satellite/docs/tutorials/2mic-hat.md

2-MIC HAT Tutorial

Создание голосового спутника на Raspberry Pi Zero 2 W и ReSpeaker 2Mic HAT.

Предварительные требования: См. Руководство по развёртыванию для базовой установки.

Установка ОС

Следуйте инструкциям по установке Raspberry Pi OS. В разделе "Choose OS" выберите "Raspberry Pi OS (other)" и "Raspberry Pi OS (64-bit) Lite".

Когда спросят о применении настроек кастомизации, выберите "Edit Settings" и:

• Установите имя пользователя/пароль
• Настройте беспроводную LAN
• На вкладке Services включите SSH и используйте аутентификацию по паролю

Установка ПО

После прошивки и загрузки спутника, подключитесь к нему по SSH, используя имя пользователя/пароль, настроенные при прошивке.

На спутнике, убедитесь, что системные зависимости установлены:

sudo apt-get update
sudo apt-get install --no-install-recommends  \
  git \
  python3-venv

Склонируйте репозиторий wyoming-satellite:

git clone https://github.com/rhasspy/wyoming-satellite.git

Если у вас ReSpeaker 2Mic или 4Mic HAT, перекомпилируйте и установите драйверы (это займёт много времени):

cd wyoming-satellite/
sudo bash etc/install-respeaker-drivers.sh

После установки драйверов необходимо перезагрузить спутник:

sudo reboot

После перезагрузки подключитесь снова по SSH и продолжите установку:

cd wyoming-satellite/
python3 -m venv .venv
.venv/bin/pip3 install --upgrade pip
.venv/bin/pip3 install --upgrade wheel setuptools
.venv/bin/pip3 install \
  -f 'https://synesthesiam.github.io/prebuilt-apps/' \
  -e '.[all]'

Если установка прошла успешно, вы сможете запустить:

script/run --help

Определение аудиоустройств

Правильный выбор устройств микрофона/динамика критически важен для работы спутника. В этом разделе мы сделаем тестовую запись и воспроизведение.

Список доступных микрофонов:

arecord -L

Если у вас ReSpeaker 2Mic HAT, вы увидите:

plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0
    seeed-2mic-voicecard, bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0
    Hardware device with all software conversions

Для других микрофонов предпочитайте устройства, начинающиеся с plughw: или используйте default, если не знаете, что выбрать.

Запишите 5-секундный образец с выбранного микрофона:

arecord -D plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0 -r 16000 -c 1 -f S16_LE -t wav -d 5 test.wav

Скажите что-нибудь во время работы arecord. Если получили ошибки, попробуйте другое устройство микрофона, изменив -D <device>.

Список доступных динамиков:

aplay -L

Если у вас ReSpeaker 2Mic HAT, вы увидите:

plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0
    seeed-2mic-voicecard, bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0
    Hardware device with all software conversions

Для других динамиков предпочитайте устройства, начинающиеся с plughw: или используйте default, если не знаете, что выбрать.

Воспроизведите записанный образец WAV:

aplay -D plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0 test.wav

Вы должны услышать записанный образец. Если есть проблемы, попробуйте другое устройство динамика, изменив -D <device>.

Запомните устройства микрофона и динамика для следующего шага.

Запуск спутника

В директории wyoming-satellite выполните:

script/run \
  --debug \
  --name 'my satellite' \
  --uri 'tcp://0.0.0.0:10700' \
  --mic-command 'arecord -D plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0 -r 16000 -c 1 -f S16_LE -t raw' \
  --snd-command 'aplay -D plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0 -r 22050 -c 1 -f S16_LE -t raw'

Измените -D <device> для arecord и aplay в соответствии с аудиоустройствами из предыдущего раздела.

Вы можете установить --name <NAME> на любое значение, но оно должно оставаться одинаковым при каждом запуске спутника.

В Home Assistant проверьте раздел "Devices & services" в настройках. Через некоторое время вы увидите ваш спутник как "Discovered" (Wyoming Protocol). Нажмите кнопку "Configure" и "Submit". Выберите зону, где расположен ваш спутник, и нажмите "Finish".

Ваш спутник должен сказать "Streaming audio", и вы можете использовать wake word предпочитаемого пайплайна.

Создание сервисов

Вы можете запустить wyoming-satellite как systemd сервис, создав файл сервиса:

sudo systemctl edit --force --full wyoming-satellite.service

Вставьте следующий шаблон и измените /home/pi и аргументы script/run в соответствии с вашей настройкой:

[Unit]
Description=Wyoming Satellite
Wants=network-online.target
After=network-online.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/home/pi/wyoming-satellite/script/run --name 'my satellite' --uri 'tcp://0.0.0.0:10700' --mic-command 'arecord -D plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0 -r 16000 -c 1 -f S16_LE -t raw' --snd-command 'aplay -D plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0 -r 22050 -c 1 -f S16_LE -t raw'
WorkingDirectory=/home/pi/wyoming-satellite
Restart=always
RestartSec=1

[Install]
WantedBy=default.target

Сохраните файл и выйдите из редактора. Далее включите сервис для автозагрузки и запустите:

sudo systemctl enable --now wyoming-satellite.service

(возможно, вам придётся нажать CTRL+C, чтобы вернуться к командной оболочке)

После запуска сервиса вы можете просматривать логи в реальном времени:

journalctl -u wyoming-satellite.service -f

При необходимости отключите и остановите сервис:

sudo systemctl disable --now wyoming-satellite.service

Аудио улучшения

Вы можете запустить спутник с автоматическим усилением и шумоподавлением:

script/run \
  ... \
  --mic-auto-gain 5 \
  --mic-noise-suppression 2

Автоматическое усиление от 0 до 31 dbFS, где 31 — самое громкое. Шумоподавление от 0 до 4, где 4 — максимальное подавление (может вызывать искажения аудио).

Вы также можете использовать --mic-volume-multiplier X для умножения всех аудиосэмплов на X. Например, использование 2 для X удвоит громкость микрофона (но может вызвать искажения). Соответствующий --snd-volume-multiplier делает то же самое для воспроизведения аудио.

Локальная детекция Wake Word

Установите необходимые системные зависимости:

sudo apt-get update
sudo apt-get install --no-install-recommends  \
  libopenblas-dev

Из домашней директории установите Wyoming сервис openWakeWord:

git clone https://github.com/rhasspy/wyoming-openwakeword.git
cd wyoming-openwakeword
script/setup

Создайте systemd сервис для него:

sudo systemctl edit --force --full wyoming-openwakeword.service

Вставьте следующий шаблон и измените /home/pi и аргументы script/run в соответствии с вашей настройкой:

[Unit]
Description=Wyoming openWakeWord

[Service]
Type=simple
ExecStart=/home/pi/wyoming-openwakeword/script/run --uri 'tcp://127.0.0.1:10400'
WorkingDirectory=/home/pi/wyoming-openwakeword
Restart=always
RestartSec=1

[Install]
WantedBy=default.target

Сохраните файл и выйдите из редактора.

Теперь вы можете обновить сервис спутника:

sudo systemctl edit --force --full wyoming-satellite.service

Обновите только следующие части:

[Unit]
...
Requires=wyoming-openwakeword.service

[Service]
...
ExecStart=/home/pi/wyoming-satellite/script/run ... --wake-uri 'tcp://127.0.0.1:10400' --wake-word-name 'ok_nabu'
...

[Install]
...

Перезагрузите и перезапустите сервис спутника:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart wyoming-satellite.service

Вы должны увидеть, что сервис wake загрузился автоматически:

sudo systemctl status wyoming-satellite.service wyoming-openwakeword.service

Все они должны быть "active (running)" и зелёные.

Протестируйте спутник, сказав "ok, nabu" и голосовую команду. Используйте journalctl для проверки логов сервисов на наличие ошибок:

journalctl -u wyoming-openwakeword.service -f

Убедитесь, что запускаете sudo systemctl daemon-reload каждый раз при внесении изменений в сервис.

LED сервис

Примеры сервисов событий для ReSpeaker 2Mic и 4Mic HAT включены в wyoming-satellite/examples, они изменяют цвет LED в зависимости от состояния спутника. Пример ниже для 2Mic HAT с использованием 2mic_service.py. Если вы используете 4Mic HAT, используйте 4mic_service.py, так как светодиоды и GPIO пины немного отличаются.

Установите его из домашней директории:

cd wyoming-satellite/examples
python3 -m venv --system-site-packages .venv
.venv/bin/pip3 install --upgrade pip
.venv/bin/pip3 install --upgrade wheel setuptools
.venv/bin/pip3 install 'wyoming==1.5.2'

Если вы используете ReSpeaker USB 4mic array v2.0, дополнительно установите pixel-ring:

.venv/bin/pip3 install 'pixel-ring'

Аргумент --system-site-packages используется для доступа к предустановленным пакетам gpiozero и spidev. Если они ещё не установлены в вашей системе, выполните:

sudo apt-get install python3-spidev python3-gpiozero

Протестируйте сервис:

.venv/bin/python3 2mic_service.py --help

Создайте systemd сервис:

sudo systemctl edit --force --full 2mic_leds.service

Вставьте следующий шаблон и измените /home/pi и аргументы script/run в соответствии с вашей настройкой:

[Unit]
Description=2Mic LEDs

[Service]
Type=simple
ExecStart=/home/pi/wyoming-satellite/examples/.venv/bin/python3 2mic_service.py --uri 'tcp://127.0.0.1:10500'
WorkingDirectory=/home/pi/wyoming-satellite/examples
Restart=always
RestartSec=1

[Install]
WantedBy=default.target

Сохраните файл и выйдите из редактора.

Теперь вы можете обновить сервис спутника:

sudo systemctl edit --force --full wyoming-satellite.service

Обновите только следующие части:

[Unit]
...
Requires=2mic_leds.service

[Service]
...
ExecStart=/home/pi/wyoming-satellite/script/run ... --event-uri 'tcp://127.0.0.1:10500'
...

[Install]
...

Перезагрузите и перезапустите сервис спутника:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart wyoming-satellite.service

Вы должны увидеть, что сервис загрузился автоматически:

sudo systemctl status wyoming-satellite.service 2mic_leds.service

Все они должны быть "active (running)" и зелёные.

Попробуйте голосовую команду и посмотрите, реагируют ли светодиоды. Используйте journalctl для проверки логов сервисов на наличие ошибок:

journalctl -u 2mic_leds.service -f

Если возникли проблемы, добавьте аргумент --debug в командную строку для увеличения уровня логирования.

Для управления яркостью светодиодов используйте аргумент --led-brightness, который принимает целые числа от 1 до 31.

Убедитесь, что запускаете sudo systemctl daemon-reload каждый раз при внесении изменений в сервис.

---

🔗 Связанное

• Руководство по развёртыванию
• Интерактивный установщик