
D3
RxD
-
D5
-
-
D10
-
CS
D11
-
CLK
D12
-
DIN

/*
8x32 dot matrix
아래 링크에서 LedControl 라이브러리를 다운로드

http://www.devicemart.co.kr/
*/
#include "LedControl.h" // 라이브러리 사용 선언
#include <SoftwareSerial.h> // 소프트웨어 Serial 통신 라이브러리 사용

// Serial 통신핀으로 D11번핀을 Rx로, D10번핀을 Tx로 선언
SoftwareSerial mySerial(2, 3); // 모듈 TX=11번핀 , RX=10번핀 연결

// Din 핀을 12번, ClK핀을 11번 CS핀을 10번에 연결
// 매트릭스는 1개를 사용 선언
LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);

int voice_recogn=0;

byte data[5][8]=
{
   // 무표정 이미지
            {
            B11111111,
            B10000001,
            B10100101,
            B10000001,
            B10000001,
            B10111101,
            B10000001,
            B11111111
            },
 // 웃는 표정 이미지
            {
            B11111111,
            B10000001,
            B10100101,
            B10000001,
            B10100101,
            B10111101,
            B10000001,
            B11111111
            },
 // 십자가 모양
            {
            B00011000,
            B00011000,
            B00011000,
            B11111111,
            B11111111,
            B00011000,
            B00011000,
            B00011000
            },
 // 하트 모양
            {
            B00000000,
            B01100110,
            B11111111,
            B11111111,
            B11111111,
            B01111110,
            B00111100,
            B00011000
            },
 // 동그란 웃는모양            
            {
            B00111100,
            B01000010,
            B10100101,
            B10000001,
            B10100101,
            B10011001,
            B01000010,
            B00111100
            }
};

void setup()
{
  Serial.begin(9600); // 통신 속도 9600bps로 PC와 시리얼 통신 시작
  mySerial.begin(9600); // 통신 속도 9600bps로 모듈과 시리얼 통신 시작

  lc.shutdown(0,false); // 매트릭스 절전모드 해제
  lc.setIntensity(0,8); // 매트릭스의 밝기 선언 0~15의 수
  lc.clearDisplay(0); // 매트릭스 led를 초기화

  Serial.println("wait settings are in progress");
  delay(1000);
  mySerial.write(0xAA); // compact mode 사용
  mySerial.write(0x37);
  delay(1000);
  mySerial.write(0xAA); // 그룹1 음성 명령어 imported
  mySerial.write(0x21);
  
  Serial.println("The settings are complete");
}

void loop()
{
 while(mySerial.available())
 {
   Serial.println("voice input");
   voice_recogn=mySerial.read();

   switch(voice_recogn)
   {
     case 0x11:
     for(int j=0; j<8; j++)
      {
       lc.setRow(0,j,data[0][j]); // 무표정 이미지 출력
      }
     Serial.println("무표정 이미지 출력");
      break;
     
     case 0x12:
     for(int j=0; j<8; j++)
      {
       lc.setRow(0,j,data[1][j]); // 웃는 표정 이미지 출력
      }
      Serial.println("웃는 표정 이미지 출력");
      break;

     case 0x13:
     for(int j=0; j<8; j++)
      {
       lc.setRow(0,j,data[2][j]); // 십자가 모양 이미지 출력
      }
      Serial.println("십자가 모양 이미지 출력");
      break;
     
     case 0x14:
     for(int j=0; j<8; j++)
      {
       lc.setRow(0,j,data[3][j]); // 하트 모양 이미지 출력
      }
      Serial.println("하트 모양 이미지 출력");
      break; 
          
     case 0x15:
     for(int j=0; j<8; j++)
      {
       lc.setRow(0,j,data[4][j]); // 동그란 웃는 표정 이미지출력
      }
      Serial.println("동글 웃는 이미지 출력");
      break;
  }
 }
}
아두이노의 시리얼 모니터를 사용하면, 음성 명령이 들어갔는지 확인 가능합니다.


     
 네모 무 표정                          네모 웃는 표정 십자가 모양
   
  하트 모양                  동글 웃는 표정


gif파일



동영상

해당 포스팅에 사용된 제품은 디바이스마트에서 구매하실 수 있습니다.

음성 인식 모듈
http://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=12241029

아두이노 우노
http://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=1245596

USB to TTL 컨버터
http://www.devicemart.co.kr/goods/catalog?code=000400020006

MAX7219 도트 매트릭스 모듈
http://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=1287132

감사합니다.


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