chakokuのブログ(rev4)

テック・コミック・DTM・・・ごくまれにチャリ

Node-REDでLチカ

PiZeroで音声認識をさせようと思っていて、開発のベースはNODE-Red + WebAPIと考えています*1。また、GPIOもいろいろ操作したいと思っており、まずはピン番号等を確認。gpioコマンドを使うと、ピン名が一覧で表示され、かつ、設定状態も表示されるので設定間違いも減る。。まずは確認

root@raspberrypi:~# gpio readall
 +-----+-----+---------+------+---+-Pi Zero--+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 |   IN | 1 |  3 || 4  |   |      | 5V      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 |   IN | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 1 | ALT0 | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | ALT0 | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 0 | 11 || 12 | 1 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 1 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI |   IN | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO |   IN | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK |   IN | 0 | 23 || 24 | 1 | IN   | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | IN   | CE1     | 11  | 7   |
 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+-Pi Zero--+---+------+---------+-----+-----+

[:W150:left]前回のLチカでは端子番号(物理ピン番号)、12と16を使っていた。どの方法でGPIOを叩くかで呼び名がかわるのだけど、改めて整理すると以下

物理ピン番号 BCM wPi 今回の用途
12 18 1 LED出力
16 23 4 SW入力

BCMで指定するのはshやbashからGPIOを叩く場合の指定方法、wPiで指定するのはWireingPI等のライブラリ経由でGPIOを叩く場合の指定方法と理解、
書き方にもよるけど、Node-REDのラズパイ用Node(rpi GPIO)はwPiライブラリなんぞを経由しているはずなので、wPiの番号で指定するはず(作業を進めてこの判断が間違いと後で気づく)

Node-REDでLチカを行うにあたり、あらかじめ用意されている、rpi GPIOノードを使う。入力用ノード、出力用ノードがあるのでそれを貼り付けて設定を行う。まずNode-REDでやるのは、上記回路図の物理ピン番号12と16を結線するイメージ。

動作確認する上でLEDを光らせるのが分かりやすいので、出力用ノードの設定から行う。左が設定中の画面。最初、Node-REDのrpiGPIOはWireingPi経由だろうと思っていたら間違いで、素で叩いているようであった。よって、指定するのはBCMのGPIO番号を使うと(PIN12 GPIO18)。プルダウンメニューには物理ピン番号も併記してくれているので間違いもない。初期値の指定も可能で、初期値を0にすることでLEDが点灯するのを確認。

同様に入力SW用のNodeを設定する。先ほどの例にならい、PIN16 GPIO23を指定。チャッタリングのフィルタも指定できるようで、25msを設定。

Node-RED版Lチカのノード、あらかじめ用意されているrpi GPIOノードを2つ繋ぐ。設定内容は上記の通り。入力して出力する。。それだけ。押しボタンSWを押下するとLEDが点灯する。押しボタンSWを細かく操作するとちょっと取りこぼしがあるけど(チャッタリング25msでフィルタされたかも)、多分ポーリングで実装されていると思われしょうがない。(割り込み実装だったら驚きますが。。多分ポーリングと推測(ちゃんとソース調べろよ自分という気もするけど、、まぁおいとこ))

今後の取り組み:
押しボタンSWが押下されたらLEDを点滅、「コマンドをどうぞ」と喋らせて、10秒間録音、録音データをWebAPIで音声認識エンジンに投げ込んで、文字化、文字を再度音声合成させて検証。
この流れがうまくいけば、「シャットダウン」と声をかけると自動でRPIが落ちるようにできるはず。また、「ニュース読み上げ」と声をかけるとRSSを取ってきてヘッドラインを読み上げるとか。最終的には無音検知も作って、ボタン押さなくても音声認識シーケンスが走るようにしたい。

*1:WebAPIで提供される音声認識エンジンを叩く計画