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Introducción a reSpeaker Flex

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El reSpeaker Flex es un sistema de procesamiento de voz modular con arquitectura dividida, construido alrededor del procesador XMOS XVF3800, diseñado específicamente para robots y terminales de interacción inteligente. A diferencia de los arrays de micrófonos todo-en-uno convencionales, el Flex separa la placa de procesamiento principal de la placa del array de micrófonos; ambas se conectan mediante un cable flexible FPC, lo que permite incrustar el array en cualquier posición física dentro de la carcasa de un producto mientras se mantienen los componentes electrónicos de procesamiento en otro lugar. El sistema admite dos configuraciones intercambiables de array de micrófonos: un array circular de 4 micrófonos para captura omnidireccional de 360°, y un array lineal de 4 micrófonos para captación direccional frontal con supresión trasera. Ambas placas se conectan a la misma placa principal a través de una interfaz FPC estandarizada de 24 pines, y el sistema funciona en modo USB (UAC 2.0 plug-and-play) o en modo I2S para integración embebida. Se puede soldar un módulo XIAO ESP32S3 opcional en la placa principal para conectividad inalámbrica y control ampliado.

Serie de micrófono circular​

reSpeaker Flex XVF3800 Circular reSpeaker Flex XVF3800 Circular con XIAO ESP32S3
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Serie de micrófono lineal​

reSpeaker Flex XVF3800 LinearreSpeaker Flex XVF3800 Linear con XIAO ESP32S3
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Características​

  • Diseño modular dividido: La placa principal y la placa del array de micrófonos están físicamente separadas, conectadas mediante un cable plano FPC para una colocación flexible en cualquier chasis de producto

  • Elección de configuraciones de micrófono: Cambia entre el array circular de 4 micrófonos (captación de 360°, separación de 44 mm) o el array lineal de 4 micrófonos (directividad frontal de 180°, separación de 33 mm) usando la misma placa principal

  • Procesamiento de audio XMOS XVF3800: Conjunto completo de AEC, AGC, DoA, conformación de haz multicanal, VAD, supresión de ruido y desreverberación

  • Modos de funcionamiento duales: USB UAC 2.0 para plug-and-play con PC y SBC; modo I2S para integración embebida directa

  • Conectividad USB dual: El puerto USB-C y el puerto con conector de bloqueo PH2.0 admiten audio UAC 2.0 y actualización de firmware DFU

  • Amplificador de altavoz integrado: Admite el accionamiento de altavoces de 10W 4 Ohmios mediante conector JST, con salida de auriculares AUX de 3,5 mm

  • Compatibilidad con XIAO ESP32S3 (opcional): El módulo soldado añade Wi-Fi/Bluetooth, con buses I2S e I2C conectados directamente al XVF3800 para control inalámbrico y reenvío de audio

  • Flexibilidad de firmware: Variantes de firmware USB dual (2 canales y 6 canales), firmware I2S, actualización DFU mediante dfu-util y persistencia de configuración entre ciclos de encendido

  • SDK de Python: Formato de grabación, volumen, parámetros de algoritmo y enrutamiento de canales ajustables mediante Python

Componentes principales​

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Placa principal​

Componente / CaracterísticaDescripción
Procesador de audio principalXMOS XVF3800 (firmware v3.2.1), gestiona todo el DSP de audio incluyendo AEC, conformación de haz, DoA y supresión de ruido
Códec de audioTLV320AIC3104, gestiona la conversión de audio y la salida DAC
Interfaz de array de micrófonos FPCConector FPC de 24 pines con pestillo de bloqueo, admite arrays de hasta 8 micrófonos con 2 líneas GPIO
Puerto USB-CAudio UAC 2.0, actualización de firmware DFU y alimentación
Puerto PH2.0Conector con pestillo de bloqueo; proporciona el mismo audio UAC 2.0 y soporte DFU que el puerto USB-C
Conector AUX de 3,5 mmSalida de auriculares lateral impulsada desde el DAC integrado
Conector JST para altavozConector de montaje vertical que acciona altavoces de hasta 10W a 4Ω; pad de soldadura reservado para conexión de altavoz cableada
Terminal de alimentación externaSuministra 12V a todo el sistema y admite cargas de altavoz de 10W (prioridad P1)
Botón RSTReinicio por hardware para el XVF3800
Botón SafeMode (Boot)Mantener pulsado durante el encendido para entrar en modo seguro para recuperación de firmware
LED PWRIndicador verde de encendido
Pad de depuraciónPad reservado para XMOS XTAG4 (no soldado en fábrica)
Cabeceras de E/S XMOS 3800Pines y pads expuestos para I2C, I2S, 5V/GND, pines de altavoz y E/S restante del XVF3800
Orificios de montaje4 × orificios de montaje M3
XIAO ESP32S3Admite soldar XIAO ESP32S3 cuando se utiliza como dispositivo host
GPIO de XIAO ESP32S3Los GPIO restantes pueden utilizarse para expansión de E/S y periféricos

Placa de array circular​

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Componente / CaracterísticaDescripción
Micrófonos4× micrófonos PDM MEMS con separación de 44 mm dispuestos en un diseño circular
Patrón de captaciónCaptura de audio omnidireccional de 360°
InterfazConector FPC a la placa principal
Montaje3 × orificios de montaje M3 para fijación a carcasa o alojamiento

Placa de array lineal​

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Componente / CaracterísticaDescripción
Micrófonos4× micrófonos PDM MEMS con separación de 33 mm dispuestos en un diseño lineal
Patrón de captaciónPatrón de captación frontal de aproximadamente 180°, con sonido trasero suprimido
InterfazConector FPC; el cable puede enrutarse desde el lateral o la parte trasera
Montaje2 × orificios de montaje M3

Compatibilidad con XIAO ESP32S3​

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La placa principal de reSpeaker Flex incluye una huella dedicada para soldar un módulo Seeed Studio XIAO ESP32S3, lo que habilita conectividad Wi-Fi y Bluetooth además de la canalización de procesamiento de audio del XVF3800. Los SKU que incluyen XIAO (-C4-1 y -L4-1) se envían con este módulo ya montado; los SKU base (-C4-0 y -L4-0) dejan la huella sin poblar. Cuando se monta el XIAO, se establecen las siguientes conexiones entre este y el XVF3800:

  • Bus I2S — bus dual (reproducción y grabación) con BCLK, MCLK y LRCLK compartidos para transmisión de audio en ambas direcciones
  • Bus I2C — para leer y escribir parámetros de configuración del XVF3800 desde el XIAO
  • Línea RST — el XIAO puede activar un reinicio por hardware en el XVF3800 mediante un pin de E/S dedicado
  • E/S restante de XIAO — llevada a cabeceras/pads de pines etiquetados para expansión por parte del usuario

Cabecera de pines​

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Cable FPC de 24 pines​

La interfaz del array de micrófonos FPC es un conector de 24 pines y paso de 0,5 mm con pestillo de bloqueo, y el cable plano FPC de 20 cm incluido en la caja está codificado para este conector.

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PinNombre de señalTipoDescripción de la funciónNotas
1MIC_VDDPowerAlimentación de micrófonoSuministro de 3,3V
2MIC_VDDPowerAlimentación de micrófonoPin doble para mayor estabilidad de alimentación
3GNDGNDTierra de retorno de alimentaciónTierra de alimentación
4MIC_CLKOutSeñal de reloj globalSeñal principal, 2–4 MHz
5GNDGNDTierra de apantallamiento del relojTierra dedicada para el reloj
6MIC_D1InLínea de datos 1Micrófono CH1
7GNDGNDTierra de aislamiento de D1
8MIC_D2InLínea de datos 2Micrófono CH2
9GNDGNDTierra de aislamiento de D2
10MIC_D3InLínea de datos 3Micrófono CH3
11GNDGNDTierra de aislamiento de D3
12MIC_D4InLínea de datos 4Micrófono CH4
13GNDGNDTierra de aislamiento de D4
14MIC_D5InLínea de datos 5Micrófono CH5
15GNDGNDTierra de aislamiento de D5
16MIC_D6InLínea de datos 6Micrófono CH6
17GNDGNDTierra de aislamiento de D6
18MIC_D7InLínea de datos 7Micrófono CH7
19GNDGNDTierra de aislamiento de D7
20MIC_D8InLínea de datos 8Micrófono CH8
21GNDGNDTierra de aislamiento de D8
22GPIO_1I/OEntrada/salida de propósito generalFunción de expansión
23GPIO_2I/OEntrada/salida de propósito generalFunción de expansión
24GNDGNDTierra de apantallamiento de GPIOAbsorbe el ruido de GPIO

Primeros pasos​

Preparación de hardware​

  • Cable USB tipo C
  • Ordenador host o Raspberry Pi

Preparación de software​

Uso fuera de la caja​

Reinicio​

El botón de reinicio (RST) proporciona un reinicio por hardware para el reSpeaker Flex cuando se pulsa; reinicia el chip y vuelve a inicializar el sistema desde el principio, igual que un ciclo completo de encendido.

Conexión del altavoz​

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Aquí puedes ver cómo conectar altavoces usando el conector de auriculares AUX de 3,5 mm o la interfaz de altavoz JST integrada, según tu preferencia de salida de audio.

Modo seguro​

Safe Mode es un modo especial de recuperación en el reSpeaker Flex que te permite flashear firmware mediante USB DFU o I2C para dispositivos como la Raspberry Pi y ESP32.

Si has flasheado previamente el firmware I2S y quieres volver al firmware USB, puedes entrar en Safe Mode y volver a flashear el firmware USB usando USB DFU.

nota
  • Firmware USB
    • Solo es compatible con USB DFU.
    • Puedes actualizar el dispositivo a través de una conexión USB.
    • No es compatible con I2C DFU.
  • Firmware I2S
    • Compatible con I2C DFU.
    • Permite actualizaciones de firmware a través de la interfaz I2C.
    • No es compatible con USB DFU.
  • Firmware de Safe Mode
    • Almacenado en la partición Factory.
    • Compatible tanto con USB DFU como con I2C DFU.
    • Este es el firmware de recuperación más flexible.

Usa Safe Mode en las siguientes situaciones

  • Tu firmware no funciona correctamente (por ejemplo, no se detecta el USB).
  • Necesitas volver a flashear un nuevo firmware, pero el firmware actual no responde.
  • Flasheaste accidentalmente el firmware equivocado y quieres recuperar el dispositivo.

Cómo entrar en Safe Mode

  • Apaga completamente el dispositivo.
  • Mantén pulsado el botón Boot.
  • Mientras mantienes pulsado el botón Boot, vuelve a conectar la alimentación.
  • El LED rojo empezará a parpadear, confirmando que el dispositivo ha entrado en Safe Mode. Ahora el dispositivo está ejecutando el firmware de Safe Mode almacenado en la partición Factory.

Actualizar firmware​

Hay tres versiones de firmware disponibles en el repositorio oficial de GitHub. Puedes elegir y flashear el firmware adecuado según los requisitos de tu aplicación. Para más detalles y descargas, consulta el Link de Github

nota

Asegúrate de que necesitas descargar todo el repositorio.

El firmware USB está diseñado para su uso con sistemas operativos host como Windows, Linux y macOS cuando se comunica a través de la interfaz de hardware USB. Hay dos variantes de firmware disponibles: respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_v2.0.x.bin, que proporciona audio de 2 canales, y respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_6chl_v2.0.x.bin, que proporciona audio de 6 canales. Ambas versiones de firmware funcionan a una frecuencia de muestreo de 16 kHz con una profundidad de 32 bits.

Puedes explorar estos archivos de firmware en este enlace

FirmwareCanalesNotas
respeaker_flex_ua-io16-6ch-cir.bin6 canales16 kHz, 6 canales usando matriz de micrófonos circular
respeaker_flex_ua-io16-6ch-lin.bin6 canales16 kHz, 6 canales usando matriz de micrófonos lineal
respeaker_flex_ua-io16-cir.bin2 canales16 kHz, salida estéreo usando matriz de micrófonos circular
respeaker_flex_ua-io16-lin.bin2 canales16 kHz, salida estéreo usando matriz de micrófonos lineal
respeaker_flex_ua-io48-cir.bin2 canales48 kHz, salida estéreo usando matriz de micrófonos circular
respeaker_flex_ua-io48-lin.bin2 canales48 kHz, salida estéreo usando matriz de micrófonos lineal

Conecta el reSpeaker Flex a tu PC mediante el cable USB. Ten en cuenta que debes usar el puerto XMOS USB-C (cerca del botón RST) para flashear el firmware de XMOS.

Instalar DFU Util​

dfu-util es una herramienta de línea de comandos para la actualización de firmware del dispositivo (Device Firmware Upgrade) vía USB.

  • Descarga dfu-util-0.11-binaries.tar.xz y extráelo, por ejemplo, en D:\dfu-util-0.11-binaries\win64\
    Download Link

  • Añade la ruta a dfu-util.exe a la variable de sistema Path:
    My Computer > Properties > Advanced > Environment Variables > Path

  • Abre Command Prompt (cmd) y verifica la instalación:

dfu-util -V

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  • Conecta el reSpeaker Flex y comprueba la detección del dispositivo:
dfu-util -l

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Si obtienes:
Cannot open DFU device 2886:001a ... (LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED)
Continúa con el paso de instalación del controlador que aparece a continuación.

  • Instala Zadig
    • Abre Zadig → Options > List All Devices
    • Selecciona reSpeaker XVF3800 Flex
    • Instala el controlador WinUSB
    • Apaga y enciende el dispositivo
    • Ejecuta dfu-util -l de nuevo para confirmar la detección.

Flashear firmware​

Descarga el repositorio completo de firmware desde GitHub aquí reSpeaker Flex XVF 3800

  • Ejecuta el siguiente comando para flashear el firmware

    • dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin

  • En Linux, ejecútalo con sudo

    • sudo dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin

Grabación y reproducción con firmware USB​

Configurar Audacity (Windows)​

  1. Abre Audacity
  2. Ve a Audio Setup > Audio Settings

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  1. Configura:
    • Host: Windows WASAPI
    • Recording Device: reSpeaker XVF3800 Flex
    • Channels: 2 (Stereo)
    • Sample Rate: 16000 Hz (tanto para Project como para Default Sample Rate)
    • Sample Format: 16-bit

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  1. Haz clic en OK
  2. Ya estás listo: ¡empieza a grabar!

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¿Cómo ajustar parámetros?​

El ajuste permite a los usuarios configurar parámetros de los algoritmos de audio integrados y comunicarse directamente con el chip XMOS.

Se proporciona una interfaz de control dedicada en Python para la configuración de parámetros y la interacción con el dispositivo.

Python Control Directory

Usando los scripts de Python proporcionados, puedes:

  • Configurar parámetros de los algoritmos de audio integrados
  • Obtener datos de DoA (Dirección de llegada)
  • Obtener datos de VAD (Detección de actividad de voz)
  • Controlar los LED integrados
  • Controlar la canalización de procesamiento de voz
  • Comunicarte directamente con el dispositivo XMOS

Requisitos del sistema

Se requieren las siguientes dependencias para usar la interfaz de control en Python:

  • Python 3.6 o posterior
  • Biblioteca de Python pyusb
  • Biblioteca del sistema libusb

Instalación y dependencias​

Instala la dependencia requerida de Python usando:

pip install pyusb

Dependiendo de tu sistema operativo, puede que también necesites instalar el paquete libusb por separado.

Uso​

Sintaxis básica

python xvf_host.py [options] command [value(s)...]

Opciones de comando

OpciónDescripción
-l, --listLista todos los comandos compatibles con información detallada
--vidEstablece el ID de proveedor USB (por defecto: 0x2886)
--pidEstablece el ID de producto USB (por defecto: 0x001A)
--valuesProporciona valores para comandos de escritura (opcional)

Ejemplos de uso​

1. Listar todos los comandos disponibles

python xvf_host.py --list

Muestra todos los comandos compatibles y sus descripciones.

2. Leer información de la versión del firmware

python xvf_host.py VERSION

Lee y muestra la información de la versión de firmware actual desde el dispositivo.

3. Leer valores de DOA (Dirección de llegada)

python xvf_host.py DOA_VALUE

Recupera el valor actual de Dirección de llegada (DOA) detectado por la matriz de micrófonos.

Solución de problemas​

¿La reproducción desde la salida del altavoz no es suficiente?​

Si el volumen de salida del altavoz del reSpeaker Flex es demasiado bajo en Linux, puede que necesites ajustar los niveles del mezclador ALSA para la tarjeta de sonido XVF3800. Sigue los pasos a continuación para aumentar el volumen de salida.

Paso 1: Abrir ALSA Mixer

  1. Abre una terminal.

  2. Escribe el siguiente comando y presiona Enter:

    alsamixer

Paso 2: Seleccionar la tarjeta de sonido XVF3800 Flex

  1. Presiona F6 para abrir el menú de selección de tarjeta de sonido.
  2. Usa las teclas de flecha arriba/abajo para resaltar la tarjeta de sonido XVF3800 Flex.
  3. Presiona Enter para confirmar la selección.

Paso 3: Ajustar el volumen de PCM-1

  1. Usa las teclas de flecha izquierda/derecha para navegar hasta PCM-1.
  2. Usa la tecla de flecha arriba para aumentar el nivel de volumen hasta 100%.

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Paso 4: Guardar la configuración de ALSA

  1. Presiona ESC para salir de alsamixer.
  2. Antes de desconectar el reSpeaker Flex, ejecuta el siguiente comando para guardar tu configuración:
   sudo alsactl store

Paso 5: Opción adicional (usando PulseAudio)

Si aún no puedes escuchar el sonido con claridad después de ajustar los niveles de ALSA, intenta instalar PulseAudio Volume Control para ajustes de volumen más detallados:

sudo apt install pavucontrol -y

Luego puedes abrir pavucontrol y aumentar el volumen de salida más allá del 100% si es necesario.

¿No se puede usar como dispositivo de sonido en Windows después de flashear el firmware?​

Abre el menú de inicio y escribe Device manager. Busca los dispositivos reSpeaker Flex relacionados, haz clic derecho sobre ellos y selecciona Uninstall devices. Después de eso, reinicia el dispositivo (desconecta y vuelve a conectar el USB) y Windows volverá a instalar el controlador de tarjeta de sonido correcto para él.

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Recursos​

Archivo step circular reSpeaker Flex XVF3800

Archivo step lineal reSpeaker Flex XVF3800

Archivo Step de la placa principal reSpeaker Flex XVF3800

Soporte técnico y debate sobre el producto​

Gracias por elegir nuestros productos. Estamos aquí para ofrecerte diferentes tipos de soporte y garantizar que tu experiencia con nuestros productos sea lo más fluida posible. Ofrecemos varios canales de comunicación para adaptarnos a diferentes preferencias y necesidades.

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