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[[Arduino勉強会]]
#contents
2014/03/29からのアクセス回数 &counter;
** 音声合成モジュール [#y0ad317d]
秋月から販売されている
[[音声合成モジュールATP3011F4-PU>http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-05665/]]
をATMegaボードに差して、動作を確認してみました。
&ref(ATP3011F4-PU.png);
ちょっと乱暴ですが、圧電スピーカを以下の様に接続しました。
- GND: 黒線
- D6: 赤線
Arduino IDEを起動し、シリアルモニターを起動します。
改行の設定を「CRおよびLF」にし、ボーレートは9600 baudとします。
最初に、?を入力して音声合成モジュールにボーレートを調整させます。
この時">>"と返ってきます。
次に発生させたい言葉をローマ字で入力します。
#pre{{
「ohayou」
}}
と入力すると、それっぽくスピーカら音声が出力され、シリアルモニターには、
"*>"と返ってきます。
&ref(SerialMonitor.png);
** 音声合成モジュールの使い方 [#x974e402]
音声合成モジュールの使い方は、
[[音声合成ＬＳＩ(ATP3011F4-PU)を使ってみます>http://www.geocities.jp/zattouka/GarageHouse/micon/TalkIC/ATP3011.htm]]
に詳しく紹介されています。
音声合成モジュールのピン配置を上記サイトの図を引用して説明します。
&ref(ATP3011-2.jpg);
*** 動作モード [#nc762cf6]
音声合成モジュールには、４つの動作モードがあります。モードの設定は、PMOD0, PMOD1で行います。
未接続の場合には、セーフモードになっているみたいです。
| 動作モード | 意味 | PMOD0 | PMOD1 |h
| コマンド入力モード | 外部シリアルインタフェースを使ってメッセージを出力する |1 | 1 |
| セーフモード | 内部設定に関わらず、UART(9600bau)またはI2Cでのシリアル通信を使用する | 0 | 1 |
| スタンドアロンモード | PC0~PC3で指定されたプリセットメッセージを出力する | 1 | 0 |
| デモモード | プリセットメッセージを繰り返し出力する | 0 | 0 |
上記サイトのブレッドボードの配線を参考にデモモードを試してみました。
&ref(demo-mode.png);
*** シリアル通信の指定 [#qe633d71]
シリアル通信には、UART(9600bau)、I2C, SPIを使用できます。使用するシリアル通信は、SMOD0, SMOD1で設定します。
未接続の場合には、UARTが選択されるみたいです。
| 通信モード | SMOD0 | SMOD1 |h
| UART | 1 | 1 |
| I2C | 0 | 1 |
| SPI(mode3) | 1 | 0 |
| SPI(mode0) | 0 | 0 |
** 秋月のATMegaボードを使う [#i103a62d]
初心者にお薦めなのが、秋月のATMegaボードを使う方法です。ブレッドボードで何本も結線すると間違いも多くなります。
今回使用する部品は、以下の7点です。((すべて秋月で購入可能))
&ref(parts.png);
| 部品名 | 型名 | 値段 |h
| 音声合成ＬＳＩ | ＡＴＰ３０１１Ｆ１－ＰＵ（ゆっくりな女声） | 850円 |
| ＡＴＭＥＧＡ１６８／３２８用マイコンボード（Ｉ／Ｏボード） | AE-ATmega328 | 150円|
| 丸ピンICソケット(28P) | 2227MC-28-03 | 70円 |
| ピンソケット (6P) | C-03784 | 20円x2 = 40円 |
| ピンソケット (8P) | C-03784 | 30円x2 = 60円 |
| プラスチックスペーサー | P-01864 | 100円/2 = 50円 |
| スピーカー | P-03285 | 100円 |
組み立てると以下の様になります。((他の部品を追加すると単体で動くArduinoになります))
&ref(AE-Atmega328.png);
** 音声合成モジュールを載せて動かしてみる [#ke0bd94a]
音声合成モジュールを載せて、動かしてみます。
シリアルモジュールと使って音声合成モジュールを接続します。
シリアルモジュールのピンは、右から以下のようになっています。
| 1 | DTR |
| 2 | RX-I |
| 3 | TX-O |
| 4 | VCC |
| 5 | CTS(GND) |
| 6 | GND |
&ref(Serial-module.png);
シリアルモジュールとATMegaボードの接続は、以下の様につなぎます。
| シリアルモジュール | ATMegaボード |h
| GND | J4-GND |
| VCC | J4-5V |
| RX-I | J1-1(TX) |
| TX-O | J1-0(RX) |
スピーカーとの接続は、以下の様にします。
| 赤 | J1-6 |
| 黒 | GND |
&ref(ATP-setting.png);
*** 動作確認 [#xefced9b]
シリアルモニターを9600bauにセットして開きます。以下のように?を入力し、リターンキーを押すと
>>が表示されれば接続はOKです。
#pre{{
?
}}
#pre{{
>>
}}
つぎに好きな言葉をローマ字で入力してみましょう。ohayouと入力すると「おはよう」としゃべります。
#pre{{
ohayou
}}
応答
#pre{{
*>
}}
** Arduinoとの接続 [#wa9b21ef]
Arduinoと接続して、パソコンからローマ字を入力する場合には、音声合成モジュールを以下の様に設定します。
- 動作モード：セーフモード（PMOD0=0, PMOD1=1）
- 通信モード：UART（SMOD0=1, SMOD1=1）
さらに音声合成モジュールとArduino（Arduinoは単に電源供給とPCとの接続に使う）との接続は、以下の様にします。
| Arduino | 音声合成モジュール |h
| 0 Rx | 2 RxD |
| 1 Tx | 3 TxD |
&ref(Arduino_safe-mode.png);
** 音声メニューに挑戦 [#y9293f44]
今度は、Arduinoから音声合成モジュールにじゃべらせてみます。
&ref(onsei-menu.png);
Arduinoから音声モジュールにしゃべらせたいローマ字を出力するには、Serial.println関数を使います。
今回は、複数のボタンを使う代わりにつまみの大きな可変抵抗を使います。
ArduinoのA0を可変抵抗の真ん中のピンにセットし、両端をGNDと5Vに接続します。
音声モジュールとArduinoの接続を先ほどは、逆につなぎ替えます。
| Arduino | 音声合成モジュール |h
| 1 Tx | 2 RxD |
| 0 Rx | 3 TxD |
スケッチは、以下の様にします。
#pre{{
int led = 13;
int tumami = A0;
int sentaku = -1;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(led, OUTPUT);
mainMenu();
}
void mainMenu() {
Serial.println("meinmenyudesu");
delay(2000);
Serial.println("eruediwo tenntousurubaaiha ichiwo");
delay(4000);
Serial.println("eruediwo syoutousurubaaiha niwo");
delay(4000);
Serial.println("mouichido menyuwo kikubaaiha sya-puwo");
delay(4000);
Serial.println("oshitekudasai");
}
void loop() {
sentaku = map(analogRead(tumami), 0, 1023, 0, 3);
switch (sentaku) {
case 0:
digitalWrite(led, HIGH);
break;
case 1:
digitalWrite(led, LOW);
break;
case 2:
default:
mainMenu();
}
delay(1000);
}
}}
つまみを変えるとLEDを点灯したり、消灯したり、音声メニューをしゃべらせたりできます。
** ATMegaボードとArduino Pro Miniボードの接続 [#y34dac18]
ブレッドボードで音声合成モジュールの設定が確認できましたので、
ATMegaボードとArduino Pro Miniボードをつないで、音声メニューを作ってみましょう。
ブレッドボードと音声合成モジュールの接続は、以下の様にします。
- ブレッドボードの結線（両端の赤と青を接続しておく）
| ブレッドボード | 接続先 |h
| ブレッドボード 赤(5V) | Arduino Pro VCC |
| ブレッドボード 青(GND) | Arduino Pro GND |
| ブレッドボード 赤(5V) | 可変抵抗-左 |
| ブレッドボード 青(GND) | 可変抵抗-右 |
| 可変抵抗-中 | Arduino Pro A0 |
- 音声合成モジュールの結線
| 音声合成モジュール | 接続先 |h
| J1-0R | Arduino Pro Mini TxD |
| J1-1T | Arduino Pro Mini RxD |
| J1-2(SMOD0) | ブレッドボード 赤(5V) |
| J1-3(SMOD1) | ブレッドボード 赤(5V) |
| J1-6 | スピーカ 赤 |
| J2-8(PMOD0) | ブレッドボード 青(GND) |
| J2-9(PMOD1) | ブレッドボード 赤(5V) |
| J4-5V | ブレッドボード 赤(5V) |
| J4-GND | ブレッドボード 青(GND) |
接続したら、こんな感じです。これで音声メニューのスケッチを動かしてみて下さい。
&ref(Mini-onsei-setting.png);
** 音声温度計 [#e24197a4]
次に、可変抵抗の代わりに温度センサーLM35DZを接続して、温度をしゃべる「音声温度計」を作ってみましょう。
LM35DZのピンを底からみたピンの配置をデータシートから引用します。
&ref(LM35DZ.png);
LM35DZのラベルを見て、左のピンが5Vになるようにブレッドボードに差します。
&ref(onsei-ondokei.png);
以下のスケッチを使ってLM35DZの電圧から温度を読み上げるようにします。
#pre{{
int lm32 = A0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("onsei ondokeide_su");
delay(2000);
}
void loop() {
float t = (float)analogRead(lm32)/1023*500.0;
Serial.print("imano onndowa <NUMK VAL=");
Serial.print(t, 1);
Serial.println(">dode_su");
delay(3000);
}
}}
温度の部分を以下の様にすることで、数字を正しく読み上げます。
#pre{{
<NUMK VAL=温度>
}}
** コメント [#t07e4e3e]
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- 坪本さんのご指摘でJ1-1(RX)は、J1-0(RX)の誤りでした。お詫びして訂正します。 -- [[竹本 浩]] &new{2014-07-26 (土) 18:41:54};
- ATMegaボードとArduino Pro Miniボードの接続で、音声合成モジュールの結線を修正 -- [[竹本 浩]] &new{2014-08-10 (日) 14:26:06};
- 藤本さんのご指摘で、セーフモード（PMOD1=0, PMOD2=1）をセーフモード（PMOD0=0, PMOD1=1）に修正 -- [[竹本 浩]] &new{2018-01-08 (月) 09:46:00};
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