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Introducción a ReSpeaker Lite

Introducción​

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Impulsada por el chipset XMOS XU316 AI Sound and Audio, esta placa de desarrollo sobresale en el procesamiento de audio con su matriz integrada de doble micrófono, ideal para reconocimiento de voz y control por voz. Con algoritmos avanzados de front-end de audio integrados, el chip XU316 proporciona cancelación de interferencias, cancelación de eco y supresión de ruido. Soporta conexiones I2S y USB y es compatible con Seeed Studio XIAO ESP32S3 (Sense), Adafruit QT Py, Raspberry Pi y PC.

Características​

  • Matriz de Doble Micrófono para Captura de Voz de Campo Lejano: Los 2 micrófonos digitales de alto rendimiento capturan y extraen habla y voz de campo lejano (hasta 3 metros) incluso en entornos ruidosos ya que cancela el ruido puntual usando entrada de dos micrófonos.
  • Algoritmos ASR de IA Integrados: Impulsado por el chip XMOS XU-316 AI sound and audio, el kit incluye algoritmos de Comprensión de Lenguaje Natural para Cancelación de Interferencias (IC), Cancelación de Eco Acústico, Supresión de Ruido, Relación Voz-a-Ruido (VNR) y Control Automático de Ganancia (AGC), permitiendo captura de voz de alta calidad.
  • Adoptando Código Abierto: Esta placa es compatible con plataformas de hardware populares (XIAO ESP32S3 (Sense), Adafruit QT Py) vía I2S, y compatible con Raspberry Pi, PC vía USB (Audio Class 2.0 (UAC2)).
  • LED RGB Integrado: la placa cuenta con un LED RGB WS2812 programable, soportando efectos personalizados y ofreciendo una interfaz visual para sus aplicaciones.
  • Soporte de Fuente de Alimentación Externa: esta placa soporta fuente de alimentación externa de 5V, que puede aplicarse flexiblemente en diferentes escenarios.
  • DFU para Desarrollo Personalizado: la placa soporta actualización de firmware personalizado vía DFU-Util.

Especificaciones​

Chip PrincipalXMOS XU316
Micrófonos DigitalesMicrófonos Digitales de Alto Rendimiento * 2
Sensibilidad-26 dBFS
Punto de Sobrecarga Acústica120 dBL
SNR64 dBA
Fuente de AlimentaciónUSB 5V, Externa 5V
Dimensiones35*86 mm
Salida de AudioConector de Altavoz / Jack de Auriculares de 3.5mm
Frecuencia de Muestreo Máxima16Khz
AltavozSoporta Altavoces Amplificadores de 5W.

Descripción del Hardware​

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Distribución de Pines​

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1Matriz de Doble MicrófonoProporciona entrada de audio de alta calidad.
2Luz Indicadora de AlimentaciónSe ilumina cuando está encendido.
3Luz RGBWS2812 programable, proporciona interfaz visual
4Luz Indicadora de SilencioSe enciende en rojo cuando se presiona el botón de silencio.
5Botón USRBotón definido por el usuario.
6Botón de SilencioSilencia la entrada de audio cuando se presiona.
7XIAO ESP32S3 (opcional)Para desarrollo e integración adicional.
8Procesador Principal XU316Responsable del procesamiento y transmisión de audio.
9Pad de Soldadura de Fuente de Alimentación ExternaSoporta fuente de alimentación externa de 5V.
10Puerto USB Type-CUsado para alimentación y transmisión de datos.
11Conector de AltavozPara salida de audio. Soporta altavoces amplificadores de 5W.
12Jack de auriculares de 3.5mmSalida de audio, Podemos conectar altavoces activos o auriculares a este puerto.
13Pad de alimentación externa 1Pines IO no utilizados en el XIAO ESP32.
14Pad de alimentación externa 2Pines IO no utilizados en el XU316.
15JTAGPara depuración y programación del XU316.

Comenzar​

Uso Inmediato​

ReSpeaker Lite es una interfaz de voz modular plug-and-play, no requiere controlador, solo conéctalo a tu PC, verás un dispositivo de voz llamado 'ReSpeaker Lite'.

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Actualizar firmware​

Descarga de Firmware​

nota

Hay 2 versiones para la placa ReSpeaker Lite:

Para usarla como dispositivo de sonido USB, por favor flashea el firmware versión USB (firmware por defecto).

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Para usarla con XIAO ESP32S3, por favor flashea el firmware versión I2S.

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Cableado​

Conecta la Placa ReSpeaker Lite a tu PC vía el cable USB.

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Instalar DFU Util​

dfu-util es una herramienta de línea de comandos para Device Firmware Upgrade vía puerto USB.

  • Descarga dfu-util-0.11-binaries.tar.xz y extráelo a tu sistema local, ej., D:\

  • Cambia el directorio al dfu-util.exe
    ej., D:\dfu-util-0.11-binaries\win64(si estás usando win32, por favor cambia win64 a win32)

  • Agrega la ruta del dfu-util.exe a la variable de entorno del sistema Path: My Computer > Properties > Advanced > Environment Variables > Path. Por favor nota que las rutas en la variable Path están separadas por punto y coma ;. Esto permitirá que dfu-util sea ejecutado globalmente en el símbolo del sistema.

  • Abre el menú de inicio y escribe cmd. Presiona la tecla enter. En la terminal que aparece, verifica si la ruta de dfu-util.exe está configurada con el comando dfu-util -V:

C:\Users\yiping>dfu-util -V
dfu-util 0.11

Copyright 2005-2009 Weston Schmidt, Harald Welte and OpenMoko Inc.
Copyright 2010-2021 Tormod Volden and Stefan Schmidt
This program is Free Software and has ABSOLUTELY NO WARRANTY
Please report bugs to http://sourceforge.net/p/dfu-util/tickets/
  • Ejecuta dfu-util -l para verificar si ReSpeaker Lite es detectado:
C:\Users\yiping>dfu-util -l
dfu-util 0.11

Copyright 2005-2009 Weston Schmidt, Harald Welte and OpenMoko Inc.
Copyright 2010-2021 Tormod Volden and Stefan Schmidt
This program is Free Software and has ABSOLUTELY NO WARRANTY
Please report bugs to http://sourceforge.net/p/dfu-util/tickets/

Found DFU: [2886:0019] ver=0205, devnum=9, cfg=1, intf=0, path="1-1.4.1", alt=2, name="DFU DATAPARTITION", serial="0000000001"
Found DFU: [2886:0019] ver=0205, devnum=9, cfg=1, intf=0, path="1-1.4.1", alt=1, name="DFU UPGRADE", serial="0000000001"
Found DFU: [2886:0019] ver=0205, devnum=9, cfg=1, intf=0, path="1-1.4.1", alt=0, name="DFU FACTORY", serial="0000000001"
tip

Si obtienes un error "Cannot open DFU device" como este, por favor continúa siguiendo este paso. Si no, por favor ve al Paso 3 para flashear el firmware.

C:\Users\yiping>dfu-util -l
dfu-util 0.11

Copyright 2005-2009 Weston Schmidt, Harald Welte and OpenMoko Inc.
Copyright 2010-2021 Tormod Volden and Stefan Schmidt
This program is Free Software and has ABSOLUTELY NO WARRANTY
Please report bugs to http://sourceforge.net/p/dfu-util/tickets/

Cannot open DFU device 2886:0019 found on devnum 9 (LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED)

  • Instala Zadig y ábrelo. Haz clic en Options -> List All Devices.

  • Encuentra ReSpeaker 2 Mics Array o ReSpeaker Lite o DFU FACTORY (Interface 3) de la lista de dispositivos, instala el controlador WINUSB v6.x.xxxx.xxxxx.

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  • Después de que la instalación esté completada (eso tomará unos minutos), por favor haz un ciclo de alimentación y ejecuta dfu-util -l de nuevo, ReSpeaker Lite debería ser detectado ahora

Flashear Firmware​

  • Conecta la placa ReSpeaker a tu PC.

  • Ejecuta el siguiente comando dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin:

    • En Linux ejecuta sudo dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin
C:\Users\yiping>dfu-util -R -e -a 1 -D D:\Downloads\respeaker_lite_i2s_dfu_firmware_v1.0.7.bin
dfu-util 0.11

Copyright 2005-2009 Weston Schmidt, Harald Welte and OpenMoko Inc.
Copyright 2010-2021 Tormod Volden and Stefan Schmidt
This program is Free Software and has ABSOLUTELY NO WARRANTY
Please report bugs to http://sourceforge.net/p/dfu-util/tickets/

Warning: Invalid DFU suffix signature
A valid DFU suffix will be required in a future dfu-util release
Opening DFU capable USB device...
Device ID 2886:0019
Device DFU version 0101
Claiming USB DFU Interface...
Setting Alternate Interface #1 ...
Determining device status...
DFU state(2) = dfuIDLE, status(0) = No error condition is present
DFU mode device DFU version 0101
Device returned transfer size 4096
Copying data from PC to DFU device
Download        [=========================] 100%       270336 bytes
Download done.
DFU state(7) = dfuMANIFEST, status(0) = No error condition is present
DFU state(2) = dfuIDLE, status(0) = No error condition is present
Done!
Resetting USB to switch back to Run-Time mode
caution

Después de completar el flasheo, reinicia la placa.

  • Verifica la versión del firmware:
dfu-util -l

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Comparación​

ReSpeaker LiteReSpeaker Mic Array v2.0reSpeaker 2-Mics Pi HAT

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Chip Principal

XMOS XU316

XMOS XVF-3000

-

Micrófonos

Micrófonos MEMS PDM x2

Micrófonos MEMS PDM x4

Micrófonos MEMS Analógicos x2

Distancia de Captura de Voz

3m

5m

3m

Sensibilidad

-26 dBFS

-26 dBFS

-

Punto de Sobrecarga Acústica

120 dBSPL

120 dBSPL

-

SNR

64 dB

63 dB

-

Algoritmos de Procesamiento de Audio Integrados

  • Cancelación de Eco Acústico (AEC)
  • Control Automático de Ganancia (AGC)
  • Supresión de Ruido (NS)
  • Cancelación de Interferencias (IC)
  • Relación Voz-Ruido (VNR)
  • Cancelación de Eco Acústico (AEC)
  • Control Automático de Ganancia (AGC)
  • Supresión de Ruido (NS)
  • Formación de Haz
  • Dirección de Llegada (DoA)
  • Desreverberación
  • Detección de Actividad de Voz (VAD)

-

Hardware Compatible

  • XIAO ESP32S3(Sense)
  • Adafruit QT Py vía I2S
  • Raspberry Pi
  • Cualquier computadora o SBC ejecutando Linux, macOS y Windows vía USB
  • Raspberry Pi
  • Cualquier computadora o SBC ejecutando Linux, macOS y Windows vía USB
Solo Raspberry Pi

Perfecto para

Captura de sonido direccional, ideal para configuraciones lineales o alargadasCaptura de sonido omnidireccional y localización, mejor ubicado en el centro de entornos abiertos y multidireccionalesCaptura de sonido direccional, ideal para configuraciones lineales o alargadas

FAQ​

  • No se puede encontrar el dispositivo de sonido ReSpeaker Lite.

Verifica la versión del firmware, asegúrate de que el firmware sea versión USB y superior a 2.0.5.

dfu-util -l

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Si no es versión USB, sigue este paso para flashear el firmware.

  • ¿No se puede detectar el dispositivo de sonido USB ReSpeaker Lite en Windows después de flashear el firmware USB?

  • Abre el menú de inicio y escribe "Device manager". Encuentra el dispositivo ReSpeaker Lite, haz clic derecho sobre él y selecciona "Uninstall device". Selecciona "Delete the driver software for this device" y haz clic en "Uninstall". Después de eso, reinicia el dispositivo y Windows reinstalará automáticamente el controlador de tarjeta de sonido correcto.

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Recursos​

Firmware XMOS de ReSpeaker Lite

Github de ReSpeaker Lite

Archivo 3D de ReSpeaker Lite

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