Привет, Хабр. В прошлом году сделал "умный" удлинитель для управления гирляндами на елочке. Но тогда руки так и не дошли написать об этом статью. Исправляюсь.
Сама елочка
На елочке 3 гирлянды, а под ней выводок светящихся белых мишек. Когда гирлянд много, встает вопрос - как ими управлять? Каждый раз залезать под елочку и включать/выключать из розетки нужные гирлянды - сомнительное удовольствие.
Конечно, продается большое количество "умных розеток" - но с голосовым управлением, и так что бы 4 розетки сразу в одном устройстве, без лишних проводов и блоков питания - таких не встречал.
В качестве корпуса идеально подошел удлинитель "пилот". Замеченный и купленный в ближайшем магазине.
Блок питания на 5 вольт и шилд с 4 реле были найдены в запасах мелочевки купленной в на aliexpress.
Теперь, самое главное - "мозги". Мозгами в проекте будет плата Wiieva, в которой есть все, что нам надо - экран, микрофон, wifi, форм фактор ардуино, совместимый с реле шилдом. WiFi модуль реализован на суперпопулярном esp8266, управление периферией и работа со звуком - на stm32f105rbt.
Подключаем мозги - соединяем плату Wiieva и шилд с реле
Размещаем все компоненты по своим местам
Вид сверху на "умный удлинитель" в сборе
Немного эстетики - печатаем крышечку на 3d принтере
Самая сложная часть проекта - компоненты отвечающие за ввод/вывод звука. Вообще, есть несколько подходов к записи и распознавании звука:
Поэтому, для распознавания речи использовал сервис google speech recognition. Казалось бы, не сложная задача, записать звук с микрофона и отправить в google speech recognition. Однако, когда речь идет про устройство на базе esp8266, то задача оказывается не тривиальной.
У esp8266 нет хорошего АЦП, а тот, что есть на борту, технически не позволяет записать ничего отличного от шума. Поэтому, для захвата звука, в качестве достаточном для распознавания речи, как минимум нужен внешний АЦП или еще лучше, внешний процессор, к которому подключен микрофон. Попробовав несколько вариантов - остановился на stm32 + цифровой PDM микрофон.
Следующая задача - управление/передача данных от stm32 к esp8266. UART и i2c были сразу отброшены, как медленные интерфейсы и принято решение использовать SPI. SPI - это синхронный интерфейс с обязательным распределением ролей: мастер и слейв. В связке stm32 и esp8266 основная логика программы выполняется на esp8266, а stm32 - сопроцессор, работающий с периферией. Поэтому, логично назначить esp8266 роль мастера, а stm32 - роль слэйва.
Эта связка дала хороший результат: чистый звук с микрофона без помех и без постороннего шума. Увы, звуковая идиллия продолжалась не долго, ровно, до момента отправки полученного звука через WiFi по http соединению в google.
Случилась неприятная история: пока нет активной передачи по WiFi, звук пишется в идеальном качестве. Как только начинается активная передача пакетов по WiFi, звук тут же искажается треском. Обследование осциллографом показало, что при активной WiFi передаче по шине питания гуляют неслабые помехи, и отфильтровать их на уровне схемотехники затруднительно.
Поэтому, как часто бывает, аппаратную проблему пришлось полечить программно. Логичное решение - копить звук в буфере, а по завершении фразы отправить по http в облако. Казалось, бы делов - сохранить в буфере. Но тут вспоминаем, что у нас всего 40КБ свободного ОЗУ. А даже с частотой оцифровки 8кгц в 40КБ влезет всего лишь 2 с небольшим секунды записи несжатой речи. Маловато будет.
Решением оказалось предварительно паковать звук кодеком SPEEX - он дает рейт 2KB в секунду, чего более чем достаточно, чтобы записать любую голосовую команду целиком в память, а конец фразы определять алгоритмом VAD (Voice Activity Detector).
Вуаля - такая конструкция заработала, и стала уверенно распознавать любые произносимые фразы.
Тут, наверное, стоит сделать лирическое отступление. У тех кто, дочитал до этого абзаца, скорее всего возникнет вопрос - неужели столько телодвижений только ради голосового управления елочкой. Простой ответ, конечно, - не только. Пару лет назад, когда esp8266 только появилась у меня, возникла мысль - прикрутить к ней облачное распознавание речи. И, в свободное время, я со знакомым электронщиком неспешно пилил проект, который вылился в плату wiieva и описанную выше конфигурацию. В процессе жизни проект обзавелся кучей фишек, например, mp3 плеер с динамиком, Arduino-совместимый форм фактор, датчики температуры/влажности/давления, тач скрин, USB, ИК диод и слот MicroSD.
Поэтому, основная работа была проделана еще до начала проекта "Елочка", а проект "Елочка" был сделан за пару вечеров, включая операцию по подсадки платы в удлинитель и написания скетча с высокоуровневой логикой.
Программа написана как скетч для Arduino окружения esp8266.
Кроме распознавания голосовых команд, скетч обладает UI - скринсэйвер с красивой елочкой, экран управления с кнопками включения/выключения гирлянд.
В дополнение к локальному управлению, есть http API включения/выключения гирлянд. Это для управления елочкой через общий интерфейс умного дома.
И бонусом, скетч умеет проигрывать mp3 файлы с microSD карты - записал туда несколько новогодних композиций. Так сказать, дополнительная фишечка, для поддержания новогоднего настроения.
Инициализация и запуск распознавания
Само распознавание и выполнение команд
PDM Микрофон подключен к SPI/I2S2 процессора stm32. В качестве референса использовал этот
Для того, что бы не загружать процессор данные из I2S получаются с использованием DMA в кольцевой ping-pong буфер.
PDM. Обработка полученных PDM данных происходит по прерываниям от DMA. Работа с прерываниями DMA достаточно стандартная для stm32:
Есть два признака прерывания по заполнению верхний/нижней половин буфера. В обработчике прерывания выбирается половинка буфера, с уже готовыми данными
Затем происходит преобразование буфера из формата PDM в обычный PCM: набор сэмплов (значений уровня сигнала) с требуемой частотой дискретизации.
После преобразования и ресемплинга данные в формате PCM складываются в кольцевой буфер pdm_samples_buf .
Следующий этап конвейера - упаковка звука кодеком SPEEX. Обработка звука кодеком весьма ресурсоемкий процесс, кушающий много процессорного времени и вызывать его в обработчике прерывания не очень хорошо.
Поэтому упаковка происходит асинхронно, в основном цикле программы - код код часть вторая
Заодно с кодированием в SPEEX анализируется наличие голосовой активности алгоритмом VAD.
А закодированная кодеком speex речь складывается в еще один кольцевой буфер speex_buf , из которого они уже и передаются в esp9266
Интерфейс между esp8266 и stm32 построен по принципу команда -> ответ. esp8266 отправляет команду, stm32 отрабатывает команду и возвращает ответ. У части команд вместе с телом команды/или телом ответа передается буфер данных.
Со стороны esp8266 алгоритм работы получился очень простой:
Отправить команду чтения буфера данных и считать данные:
Так выглядит код со стороны esp8266:
код рекордера
код работы с SPI
Со стороны stm32 задача выглядит сложнее:
По прерываниям от SPI парсится код команды, и в зависимости от кода команды выполняются требуемые действия. В нашем случае - пересылка данных из кольцевого буфера SPEEX кодека в SPI
Многие интересные моменты, например, такие как проигрывание mp3, подключение графической библиотеки, реализацию драйверов экрана и тач панели, интеграцию с умным домом и многое-многое другое пришлось оставить за скобками этой статьи - получилось бы слишком много текста.
В планах еще допилить активацию распознавания речи по hot-word, например "елочка". Для этого планирую затащить небольшой кусочек pocketsphinx на борт и делать на борту что то типа MFCC+DTW...
Современные дома напичканы электроникой. Обычно большинство бытовых приборов включены в розетку в ожидании момента, когда владельцу что-то от них понадобится. Стоит выключить вечером в комнате свет, как вся домашняя электроника напоминает о себе разноцветными точками светодиодных индикаторов.
Эти «подлые вампиры» сосут энергию из розеток днём и ночью 24 часа в сутки. Кто поможет обуздать их аппетиты? Парадоксально, но всё та же умная электроника.
По подсчётам специалистов из Лаборатории Лоуренса Беркли на работу бытовой электроники в режиме ожидания расходуется от 5 до 10% всего домашнего энергопотребления. Тихие «вампиры» несут ответственность примерно за 1% мировых выбросов углекислоты в атмосферу.
Это плата за мелкие бытовые удобства, от которых мы не спешим отказываться. Бытовые приборы можно было бы включать и выключать из розетки каждый раз, когда в них возникает и отпадает надобность. Но так поступают далеко не все. Напротив, часто покупают различные удлинители и сетевые фильтры, позволяющие увеличить число точек питания энергетических вампиров, чтобы вытаскивать вилку из розетки как можно реже.
Увеличить число розеток и доставить электричество в нужное место в доме - это всё, что может предложить потребителю обычный сетевой удлинитель. Но возможности «умных удлинителей» намного шире.
В последнее время всё больше подобных устройство появляется на рынке. При всём многообразии умных удлинителей, все они состоят из набора розеток и платы управления, контролирующей розетки.
Например, когда принтер заканчивает печать и переходит в режим ожидания, потребление энергии падает, что является сигналом для его отключения от сети. Отключение одного из приборов никак не сказывается на остальных розетках удлинителя, они продолжают работать в том режиме, который нужен потребителю.
Некоторые электронные приборы должны быть постоянно включены в сеть, например, беспроводной телефон или охранная система. Для таких устройств в набор розеток умного удлинителя включают одну – две независимых от устройства управления.
Слежение за каждым подключением позволяет снизить общее потребление энергии, но такой способ управления иногда бывает не самым эффективным.
Например, домашний кинотеатр. Обычно в его состав входит большой телевизор, аудиосистема, медиаплеер и другие устройства. Все они, как правило, используются одновременно. Соответственно проще и удобнее управлять включением и выключением всей группы приборов. Некоторые умные удлинители допускают такую возможность.
Например модель Smart Strip LCG4 состоит из десяти розеток с цветной маркировкой. Если включить телевизор в синюю розетку, а остальные приборы группы в белые, то удлинитель будет управлять энергопитанием «белой электроники» основываясь на состоянии синей розетки. При этом розетки с красной маркировкой управляются индивидуально.
Ещё больше умеет умный удлинитель модели Isolé IDP-3050. Этот прибор оснащён функциями сетевого фильтра и датчиком движения. Розетки удлинителя активны только тогда, когда рядом находятся люди. При отсутствии человека в помещении дольше настраиваемого (0,5-30 минут) интервала ожидания розетки отключаются.
Сетевой фильтр Belkin, кроме двух независимых розеток содержит шесть, управляемых дистанционным радиопультом. Удлинитель удобно использовать для ручного отключения от сети малодоступных приборов. Например, если розетки спрятаны где-то далеко за мебелью.
Мини устройство Mini Power Minder состоит всего из двух розеток и USB входа управления. Электричество подаётся в розетки только тогда, когда работает «ведущее» устройство, например, компьютер, и на USB вход подаётся напряжение 5 вольт.
Оцени статью:
Одним из главных факторов заказа двух моделей удлинителей от Xiaomi стало скопление , а также бесхозно пылящиеся зарядные устройства от разных смартфонов и планшетов с китайской вилкой. Возможно кому-то и удобно пользоваться переходниками, но, когда у вас как минимум 5 устройств с разними форматами вилок, привычный нам удлинитель со всеми этими переходниками начинает напоминать неудачно собранный конструктор.
К счастью уже давно был придуман формат универсальной розетки, поэтому увидев Xiaomi Power Strip не возникло даже ни капли сомнения в нужности данного устройства как минимум всем, кто часто заказывает товары с AliExpress или . Лично мы купили , банально потому что они там были дешевле чем на AliExpress, .
Как уже было отмечено, мы заказали , каждый на 6 универсальных розеток. В первом случае удлинитель Xiaomi Power Strip оснащен WiFi модулем и является частью умного дома Xiaomi, что позволяет управлять им дистанционно при помощи вашего мобильного устройства с установленным приложением Mi Home. Посылку отправили , трек-код отслеживался вплоть до момента вручения, дошел товар ровно за 10 дней с момента оплаты.
Для синхронизации Xiaomi Power Strip удлинителя с приложением Mi Home первым делом подключаем его к сети, затем удерживаем единственную кнопку до того момента пока световой индикатор не станет мигать белым светом, отпускаем кнопку и переходим в приложение. Обычно при входе автоматически происходит поиск новых устройств «Умного дома Xiaomi», как это было с с недавнего обзора.
Однако в нашем случае умный удлинитель Xiaomi автоматически не определился, ручной поиск тоже никаких результатов не дал. Как выяснилось позже достаточно было выставить регион «China» в приложении Mi Home, после чего все определилось и заработало как надо. Успешно синхронизировав Xiaomi Power Strip, световой индикатор на удлинителе перестанет мигать белым цветом и поменяет цвет на синий.
В отличие от той же , плагин удлинителя внутри приложения Mi Home не переведен даже на английский язык, правда уже давно благодаря энтузиастам можно найти переведенные на русский язык плагины почти для всех устройств умного дома Xiaomi. Честно говоря, особого смысла заморачиваться с переводом плагина нет, все и так интуитивно понятно даже на китайском языке.
Собственно, почему удлинитель Xiaomi умный и какие преимущества нам это дает? Первая очевидная функция дистанционного управления это естественно вкл./выкл. Вторая, таймер обратного отсчета, что-то вроде таймера сна, когда по истечению заданного времени подача электричества на удлинитель будут отключена. Третья, полезная функция — это работа по расписанию, вы сами устанавливаете временной отрезок, когда удлинитель будет работать, а когда находится в отключенном режиме.
Последняя функция позволяет в реальном времени отслеживать потребляемую мощность подключенных устройств, на основе чего строятся красивые диаграммы, где вы можете по часам отследить в какой период времени, было самое высокое потребление электроэнергии, а когда наоборот почти ничего не потреблялось. Кстати, имеется еще одна мелкая, но довольно полезная функция – можно установить порог минимальной мощности, при достижении которой Xiaomi Power Strip будет прекращать подачу электроэнергии.
На этом, пожалуй, все функции умного удлинителя от Xiaomi заканчиваются, в принципе сложно придумать, что еще туда можно добавить, но если китайцы и придумают, то плагин автоматически обновится.
Второй , который мы заказали, также на 6 универсальных розеток, правда в отличие от Xiaomi Power Strip с WiFi у него все розетки 5-ти контактные, а значит можно подключить сразу хоть 6 австралийских вилок, конечно не всем такой функционал понадобится, но как говорится лишним не будет. У модели Xiaomi CXB6 отсутствует WiFi модуль, зато имеется 3 встроенных USB разъема для подзарядки ваших мобильных устройств.
По заверениям разработчика каждый порт выдает 5V с силой тока 2.1A, как выяснилось позже порты подключены к встроенному блоку питания параллельно и при максимальной нагрузке на все порты, импульсный блок питания выдал в целом около 3.5A.
Что касается качества сборки и комплектующих, то было бы странным уличить Xiaomi в использовании дешевых или не качественных комплектующих. В этом плане все как обычно, что качество сборки, что комплектующие на высоте и это, не говоря о фирменном проработанном дизайне в стиле минимализма.
(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || ; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-184100-2", renderTo: "yandex_rtb_R-A-184100-2", horizontalAlign: false, async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script"); s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks");
Понемногу становлюсь гиком, с этими всеми умными гаджетами. Но если полезность и применимость одних - это вопрос, то управление электропитанием в режиме 24/7 из любого места - действительно нужная и полезная функция.
Но начну я сначала.
Внутри - находится в полупрозрачном кульке, провод зафиксирован с корпусом фильтра парой резинок.
Удлинитель имеет 6 розеток - из которых 3 имеют универсальный разъем для плоских, евро и тройных вилок, а три - только для плоских и евро. Цвет доступен пока только белый, качество сборки очень хорошее.
Размеры самого корпуса удлинителя - около 19 см в длину
И около 7 см - в ширину
Традиционно для удлинителей Xiaomi - он оснащен трех контактной вилкой
Несложно заменить на обычную евро вилку, как я сделал с моим обычным, не Wi-Fi но Banggood положили в комплект хороший и удобный переходник
И необходимости менять что-либо нет.
Я не любитель разбирать гаджеты, так как не вижу в этом смысла. Но для полноты картины приведу фото внутренностей из просторов.
Для работы с устройством, необходимо установить приложение Xiaomi SmartHome, я пользуюсь последней на сегодняшний день переведенной версией 3.6.8 от multirom.me. .
После включения устройства, приложение SmartHome обнаруживает новое устройство
Далее разово происходит привязка устройства к Mi аккаунту, через Wi Fi
Синхронизация данных
И подключение к устройству
Удлинитель появляется в списке устройств приложения SmartHome
А так же автоматически скачивается плагин (оригинальный - китайский) для работы с удлинителем. Это обязательный шаг.
Программа проверяет и при необходимости предлагает обновить прошивку удлинителя
Это занимает некоторое время - минут 5. После сопряжения с ПО, светодиод на удлинителе меняет цвет на синий.
Всем доброго времени суток, сегодня постараюсь рассказать о далеко не новом, но всё ещё очень актуальном умном устройстве от Xiaomi. Как уже можно было понять из названия, речь пойдёт о удлинителе для системы умного дома. Заказывал я его, по привычке, в Китае и обошёлся он мне со всеми поинтами магазина и кэшбэком примерно в 850 рублей. Однако, ждать пришлось достаточно долго из-за проблем на таможне. Впрочем, умный удлинитель от Xiaomi уже достаточно давно можно купить и в России. Все ссылке я оставлю ниже под видео обзором, чтобы вы смогли посмотреть актуальные стоимости и сравнить их. Кстати, на Telegram канале TechnoReview новинки от Xiaomi и скидки на них появляются ещё быстрее, поэтому подписывайтесь, чтобы не пропустить. Поехали.
Удлинитель поставляется в привычной белой коробке, на которой изображено само устройство и минимальные спецификации. На данный момент это единственный умный удлинитель, который производится от имени компании Xiaomi. Размер 197х71х25 мм, длина провода 1800 мм.
Особенностью удлинителя является то, что для его работы не нужен шлюз для умного дома . То есть это полностью самостоятельное устройство, которое сопрягается со смартфоном через приложение Mi Home по собственной выделенной сети Wi-Fi. Этот же самый шлюз можно подключить к удлинителю и одним нажатием обесточивать всю систему умного дома при необходимости.
Благодаря приложению Mi Home, удлинителем можно управлять из любого места, где на смартфоне присутствует соединение с интернетом. Под управлением удлинителем понимается возможность его дистанционного включения и отключения, а также просмотр потребляемой электроэнергии, подключенных в него устройств, в реальном времени. В плагине приложения Mi Home имеется возможность установить таймер, просмотреть потребляемую энергию в реальном времени, а также статистику потребления за дневное и ночное время.
 |  |  |
Коробка минималистична и имеет привычную полиграфию самого устройство. С боков находятся логотипы «mijia». В комплекте помимо самого удлинителя есть небольшая малоинформативна инструкция.
Розетки удлинителя расположены очень близко друг к другу, поэтому при подключении в одну из розеток широкой европейской вилки, параллельная розетка будет доступна только для подключения в неё тонких вилок. Верхний ряд розеток, практически полностью универсален.
В него можно подключать как европейские, так и китайские вилки с двумя и тремя контактами. Нижний ряд розеток позволяет подключать европейские и китайские вилки с двумя контактами. Все розетки закрыты шторками. Для того, чтобы воткнуть вилку необходимо немалое усилие примерно в 7 килограмм.
На передней части находится одна механическая клавиша и два индикатора. Один указывает на работу устройства, другой на наличие Wi-Fi соединения.
На IPhone появилась возможность выносить виджет данного удлинителя. в боковой бар. Это позволяет дистанционно включать и выключать устройство, не ожидая загрузки приложения и плагина. Чтобы вынести виджет, в приложении Mi Home необходимо зайти в «профиль» - «виджеты». |  |
При выключении удлинителя как дистанционно, так и механически, естественно выключаются вся подключенная в него электроника. Впрочем, при необходимости можно приобрести отдельную Wi-Fi розетку от Xiaomi, которая также управляется при смартфона.
Купить Xiaomi Mi Power Strip Wi-Fi можно - или
Итого из плюсов: 1) Возможность подключения к системе умного дома, создание с ним сценариев. 2) Это самостоятельное устройство, которое не требует наличия шлюза. 3) Практически полная универсальность по подключаемым вилкам. 4) Защитные шторки. 5) Компактные размеры, качественный материалы. 6) Стоимость.
Из минусов: 1) Сложность в подключении европейских вилок с большими размерами. 2) При выключении удлинителя, выключается вся техника подключенная в него.
Спасибо за внимание. Более полная информация и опыт эксплуатации раскрыты в видеообзоре. Также не забывайте смотреть мои подборки неизведанных новинок, которые производятся от имени компании Xiaomi. Всем хорошего настроения и удачи. Пока.
