本項(xiàng)目展示了一種簡(jiǎn)單、可重復(fù)的方法，使用TinyTTS文本到語(yǔ)音模塊使Arduino“說(shuō)話”。

Arduino保持其通常的作用：讀取傳感器，運(yùn)行邏輯，并通過(guò)串行端口發(fā)送純文本。TinyTTS通過(guò)一個(gè)3.5?毫米的音頻插孔接收這些文本，然后自己生成語(yǔ)音。沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有帶音頻文件的SD卡，沒(méi)有編解碼器。

您將構(gòu)建和測(cè)試兩個(gè)具體場(chǎng)景：

1.USB演示-您在PC上的串行終端輸入文本，Arduino將其轉(zhuǎn)發(fā)到TinyTTS，然后您聽(tīng)到它說(shuō)話。

2.傳感器驅(qū)動(dòng)版本- Arduino讀取傳感器值，格式化短句子，TinyTTS宣布結(jié)果

一旦這工作，你可以把TinyTTS作為一個(gè)小的“語(yǔ)音層”，你可以進(jìn)入任何未來(lái)的Arduino項(xiàng)目，只要你需要語(yǔ)音反饋，而不是(或除了)led和顯示器。

項(xiàng)目概述

我們將在兩種模式下使用相同的基本連接：

?場(chǎng)景1 - USB演示

PC→Arduino (USB Serial)→TinyTTS (UART)。

你從電腦上的終端發(fā)送文本，TinyTTS會(huì)說(shuō)出來(lái)。

?場(chǎng)景2 -傳感器驅(qū)動(dòng)

傳感器→Arduino→TinyTTS。

Arduino讀取一個(gè)傳感器(在示例中是溫度)，構(gòu)建一個(gè)字符串，如“溫度是23度”，并將其發(fā)送給TinyTTS。

這兩個(gè)場(chǎng)景之間唯一的真正區(qū)別是文本的來(lái)源。

在這兩種情況下，TinyTTS接口保持相同。

它是如何工作的

TinyTTS的行為就像一個(gè)簡(jiǎn)單的UART設(shè)備：

?它在RX上監(jiān)聽(tīng)文本行。

?當(dāng)它接收到以換行符(\n)結(jié)尾的行時(shí)，它將該文本轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音并在音頻輸出中播放。

在Arduino端：

?PC機(jī)接口：用于調(diào)試和接收計(jì)算機(jī)輸入的文本。

?TinyTTS接口：用于向模塊發(fā)送文本。

Arduino Mega：該板有多個(gè)硬件串行端口。您可以使用PC的標(biāo)準(zhǔn)USB連接和第二個(gè)硬件串行(例如，Serial1或serial2)以高速可靠地與TinyTTS交談。

對(duì)于Arduino Uno/Nano：這些板只有一個(gè)硬件串行(引腳0和1)。為了確保可靠的音頻性能，我們將TinyTTS連接到硬件串行。為了與PC同時(shí)通信，我們使用單獨(dú)的USB-TTL適配器，通過(guò)數(shù)字引腳上的SoftwareSerial連接。

在代碼中，這可以歸結(jié)為一個(gè)操作：

在場(chǎng)景1中，您使用來(lái)自PC的文本調(diào)用speak()。

在場(chǎng)景2中，使用根據(jù)傳感器讀數(shù)構(gòu)建的文本調(diào)用speak()。

硬件

您可以使用常見(jiàn)的Arduino部件重現(xiàn)此項(xiàng)目。

核心組件

?TinyTTS模塊

- UART文本輸入接口

- 3.5?毫米耳機(jī)或揚(yáng)聲器音頻插孔

?Arduino -兼容的董事會(huì)

測(cè)試:

- Arduino Uno

- Arduino Nano

- Arduino Mega 2560

任何電路板都有一個(gè)用于TinyTTS的硬件串行端口和一個(gè)用于USB的第二個(gè)串行端口(硬件或軟件)。

?揚(yáng)聲器或耳機(jī)

插入TinyTTS 3.5?mm輸出。

?USB TTL適配器

對(duì)電路板進(jìn)行編程，并在場(chǎng)景1中從PC機(jī)發(fā)送文本。

場(chǎng)景2傳感器(示例)

?BME680傳感器

您可以將其替換為您熟悉的另一個(gè)傳感器(DHT11/DHT22，光敏電阻，HCSR04，土壤濕度等)。TinyTTS部分不依賴于傳感器類型。

布線

常見(jiàn)連接(TinyTTS?Arduino)

兩種情況的基本連接是相同的：

?TinyTTS VCC→Arduino 5?V(檢查模塊的額定電壓)

?TinyTTS GND→Arduino GND

?TinyTTS RX→用于TinyTTS的串行端口的Arduino TX (Hardware Serial)引腳

?TinyTTS TX→Arduino RX(硬件串行)

?TinyTTS音頻插孔→揚(yáng)聲器或耳機(jī)

例如，在Arduino Mega上，您可以使用Serial1：

?TinyTTS RX→Arduino pin 18 (TX1)

?TinyTTS TX→Arduino引腳19 (RX1)

在Uno/Nano上，你可以使用Hardware Serial：

?TinyTTS RX→Arduino pin 1 (TX)

?TinyTTS TX→Arduino引腳0 (RX)

Arduino Uno/Nano的具體布線：

因?yàn)橐_0和1是由TinyTTS模塊使用的，所以您必須添加一個(gè)USB TTL適配器才能從計(jì)算機(jī)發(fā)送文本。

附加傳感器接線(場(chǎng)景2)

?BME680傳感器(溫度、濕度、壓力、氣體)

?BME680 VCC→Arduino 5?V

?BME680 GND→Arduino GND

?BME680 SCL→Arduino模擬輸入(例如A5)

?BME680 SDA→Arduino模擬輸入(如A4)

如果您使用不同的傳感器，請(qǐng)按照其文檔中的建議進(jìn)行連接。TinyTTS部分的布線保持不變。

代碼概述和上傳

場(chǎng)景1 - USB演示：輸入文本，聽(tīng)語(yǔ)音

在這種情況下，Arduino充當(dāng)PC和TinyTTS之間的橋梁。

1. 上傳草圖

在Arduino IDE中選擇您的板和端口。

上傳演示草圖：

?從串行(USB)讀取行

?通過(guò)Serial1轉(zhuǎn)發(fā)給TinyTTS。

Uno用戶注意事項(xiàng)：上傳時(shí)斷開(kāi)TinyTTS引腳0和1的連接，然后重新連接并按Reset。

2. 在PC上打開(kāi)串口終端

以下任何一種都可以：

?Arduino Uno：將USB-TTL適配器連接到您的PC。打開(kāi)終端軟件(PuTTY或Python miniterm)并選擇適配器的COM端口。波特率設(shè)置為9600。

?Mega：連接單板的標(biāo)準(zhǔn)USB線。打開(kāi)串行監(jiān)視器。波特率設(shè)置為115200。

3. 發(fā)送文本

?輸入一個(gè)簡(jiǎn)短的短語(yǔ)，比如Hello TinyTTS

?用換行符發(fā)送(串行監(jiān)視器：設(shè)置“換行符”或“NL & CR”)。

?Arduino接收文本并調(diào)用speak(line);TinyTTS會(huì)說(shuō)。

此時(shí)，您已經(jīng)驗(yàn)證了：

?TinyTTS供電和接線正確。

?Arduino和TinyTTS之間的串行鏈路正在工作。

?輔助函數(shù)speak()完成了它應(yīng)該做的工作。

場(chǎng)景2 -傳感器驅(qū)動(dòng)的語(yǔ)音

現(xiàn)在我們從PC上輸入的文本切換到由傳感器讀取生成的文本。

1. 保留現(xiàn)有的TinyTTS線路

這方面不需要更改。

2. 添加傳感器接線

通過(guò)I2C連接BME680，連接方法請(qǐng)參見(jiàn)接線。

3. 修改草圖

包括必要的庫(kù)(例如CloseCube_BME680)，并將串行輸入環(huán)路替換為傳感器邏輯：

4. 測(cè)試說(shuō)話傳感器

?為Arduino供電(USB或外部5?V)。

?聽(tīng)TinyTTS音頻輸出。

?觸摸或輕輕地加熱傳感器，檢查語(yǔ)音溫度是否發(fā)生變化。

從這里，你可以替換任何傳感器：距離，光照水平，土壤濕度等。

在其他項(xiàng)目中重用此模式

這個(gè)構(gòu)建的主要目標(biāo)不是一個(gè)單獨(dú)的會(huì)說(shuō)話的溫度計(jì)，而是一個(gè)可以重用的通用模式：

1. 為TinyTTS預(yù)留一個(gè)串口。

2. 實(shí)現(xiàn)一個(gè)小函數(shù)，比如speak(text)。

3. 在你的項(xiàng)目中決定何時(shí)調(diào)用它以及該說(shuō)什么。

您可以將其放入：

?偶爾讀出最后測(cè)量值的數(shù)據(jù)記錄器。

?簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室工具，你的手很忙，你可以聽(tīng)，但不能看顯示器。

?可訪問(wèn)性導(dǎo)向的設(shè)備，可以顯示價(jià)值，而不僅僅依賴于屏幕或led。

?應(yīng)用程序代碼的其余部分可以保持原樣。

下一個(gè)步驟

擴(kuò)展這個(gè)項(xiàng)目的想法：

?閾值警報(bào)

只在值超過(guò)限制時(shí)說(shuō)話，例如：

?模式公告

使用TinyTTS確認(rèn)狀態(tài)變化：

?結(jié)合顯示器

在OLED或LCD上顯示數(shù)值，并同時(shí)說(shuō)出來(lái)。

?連接到另一個(gè)MCU

TinyTTS UART協(xié)議與其他板(例如ESP32)工作相同。您只需要一個(gè)備用串行接口。

如果您使用此模式構(gòu)建自己的支持語(yǔ)音的工具或?qū)嶒?yàn)，請(qǐng)考慮將其作為單獨(dú)的項(xiàng)目發(fā)布，并將其作為TinyTTS基礎(chǔ)引用。這樣，其他人就可以看到重用同一語(yǔ)音層的不同方法。

本文編譯自hackster.io