オリジナルの作成: 2014/03/29

05-声を出してみる

音声合成モジュール

秋月から販売されている 音声合成モジュールATP3011F4-PU をATMegaボードに差して、動作を確認してみました。

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。

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。

音声合成モジュールの使い方

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 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。

動作モード

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
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。

シリアル通信の指定

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
UART 1 1
I2C 0 1
SPI(mode3) 1 0
SPI(mode0) 0 0

秋月のATMegaボードを使う

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。 1

部品名 型名 値段
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。 2

音声合成モジュールを載せて動かしてみる

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。

ピン番号 意味
1 DTR
2 RX-I
3 TX-O
4 VCC
5 CTS(GND)
6 GND

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
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。

スピーカーの線色 接続先
J1-6
GND

動作確認

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。

入力:

?

出力:

>>

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。

入力:

ohayou

出力:

*>

Arduinoとの接続

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
0 Rx 2 RxD
1 Tx 3 TxD

音声メニューに挑戦

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。

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
1 Tx 2 RxD
0 Rx 3 TxD

スケッチは、以下の様にします。

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

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
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
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。

音声温度計

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。

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。

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。

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。

code
<NUMK VAL=温度>

脚注

  • [1] すべて秋月で購入可能
  • [2] 他の部品を追加すると単体で動くArduinoになります
In [ ]: