LC-AI-C108

产品名称

RPI_AC108音频解码模块 4麦克 语音模块百度网盘

概述

艾尔AC108模块搭载X-POWER公司音频解码芯片和4通道硅麦克风阵列。
专为LCPI设计的音频声卡扩展板，低功耗，立体声编解码，支持高音质语音捕获。也可用于DIY类似于天猫精灵、Google Assistant等智能音箱。

特征

• 基于LCPI 40pin接口，适用于Raspberry Pi系列主板
  
• 支持LCPI Zero/Zero W/2B/3B/3B+/4等开发板
  
• 采用AC108低功耗立体声编解码芯片，可通过I2S接口通讯
  
• 板载4个高质量MEMS硅麦克风，可左右声道录音
  
• 板载12个可编程APA-102-2020全彩LED
  
• 供电方式：插入至LCPI获取5V和3.3V电源
  
• 逻辑电压：3.3V
  
• LCPI控制接口：I2C，音频接口：I2S，LCPI通过I2C接口控制麦克风阵列捕获语音，然后将语音信号通过I2S接口传送到LCPI，最终由LCPI的3.5mm耳机座/HDMI接口输出音频
  
• 提供完善的参考资料，搭配LCPI可DIY类似出于天猫精灵、小度音箱、Google Assistant功能的智能音箱
  

介绍说明

1、板子尺寸：65*65mm，重量：20g

2、接口说明

1、MIC1--MIC4: 4个模拟MEMS硅麦克风

2、D1--D12：12个APA102全彩LED，连接到LCPI的SPI接口

3、Raspberry Pi 2*20P座子：支持LCPI Zero/Zero W/2B/3B/3B+/4等

4、AC108：具有I2S/TDM输出转换功能的高度集成的四通道ADC

5、GPIO12：Grove数字端口，连接到LCPI的GPIO12和GPIO13

6、I2C：Grove I2C接口，连接到LCPI的I2C-1

硬件连接

1.1、准备工作
首先确保所用的Pi运行的Raspbian操作系统是更新于2018.06.27或者2018.06.27之后，然后将WM8960模块插入Pi，接好键盘、显示器等必要的外设，Pi连上WiFi/有线网络，如下图：

1.2、换源
在安装驱动之前，请根据以下流程切换源到清华：

（1）输入：sudo nano /etc/apt/sources.list

（2）用#注释掉原文件内容，用以下内容替代

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main non-free contrib

deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main non-free contrib

输入完成后按Ctrl+X键保存退出

1.3、驱动下载并安装
输入：git clone https://github.com/respeaker/seeed-voicecard.git #下载驱动
输入：cd seeed-voicecard #打开文件夹
输入：sudo ./install.sh #安装声卡驱动
输入：sudo reboot #重启Pi

1.4、检查声卡名称是否与源代码seeed-voicecard相匹配
输入：arecord -L

2、安装Python和虚拟环境
这样是为了隔离SDK与系统Python包关系

输入：cd /home/pi
输入：git clone https://github.com/respeaker/4mics_hat.git
输入：cd /home/pi/4mics_hat
输入：sudo apt install python-virtualenv #安装Python2虚拟环境
输入：virtualenv --system-site-packages ~/env #建立虚拟环境，命名env
输入：source ~/env/bin/activate #激活虚拟环境
输入：pip install spidev gpiozero #安装需要的工具包

3、控制APA102 LED的示例

3.1、APA102 LED接口配置
板载的APA102 LED通过Pi的SPI接口来控制，故需要先配置Pi的SPI接口。

步骤如下：
●输入：sudo raspi-config
●选择“SPI”
●选择“Yes”
●选择“OK”
●选择“Finish”

3.2、运行APA102 LED
输入：cd /home/pi
输入：git clone https://github.com/respeaker/4mics_hat.git
输入：cd /home/pi/4mics_hat
输入：sudo apt install python-virtualenv #安装Python 虚拟环境
输入：virtualenv --system-site-packages ~/env #创建Python 虚拟环境
输入：source ~/env/bin/activate #激活Python 虚拟环境
输入：pip install spidev gpiozero #安装spidev和gpiozero

输入：python pixels.py #运行APA102 LED，LED会闪烁

4、Alexa SDK和DuerOS SDK

由于国内登录不上Google Assistant，所以使用在国内能连接的Alexa和百度DuerOs作为语音引擎，开发出能让大多数人使用的语音互助系统。

4.1、配置和DOA测试

（1）配置Voice engine 输入：source ~/env/bin/activate #激活Python虚拟环境
输入：cd ~/4mics_hat
输入：sudo apt install libatlas-base-dev #安装snowboy depend
输入：sudo apt install python-pyaudio #安装pyaudio音频处理包
输入：pip install ./snowboy*.whl #安装snowboy for KWS
输入：pip install ./webrtc*.whl #安装webrtc for DOA
输入：cd ~/
输入：git clone https://github.com/voice-engine/voice-engine #write by seeed
输入：cd voice-engine/
输入：python setup.py install
输入：cd examples

4.2、运行
在虚拟环境下运行python kws_doa.py。请用snowboy来唤醒，我们就可以看到方位信息。

5、百度中文语音互动/Alexa英文语音互动

5.1、配置和安装相关依赖
输入：source ~/env/bin/activate #activate the virtual
输入：cd ~/
输入：git clone https://github.com/respeaker/avs
输入：cd avs #install Requirements
输入：python setup.py install
输入：sudo apt install gstreamer1.0
输入：sudo apt install gstreamer1.0-plugins-good
输入：sudo apt install gstreamer1.0-plugins-ugly
输入：sudo apt install python-gi gir1.2-gstreamer-1.0
输入：pip install tornado

5.2、取得授权

在终端运行 alexa-auth，然后登陆获取alexa的授权，或者运行dueros-auth获取百度的授权。授权文件会自动保存在
/home/pi/.avs.jason。在中国地区通常获取百度的授权就够用，方法如下：
（1）输入：dueros-auth

（2）选择baidu dueros，然后输入自己的百度账号即可完成授权

注意：如果想在alexa-auth 和dueros-auth 之间切换，请先删除 /home/pi/.avs.jason。这个是隐藏文件，请用ls-la显示文件

5.3、安装mpg123播放器

LCPI有3个播放器（mpv, mpg123和gstreamer）可供使用，语音交互上mpg123有着不错的表现。

输入：sudo apt install mpg123 #安装mpg123播放器

6、百度中文语音互动测试

WM8960模块的3.5mm音频接口处插上耳机/喇叭端子接喇叭（如果所用的显示器有HDMI音频功能会优先从HDMI输出音频）。

以上步骤均配置无误后，以后只要输入以下3条指令即可进入语音交互功能。

输入：cd /4mics_hat #打开文件夹
输入：source ~/env/bin/activate #激活虚拟环境
输入：PLAYER=mpg123 python ns_kws_doa_alexa_with_light.py

接着终端会打印出很多debug信息，当我们看到status code:204时对着WM8960模块上面的咪头说snowboy来唤醒语音交互功能，WM8960语音模块成功识别到
snowboy 这句语音后会打印出一大串调试信息（如果没有识别到snowboy不会有调试信息输出），此时立即说出你要执行的操作，比如：播放张学友的歌，智能语音模块会立即播放张学友的音乐。

（提示：snowboy这个单词用手机翻译软件读出来比用嘴读出来可能更易识别）

7、APA102 LED测试

以上步骤均配置无误后，以后只要输入以下3条指令即可测试LED功能。

输入：cd ~/4mics_hat #打开文件夹
输入：source ~/env/bin/activate #激活虚拟环境
输入：python pixels.py #运行LED

8、WM8960模块输出音量调节

树莓派桌面的音量调节按钮默认用来调节自带声卡的音量，要调节WM8960模块的音量，需先将WM8960模块（即seeed-2mic-voicecard）设置为默认声卡。

8.1、点击 首选项---Audio Device Settings

8.2、声卡：seeed-2mic-voicecard(Alsa mixer)，再分别点击Make Default和OK

温馨提示：

1、在环境已经配置好了的情况下，下次开机只需要执行上面的第7和第8步就可以测试语音交互功能 和APA102 LED；
2、因为配置过程中很多文件需要从国外的Github/Raspberry官网下载相关的文件，速度可能较慢，请耐心等待，若下载失败可多次尝试！