Смарт аудиоплатформа ESP32-LyraTD-MSC

Отладочная платформа для разработки интеллектуальных аудиоприложений с акустическим эхоподавлением, распознаванием голоса и пробуждением от голоса в ближней и дальней зоне. Изделие разработано на основе Wi-Fi/BT/BLE модуля ESP32-WROVER-B с 4 МБ интегрированной SPI Flash и 8 МБ интегрированной PSRAM памяти. Платформа также обеспечена цифровым сигнальным процессором от MicroSemi, усилителем мощности аудио, схемой управления зарядом Li-Ion батареи, широким набором популярных интерфейсов. Файлы аудио в формате AAC, FLAC, OPUS и OGG могут быть декодированы и выведены без потери качества. Поддерживается подключение к Baidu DuerOS и Amazon AVS (Alexa Voice Service).
871
В избранное

ESP32-LyraTD-MSC – одна из аппаратных платформ компании Expressif для аудиоприложений (Рис. 1). Она представляет собой решение для акустического эхоподавления (AEC), поддерживающее распознавание голоса, пробуждение от голоса в ближней и дальней зоне. Аудиофайлы в формате AAC, FLAC, OPUS и OGG могут быть декодированы и выведены без потери качества. Изделие также поддерживает подключение к Baidu DuerOS и Amazon AVS (Alexa Voice Service - Голосовой сервис Alexa). Платформа разработана для приложений искусственного интеллекта и пр.

ESP32-LyraTD-MSC основана на ESP32-WROVER-B, комбинированном BT/BLE/Wi-Fi модуле и цифровом сигнальном процессоре (DSP). Для снижения шума, эхоподавления и прочего используется DSP совместно с матрицей, состоящей из трех микрофонов. Изделие ESP32-LyraTD-MSC интегрировано с периферийными устройствами и состоит из двух отладочных плат (Рис. 2). Верхняя плата в основном состоит из матрицы микрофонов, функциональных кнопок и светодиодных индикаторов. Нижняя плата интегрирована с модулями управления питанием, Wi-Fi и аудио.

Аппаратное  обеспечение платформы включает в себя (Рис. 3, Рис. 4):

  • Модуль ESP32-WROVER-B;
  • Микросхему цифрового сигнального процессора (DSP);
  • Три цифровых микрофона, которые поддерживают передачу голоса в дальней зоне;
  • 2 х 3 Вт выхода для динамиков;
  • Выход на наушники;
  • Слот для карты MicroSD (1 линия или 4 линии);
  • Двенадцать светодиодов с индивидуальным управлением, которые распределены по краю круглой платы;
  • Шесть функциональных кнопок, функции которых могут быть назначены пользователем;
  • Несколько интерфейсных портов: I2S, I2C, SPI и JTAG;
  • Микросхему USB-UART моста;
  • Схему управления зарядом Li-ion батареи.

Структурная схема изделия ESP32-LyraTD-MSC представлена на Рис. 5.

Краткое описание ключевых компонентов изделия ESP32-LyraTD-MSC 

  • Модуль ESP32-WROVER-B – Модуль ESP32-WROVER-B содержит микросхему ESP32-D0WD для обеспечения Wi-Fi /BT/BLE подключений и эффективной обработки данных. Он также интегрирует 32 Мбит SPI флэш-памяти и 64 Мбит PSRAM для гибкого хранения данных. Это мощный микроконтроллерный Wi-Fi + BT + BLE модуль, предназначенный для широкого спектра приложений - от маломощных сенсорных сетей до самых сложных задач, таких как кодирование голоса, потоковая передача музыки и декодирование MP3.
  • Микросхема DSP – Микросхема цифрового сигнального процессора ZL38063 используется для приложений автоматического распознавания речи (ASR). Чип захватывает аудиоданные от внешней матрицы микрофонов и выходов аудиосигналов через порт цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

  • Выход для наушников – Выходное гнездо для подключения наушников с разъемом стерео 3.5 мм.
    Примечание: Разъем может использоваться с гарнитурами мобильных телефонов, и совместим только со стандартными гарнитурами OMPT. Он работает с гарнитурами CTIA. Пожалуйста, см. аудиоразъемы телефонов  в Википедии.

  • Выход левого динамика – Выходной разъем для подключения 4 Ом динамика. Выводы разъема имеют стандартный шаг 2.54 мм. 

  • Выход правого динамика – Выходной разъем для подключения 4 Ом динамика. Выводы разъема имеют стандартный шаг 2.54 мм.

  • Порт USB-UART (CP2102N) – Функционирует как коммуникационный интерфейс между ПК и модулем ESP32-WROVER-B. 

  • USB порт питания – Обеспечивает плату питанием.

  • Светодиоды режимов Ожидания/ Зарядки – Зеленый светодиод режима Ожидания индицирует, что питание было приложено к порту Micro USB. Красный светодиод зарядки индицирует, что батарея, подключенная к разъему аккумулятора, заряжается.

  • Выключатель питания – Перевод рычажка выключателя питания в правое положение включает плату, в левое положение  - выключает.

  • Светодиод питания – Красный светодиод индицирует, что питание включено. 

  • Кнопки Загрузки/Сброса – Загрузка: удерживание кнопки Загрузки (Boot) и мгновенное нажатие кнопки Cброса (Reset) инициирует режим загрузки прошивки. После этого пользователь может загрузить прошивку через последовательный порт.

  • Сброс: нажатие только этой кнопки сбрасывает систему.

 Дополнительно:

  • Порт I2S – Шина I2S передает аудиоданные между ESP32 и DSP.

  • Порт I2C/SPI:
    • ESP32, в качестве мастера I2C, может получать доступ к ведомым устройствам через шину I2C.
    • ESP32, в качестве мастера SPI, может обращаться к DSP для чтения / записи данных через шину SPI.

  • Порт JTAG – Стандартный интерфейс JTAG. Он совместим с платой программирования ESP32 и поддерживает функции отладки.

  • Аудио драйвер – аудиоусилитель мощности, который передает аудиосигналы от DSP к внешним громкоговорителям.

  • DC-DC повышающий преобразователь – Работает на фиксированной частоте преобразования. Питает аудио драйвер.

  • Порт программирования – Интерфейс программирования и отладки ESP32, совместимый с платой программирования ESP32. 

Для работы с ESP32-LyraTD-MSC  необходимо подготовить программное обеспечение.

Так, например, для настройки работы с DuerOS необходимо:

  1. Для загрузки прошивки в плату скачать Flash Download Tool
  2. Чтобы использовать функциональность SmartConfig и настроить сеть для ESP32-LyraTD-MSC, необходимо загрузить либо IOT Espressif для Android APK, либо ESP-TOUCH для iOS IPA с Espressif Apps
  3. Используйте инструмент отладки, который подходит для вашей среды разработки, такой как Xshell, ССКОМ и др.

Дополнительно к ESP32-LyraTD-MSC понадобится ПК с  ОС Windows (рекомендуемая ОС), два Micro USB кабеля (один для питания через  USB), громкоговоритель.

Приведем пример работы интерактивной функции  распознавание голоса.

Когда ESP32-LyraTD-MSC подключен к DuerOS, ESP32 поддерживает в качестве пробуждающей фразы слово «Alexa». Если произнести слово «Alexa», то это вызовет следующий ответ со стороны платы на китайском: «nin hao you shen me fen fu» (что означает: «Привет! Чем я могу помочь?»). Пользователи могут общаться с платой и управлять ею для воспроизведения песен и новостей или выполнять другие подобные голосовые взаимодействия.

Задайте следующий вопрос на китайском языке: «tian qi zen me yang» (что означает «как погода?»). Плата ответит по-китайски: «Цзинь тянь инь чжуань дуо юнь» (что означает «сегодня пасмурно, облачно»).

Подробные инструкции по работе с изделием изложены в соответствующих документах на сайте Espressif.

Отладочная платформа ESP32-LyraTD-MSC Изделие ESP32-LyraTD-MSC состоит из двух отладочных плат
Рис. 1. Отладочная платформа ESP32-LyraTD-MSC Рис. 2. Изделие ESP32-LyraTD-MSC состоит из двух отладочных плат
Компоненты нижней платы (A) платформы ESP32-LyraTD-MSC Ver. 2.2 Компоненты верхней платы (B) платформы ESP32-LyraTD-MSC Ver. 2.2
Рис. 3. Компоненты нижней платы (A) платформы ESP32-LyraTD-MSC Ver. 2.2 Рис. 4. Компоненты верхней платы (B) платформы ESP32-LyraTD-MSC Ver. 2.2

Структурная схема изделия ESP32-LyraTD-MSC

Рис. 5. Структурная схема изделия ESP32-LyraTD-MSC

Отличительные особенности:

  • Wi-Fi/BT/BLE микроконтроллерный модуль ESP32-WROVER-B:
    • Двухъядерный микропроцессор Xtensa® 32-bit LX6;
    • 11 b/g/n (802.11n до 150 Mbps);
    • 4 GHz - 2.5 GHz;
    • Bluetooth v2 BR/EDR и BLE  спецификации;
    • Интерфейсы SD card, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor PWM, I 2S, IR, счетчик импульсов, GPIO, емкостной сенсорный датчик, ADC, DAC;
    • Встроенный датчик Холла;
    • Интегрированная внешняя SPI Flash память 4 МБ;
    • Интегрированная внешняя PSRAM 8 МБ;
  • Цифровой сигнальный процессор (DSP);
  • Три цифровых микрофона;
  • 2 выхода для громкоговорителей до 3 Вт каждый;
  • Выход для наушников;
  • Слот для micro SD карты;
  • 12 индивидуально управляемых светодиодов, расположенных по краю круглой платы;
  • 6 пользовательских кнопок;
  • Порты I2S, I2C, SPIи JTAG;
  • USB-UART мост CP2102N;
  • Схема управления зарядом Li-Ion батареи;
  • Акустическое эхоподавление;
  • Поддержка распознавания голоса;
  • Пробуждение от голоса в ближней и дальней зоне;
  • Аудиофайлы в формате AAC, FLAC, OPUS и OGG могут быть декодированы и выведены без потери качества;
  • Поддержка подключения к Baidu DuerOS и Amazon AVS (Alexa Voice Service);
  • Конструктивно изделие состоит из двух отладочных плат;
  • Напряжение питания 5 В через micro USB Power Port (либо от Li-Ion аккумулятора).

Страница изделия на сайте производителя.

Производитель: Espressif Systems (shanghai) Pte. Ltd.
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
ESP32-LyraTD-MSC
ESP32-LyraTD-MSC
Espressif Systems (shanghai) Pte. Ltd.
Арт.: 2796571 ИНФО
Доступно: 3 шт. от 1 шт. от 9360,61
Выбрать
условия
поставки
Смарт аудиоплатформа ESP32-LyraTD-MSC.
ESP32-LyraTD-MSC от 1 шт. от 9360,61
3 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки

Сравнение позиций

  • ()