Módulos de reconhecimento de voz — controle de voz offline

A Haiben fornece componentes eletrônicos desde Shenzhen, desde 2013, e voz é uma das áreas que cobrimos em profundidade. O grupo Voice Recognition & Audio Chips & Modules reúne voz ICs e áudio ICs juntamente com módulos de voz e módulos de áudio, além de montagem de placa de circuito impresso para voz PCBA. A ênfase está no reconhecimento de voz offline: controle de voz que é executado localmente no dispositivo, sem necessidade de conexão com a internet.

Reconhecimento offline: a ideia central

Um módulo de reconhecimento de voz offline — frequentemente escrito como módulo de reconhecimento de fala — faz a correspondência de padrões na própria placa. O sinal do microfone é condicionado, convertido em digital e comparado com padrões de comando mantidos na memória do próprio dispositivo. Não há ida e volta a um serviço em nuvem, portanto o reconhecimento continua funcionando quando não há rede, e o tempo de resposta não depende da qualidade da conexão.

A contrapartida é o escopo. Os motores offline são construídos em torno de um conjunto de comandos definido, então se adequam a produtos em que o usuário fala um vocabulário pequeno e previsível: ligar, aquecer, mudar nível, iniciar, parar. Esse é exatamente o perfil da maioria dos pequenos eletrodomésticos e produtos de iluminação, razão pela qual a abordagem se tornou comum neles. Se um projeto precisa de um IC de voz discreto ou de uma placa completa é uma decisão que molda o restante do projeto, portanto vale a pena defini-la desde cedo.

O que um módulo de reconhecimento de voz contém

Um módulo empacota a função de reconhecimento para que possa ser projetado sem construir o front-end de áudio do zero. O conteúdo típico é:

• Uma entrada de microfone com circuito de condicionamento — polarização, filtragem e ganho — para que o sinal captado esteja limpo antes da conversão.
• Um conversor analógico-digital e um núcleo de processamento executando o firmware de reconhecimento.
• Memória que armazena os padrões de comando, além da lógica de interface que apresenta os resultados ao host — gatilhos GPIO, um barramento serial, ou ambos.
• Passivos de suporte, uma fonte de clock e um regulador, tudo em uma pequena placa.

No lado da saída, muitos projetos combinam o reconhecimento com um amplificador para que o produto possa confirmar comandos de forma audível. Nosso ICs de voz e o catálogo de ICs de áudio inclui o VC2033 amplificador de áudio mono IC: tensão de operação 2.5 V a 5.5 V, comutação Classe AB/Classe D, duas opções anticlipping com faixa de compressão anticlipping de −10 dB, e potência de saída Classe D de 3.1 W em VDD 5.0 V em 4 Ω e 1.8 W em 8 Ω (THD+N 10%), em um encapsulamento DFN2x2-8L. A peça irmã VC8210 é um amplificador de áudio Classe AB/D de canal único IC no mesmo encapsulamento DFN2x2-8L, classificado em 3.1 W em Classe D.

Onde o controle de voz offline é projetado

O controle offline se adequa a produtos em que as mãos do usuário estão ocupadas ou os controles são difíceis de alcançar. Nossa loja MIC possui um grupo dedicado de Placas de Reconhecimento de Voz PCBA com muitas listagens de voz offline PCBA, e os exemplos publicados mostram a variedade de aplicações: uma placa de circuito de chaleira inteligente com reconhecimento de voz offline AC42228-SH001 PCBA; um módulo de barra de chá VC100GA-V1.0 PCBA com controle de voz ASR; um módulo de luz noturna com controle de voz offline ASR PCBA; uma lâmpada repelente de mosquitos com voz PCBA; e placas de módulo de controle de voz para casa inteligente PCBA.

Estes pertencem a diferentes famílias de produtos — chaleiras, barras de chá, luzes noturnas, ventiladores e placas de casa inteligente — mas compartilham a mesma lógica de projeto: um vocabulário de comandos fixo, processamento local e uma interface simples com a placa de controle existente do aparelho. Os compradores que especificam módulos de voz para esse tipo de produto geralmente começam pela lista de comandos e pelo encaixe mecânico, e depois partem para a eletrônica.

Por trás do catálogo, a linha Weforsemi é operada por nossa subsidiária integral, e o grupo possui uma cadeia integrada que abrange P&D, testes de wafer, encapsulamento e produção e vendas de chips de voz com IA. Essa cadeia importa quando um projeto passa de um módulo em bancada para uma placa em produção: a mesma organização acompanha a peça desde o desenvolvimento até o encapsulamento.

Especificar um módulo ou um PCBA de voz

Há duas rotas práticas. Um módulo padrão é a opção mais rápida quando sua contagem de comandos, interface e tensão de alimentação se adequam ao produto, e pode ser tratado como um componente na própria placa do cliente. Um PCBA de voz vai além: Haiben monta o circuito de reconhecimento junto com as funções de controle do produto em uma única placa, de modo que o fabricante do aparelho integra um subconjunto testado em vez de um módulo nu.

Para qualquer das rotas, as seguintes informações orientam a escolha:

• A palavra de ativação e o conjunto de comandos, e se alto-falantes devem ser suportados ou o vocabulário fixado no momento da fabricação.
• Tensão de alimentação e orçamento de corrente, obtidos da rail existente do produto host.
• A interface com o host — número de saídas de gatilho, protocolo serial, ou ambos.
• Requisitos acústicos: posicionamento do microfone, distância esperada até o usuário e o nível de ruído em uso normal.
• Contorno da placa, posições dos conectores e montagem, acordados com o desenho do gabinete.
• Saída de áudio, se feedback falado for necessário; é aqui que um amplificador como o VC2033 ou o VC8210 é selecionado.

Nossos Montagem de PCB O serviço cobre a rota de PCBA de voz, desde o layout da placa até a montagem. Como a função de voz, o amplificador e o circuito de controle do host são especificados em conjunto, as questões de interface são resolvidas antes do ferramental e não após as primeiras amostras.

Perguntas frequentes

Um módulo de reconhecimento de voz offline precisa de conexão com a internet?

Não. O reconhecimento é executado localmente: o sinal do microfone é processado na placa e comparado com padrões de comando armazenados, de modo que o produto funciona sem rede. O vocabulário de comandos é definido durante o desenvolvimento e não é obtido de um serviço online.

Qual é a diferença entre um módulo de voz e um PCBA de voz?

Um módulo de voz fornece a própria função de reconhecimento, pronto para ser projetado em uma placa host. Um PCBA de voz integra essa função com o circuito de controle do produto em uma placa montada — nossos exemplos publicados incluem placas para chaleira, barra de chá, luz noturna, ventilador e casa inteligente — de modo que o fabricante do aparelho recebe um subconjunto testado.

A Haiben pode suportar tanto a parte de reconhecimento quanto o amplificador de áudio?

Sim. O catálogo agrupa ICs de voz e ICs de áudio junto com módulos de voz e áudio, de modo que o dispositivo de reconhecimento e o amplificador podem ser especificados como um único exercício. Para dúvidas sobre o chip de reconhecimento de voz, comece pela ICs de voz página, que lista as peças e suas especificações publicadas.