本項目展示了一種簡單、可重復的方法，使用TinyTTS文本到語音模塊使Arduino“說話”。

Arduino保持其通常的作用：讀取傳感器，運行邏輯，并通過串行端口發(fā)送純文本。TinyTTS通過一個3.5?毫米的音頻插孔接收這些文本，然后自己生成語音。沒有網(wǎng)絡，沒有帶音頻文件的SD卡，沒有編解碼器。

您將構建和測試兩個具體場景：

1.USB演示-您在PC上的串行終端輸入文本，Arduino將其轉發(fā)到TinyTTS，然后您聽到它說話。

2.傳感器驅動版本- Arduino讀取傳感器值，格式化短句子，TinyTTS宣布結果

一旦這工作，你可以把TinyTTS作為一個小的“語音層”，你可以進入任何未來的Arduino項目，只要你需要語音反饋，而不是(或除了)led和顯示器。

項目概述

我們將在兩種模式下使用相同的基本連接：

?場景1 - USB演示

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

你從電腦上的終端發(fā)送文本，TinyTTS會說出來。

?場景2 -傳感器驅動

傳感器→Arduino→TinyTTS。

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

這兩個場景之間唯一的真正區(qū)別是文本的來源。

在這兩種情況下，TinyTTS接口保持相同。

它是如何工作的

TinyTTS的行為就像一個簡單的UART設備：

?它在RX上監(jiān)聽文本行。

?當它接收到以換行符(\n)結尾的行時，它將該文本轉換為語音并在音頻輸出中播放。

在Arduino端：

?PC機接口：用于調試和接收計算機輸入的文本。

?TinyTTS接口：用于向模塊發(fā)送文本。

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

對于Arduino Uno/Nano：這些板只有一個硬件串行(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同時通信，我們使用單獨的USB-TTL適配器，通過數(shù)字引腳上的SoftwareSerial連接。

在代碼中，這可以歸結為一個操作：

在場景1中，您使用來自PC的文本調用speak()。

在場景2中，使用根據(jù)傳感器讀數(shù)構建的文本調用speak()。

硬件

您可以使用常見的Arduino部件重現(xiàn)此項目。

核心組件

?TinyTTS模塊

- UART文本輸入接口

- 3.5?毫米耳機或揚聲器音頻插孔

?Arduino -兼容的董事會

測試:

- Arduino Uno

- Arduino Nano

- Arduino Mega 2560

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

?揚聲器或耳機

插入TinyTTS 3.5?mm輸出。

?USB TTL適配器

對電路板進行編程，并在場景1中從PC機發(fā)送文本。

場景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→揚聲器或耳機

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：

因為引腳0和1是由TinyTTS模塊使用的，所以您必須添加一個USB TTL適配器才能從計算機發(fā)送文本。

附加傳感器接線(場景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，請按照其文檔中的建議進行連接。TinyTTS部分的布線保持不變。

代碼概述和上傳

場景1 - USB演示：輸入文本，聽語音

在這種情況下，Arduino充當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Serial1轉發(fā)給TinyTTS。

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

2. 在PC上打開串口終端

以下任何一種都可以：

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

?Mega：連接單板的標準USB線。打開串行監(jiān)視器。波特率設置為115200。

3. 發(fā)送文本

?輸入一個簡短的短語，比如Hello TinyTTS

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

?Arduino接收文本并調用speak(line);TinyTTS會說。

此時，您已經(jīng)驗證了：

?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()完成了它應該做的工作。

場景2 -傳感器驅動的語音

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I2C連接BME680，連接方法請參見接線。

3. 修改草圖

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

4. 測試說話傳感器

?為Arduino供電(USB或外部5?V)。

?聽TinyTTS音頻輸出。

?觸摸或輕輕地加熱傳感器，檢查語音溫度是否發(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。

在其他項目中重用此模式

這個構建的主要目標不是一個單獨的會說話的溫度計，而是一個可以重用的通用模式：

1. 為TinyTTS預留一個串口。

2. 實現(xiàn)一個小函數(shù)，比如speak(text)。

3. 在你的項目中決定何時調用它以及該說什么。

您可以將其放入：

?偶爾讀出最后測量值的數(shù)據(jù)記錄器。

?簡單的實驗室工具，你的手很忙，你可以聽，但不能看顯示器。

?可訪問性導向的設備，可以顯示價值，而不僅僅依賴于屏幕或led。

?應用程序代碼的其余部分可以保持原樣。

下一個步驟

擴展這個項目的想法：

?閾值警報

只在值超過限制時說話，例如：

?模式公告

使用TinyTTS確認狀態(tài)變化：

?結合顯示器

在OLED或LCD上顯示數(shù)值，并同時說出來。

?連接到另一個MCU

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

如果您使用此模式構建自己的支持語音的工具或實驗，請考慮將其作為單獨的項目發(fā)布，并將其作為TinyTTS基礎引用。這樣，其他人就可以看到重用同一語音層的不同方法。

本文編譯自hackster.io