ボード構成
今回の実験は、TZ2100音声HMIボードに搭載されているArduino互換ピンを使用して、Seeed社のGrove Kitに含まれているLEDをつけたり、アナログ入力ピンに温度センサーをつないでみました。
TZ2100音声HMIボードのピン配列
Seeed社のGrove Kit V3
Arduinoシールドは、Seeed社のGrove Kit V3を使用しています。このキットに含まれているLEDと温度センサーを音声で制御します。
今回使用した音声コマンド
今回使用した音声コマンドは、以下の3つ。
- 「でんきつけて」
- 「らいとをけして」
- 「いまのおんどは」
「らいとをけして」は「でんきけして」にした方がよかったのですが、4番目と5番目の文字しか違いがないので、誤認識する可能性が高いと考えて、「らいとをけして」にしました。この辺りは、辞書ツールの認識率の設定を変更すれば改善します。
アプリケーションの実行
前回と同じようにUARTにメッセージを出すようにしています。
「でんきつけて」とコマンドを出すと、GPIO0_24に繋がったLEDを点灯させています。
「らいとをけして」とコマンドを出すと、GPIO0_24に繋がったLEDを消灯させています。
「いまのおんどは」とコマンドを出すと、A0ピンにつながった温度センサーの値を読んで、温度を表示しています。
GPIOは、RTE_Device.hで該当ピンを1に変更してご使用ください。
#define RTE_GPIO0_24_ID 1
GPIOの初期化
Driver_GPIO.Control(GPIO0_24, GPIO_DIRECTION_OUTPUT_2MA, GPIO_EVENT_DIABLE, NULL);
GPIOのON/OFF制御
Driver_GPIO.WritePin(GPIO0_24, 1); Driver_GPIO.WritePin(GPIO0_24, 0);
UARTメッセージ
温度センサーを使用するにあたり、TZ2100内蔵のADCを有効にして、簡単なドライバを作成して、使っています。
ADCのドライバ
TZ2100内蔵のADCは、クロックゲーティングと機能ブロック毎にリセット設定が可能です。ADCのクロックゲーティングは、デフォルト設定で有効になっているので、今回はそのまま使用しました。
次にADCの機能ブロックは、リセットがかかっています。これを解除する必要があります。リセット解除後は、100us待つ必要があります。
次にADCのモード設定を行います。本来ならば、細かい設定をしていけばいいのですが、ADCのCH0のビット0が、ArduinoピンのA0に相当しているので、CH0を有効にするためのビットをセットします。
void tz2100_adc_init(void)
{
volatile int dummy, *SMUADC;
volatile int *ADCMODE;
SMUADC = (volatile int *)(0x5000C000 + 0x1670);
ADCMODE = (volatile int *)(0x500D0000 + 0);
/* Reset Release */
*SMUADC = 0x00000011;
for(dummy = 0; dummy < 10000;dummy++) {};
/* Mode Setting */
*ADCMODE = 0x00000001;
}
次に、サンプリング周期レジスタ（SPLT_PER）を設定します。初期値は0になっていますが、0は設定禁止になっていますので、0x1000に設定してみました。
void tz2100_adc_start(void)
{
/* CH0_DATA */
volatile int *ADCCTRL, *SPLT_PER, *CH0_MODE;
SPLT_PER = (volatile int *)(0x500D0000 + 0x14);
*SPLT_PER = 0x00001000;
CH0_MODE = (volatile int *)(0x500D0000 + 0x100);
*CH0_MODE = 0x00000001;
ADCCTRL = (volatile int *)(0x500D0000 + 4);
*ADCCTRL = 1;
}
ADCCTRLレジスタは、ADCの変換Start/Stopの制御ビットです。1をセットすると、ADCが開始します。
int tz2100_adc_get_data(void)
{
/* CH0_DATA */
volatile int data, *GetADC0;
/* Start ADC */
tz2100_adc_start();
/* Convert ADC */
GetADC0 = (volatile int *)(0x500D0000 + 0x00000800);
data = (*GetADC0 & 0x0000fff0);
data >>= 4;
return data;
}
読み込んだ値は、12ビット長のデータなので0から4095まで値が変化します。データは、32ビットレジスタの15ビット目からビット4までにデータが入ってきます。読み込んだデータは、4ビット右にシフトして、取り扱いしやすいようにずらしています。
温度センサーの値は、アナログ信号で出力されています。読み込んだ値から、温度データに変換するには、下記の4ステップが必要です。
- \(A = \dfrac{4095.0}{A0} - 1.0\)
- \(R = A * 100,000\)
- \(T =\log(\dfrac{R}{100,000})\)
- \(Temperture = \dfrac{1}{(\dfrac{T}{4275})+(\dfrac{1}{298.15})} - 273.15\)
参考
「いまのおんどは？」と声をかけると、ADCが起動し、温度センサーの値を読み込んで、温度にするための変換式を経て、摂氏温度情報に変換して表示させています。
Grove - Temperature Sensor V1.2
まとめ
今回は、音声コマンドで、GPIOの操作やADCの操作をして、物理的な制御ができることを試して見ました。ぜひ、皆様もTZ2100音声HMIボードを入手して、自分だけの音声によるハードウェア制御を試してみてください。
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