Módulos de reconocimiento de voz — control por voz offline

Haiben suministra componentes electrónicos desde Shenzhen desde 2013, y la voz es una de las áreas que cubrimos en profundidad. El grupo de Chips y Módulos de Reconocimiento de Voz y Audio reúne ICs de voz y ICs de audio junto con módulos de voz y módulos de audio, además de montaje de placa de circuito impreso para PCBA de voz. El énfasis está en el reconocimiento de voz offline: control por voz que se ejecuta localmente en el dispositivo, sin necesidad de conexión a internet.

Reconocimiento offline: la idea central

Un módulo de reconocimiento de voz sin conexión — a menudo escrito como módulo de reconocimiento de voz — realiza la coincidencia de patrones en la propia placa. La señal del micrófono se acondiciona, se convierte a digital y se compara con patrones de comando almacenados en la memoria del propio dispositivo. No hay ida y vuelta a un servicio en la nube, por lo que el reconocimiento sigue funcionando cuando no hay red, y el tiempo de respuesta no depende de la calidad de la conexión.

La contrapartida es el alcance. Los motores sin conexión se construyen en torno a un conjunto de comandos definido, por lo que resultan adecuados para productos en los que el usuario pronuncia un vocabulario pequeño y predecible: encender, calentar, cambiar nivel, iniciar, detener. Ese es exactamente el perfil de la mayoría de los pequeños electrodomésticos y productos de iluminación, razón por la cual el enfoque se ha vuelto común en ellos. Si un diseño necesita un IC de voz discreto o una placa completa es una decisión que condiciona el resto del proyecto, por lo que conviene resolverla pronto.

Qué contiene un módulo de reconocimiento de voz

Un módulo empaqueta la función de reconocimiento para que pueda diseñarse sin construir la etapa frontal de audio desde cero. El contenido típico es:

• Una entrada de micrófono con circuitería de acondicionamiento — polarización, filtrado y ganancia — para que la señal capturada sea limpia antes de la conversión.
• Un convertidor analógico-digital y un núcleo de procesamiento que ejecuta el firmware de reconocimiento.
• Memoria que contiene los patrones de comando, más la lógica de interfaz que presenta los resultados al host — disparadores GPIO, un bus serie, o ambos.
• Pasivos de soporte, una fuente de reloj y un regulador, todo en una pequeña placa.

En el lado de salida, muchos diseños combinan el reconocimiento con un amplificador para que el producto pueda confirmar comandos de forma audible. Nuestro ICs de voz y el catálogo de audio ICs incluye el amplificador de audio mono VC2033 IC: tensión de funcionamiento de 2.5 V a 5.5 V, conmutación Clase AB/Clase D, dos opciones anti-clipping con un rango de compresión anti-clipping de −10 dB, y potencia de salida Clase D de 3.1 W a VDD 5.0 V sobre 4 Ω y 1.8 W sobre 8 Ω (THD+N 10%), en un encapsulado DFN2x2-8L. La pieza hermana VC8210 es un amplificador de audio Clase AB/D de un solo canal IC en el mismo encapsulado DFN2x2-8L, especificado para 3.1 W en Clase D.

Dónde se diseña el control de voz sin conexión

El control sin conexión encaja en productos en los que el usuario tiene las manos ocupadas o los controles son difíciles de alcanzar. Nuestra tienda MIC dispone de un grupo dedicado de Placas de Reconocimiento de Voz PCBA con numerosos listados de voz sin conexión PCBA, y los ejemplos publicados muestran la variedad de aplicaciones: una placa de circuito de hervidor inteligente de voz sin conexión AC42228-SH001 PCBA; un módulo de barra de té VC100GA-V1.0 PCBA con control de voz ASR; un módulo de luz nocturna con control de voz sin conexión ASR PCBA; una lámpara antimosquitos con voz PCBA; y placas de módulo de control de voz para el hogar inteligente PCBA.

Estos pertenecen a familias de productos diferentes — hervidores, barras de té, luces nocturnas, ventiladores y placas para el hogar inteligente — pero comparten la misma lógica de diseño: un vocabulario de comandos fijo, procesamiento local y una interfaz sencilla con la placa de control existente del electrodoméstico. Los compradores que especifican módulos de voz para este tipo de producto suelen partir de la lista de comandos y del ajuste mecánico, y luego trabajar hacia atrás hasta la electrónica.

Detrás del catálogo, la línea Weforsemi es operada por nuestra filial de propiedad total, y el grupo cuenta con una cadena integrada que abarca I+D, pruebas de obleas, encapsulado y producción y ventas de chips de voz con IA. Esa cadena importa cuando un diseño pasa de un módulo en un banco de pruebas a una placa en una tirada de producción: la misma organización sigue la pieza desde el desarrollo hasta el encapsulado.

Especificar un módulo o un PCBA de voz

Hay dos rutas prácticas. Un módulo estándar es la opción más rápida cuando su número de comandos, interfaz y tensión de alimentación se adaptan al producto, y puede tratarse como un componente en la placa del propio cliente. Un PCBA de voz va más allá: Haiben ensambla el circuito de reconocimiento junto con las funciones de control del producto en una sola placa, de modo que el fabricante del electrodoméstico integra un subconjunto probado en lugar de un módulo desnudo.

Para cualquiera de las dos rutas, la siguiente información determina la elección:

• La palabra de activación y el conjunto de comandos, y si deben admitirse altavoces o el vocabulario se fija en el momento de la fabricación.
• La tensión de alimentación y el presupuesto de corriente, tomados del raíl existente del producto host.
• La interfaz con el host — número de salidas de disparo, protocolo serie, o ambos.
• Los requisitos acústicos: ubicación del micrófono, distancia esperada al usuario y nivel de ruido en uso normal.
• El contorno de la placa, las posiciones de los conectores y el montaje, acordados con el plano de la carcasa.
• La salida de audio, si se requiere retroalimentación hablada; aquí es donde se selecciona un amplificador como el VC2033 o el VC8210.

Nuestros Montaje de PCB el servicio cubre la ruta del PCBA de voz, desde el diseño de la placa hasta el ensamblaje. Dado que la función de voz, el amplificador y el circuito de control del host se especifican conjuntamente, las cuestiones de interfaz se resuelven antes del utillaje y no después de las primeras piezas.

Preguntas frecuentes

¿Necesita conexión a internet un módulo de reconocimiento de voz sin conexión?

No. El reconocimiento se ejecuta localmente: la señal del micrófono se procesa en la placa y se compara con los patrones de comando almacenados, por lo que el producto funciona sin red. El vocabulario de comandos se define durante el desarrollo en lugar de tomarse de un servicio en línea.

¿Cuál es la diferencia entre un módulo de voz y un PCBA de voz?

Un módulo de voz proporciona la función de reconocimiento en sí, listo para diseñarse en una placa host. Un PCBA de voz integra esa función con la circuitería de control del producto en una sola placa ensamblada — nuestros ejemplos publicados incluyen placas para hervidor, barra de té, luz nocturna, ventilador y hogar inteligente — de modo que el fabricante del electrodoméstico recibe un subconjunto probado.

¿Puede Haiben soportar tanto la parte de reconocimiento como el amplificador de audio?

Sí. El catálogo agrupa los ICs de voz y los ICs de audio junto con los módulos de voz y audio, de modo que el dispositivo de reconocimiento y el amplificador pueden especificarse como un solo ejercicio. Para consultas sobre chips de reconocimiento de voz, comience por la ICs de voz página, que enumera las piezas y sus especificaciones publicadas.