Transmisión MQTT de reSpeaker Flex con Xiao ESP32S3

Descripción general

Este proyecto demuestra cómo transmitir el audio capturado desde el array de micrófonos reSpeaker Flex con una placa XIAO ESP32S3 integrada y enviarlo a un broker MQTT como un archivo .wav. El audio se captura mediante I2S, se codifica en formato WAV y se publica a través de MQTT.

reSpeaker Flex XVF3800 Lineal con XIAO ESP32S3	reSpeaker Flex XVF3800 Circular con XIAO ESP32S3
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Arduino MQTT Client

Descripción de la funcionalidad

Este sketch hace lo siguiente:

• Se conecta a una red WiFi especificada.
• Se conecta a un broker MQTT (por ejemplo, test.mosquitto.org).
• Captura audio en tiempo real usando I2S desde reSpeaker Flex XVF3800 con XIAO ESP32S3
• Codifica el audio en formato WAV.
• Publica el audio como un único mensaje MQTT.
• Usa poll() para mantener viva la conexión MQTT.

Código de Arduino

Actualiza estos campos antes de subir:

const char* ssid = "your-SSID";
const char* password = "your-WIFI-password";
const char* broker = "test.mosquitto.org";
const char* topic = "flex/audio.wav";
int port = 1883;

Código completo (transmite ~3 segundos de audio)

#include "WiFi.h"                // For WiFi connectivity
#include "ArduinoMqttClient.h"   // For MQTT communication
#include "AudioTools.h"          // For handling I2S audio and WAV encoding

// Define how much audio data to send
#define MQTT_PACKET_SIZE 1024    // Size of each MQTT data packet (in bytes)
#define NUM_PACKETS 375          // Number of packets to send (~3 seconds of audio at 16kHz)

// WiFi network credentials
const char* ssid = "your-SSID";              // Replace with your WiFi SSID
const char* password = "your-WIFI-password"; // Replace with your WiFi password

// MQTT broker configuration
const char* broker = "test.mosquitto.org";   // Public test MQTT broker
const char* topic = "flex/audio.wav";     // Topic to publish audio to
int port = 1883;                             // Standard MQTT port

// Create MQTT and WiFi clients
WiFiClient wifiClient;
MqttClient mqttClient(wifiClient);

// Configure audio: 16kHz sample rate, stereo (2 channels), 32-bit per sample
AudioInfo info(16000, 2, 32);
I2SStream i2s_in;           // I2S audio input stream
I2SConfig i2s_config;       // I2S hardware configuration

// Stream that encodes audio in WAV format and sends it via MQTT
EncodedAudioStream out_stream(&mqttClient, new WAVEncoder());
StreamCopy copier(out_stream, i2s_in, MQTT_PACKET_SIZE); // Handles copying I2S data into the MQTT stream

// Connect to WiFi network
void connectWiFi() {
  Serial.printf("Connecting to WiFi: %s\n", ssid);
  WiFi.begin(ssid, password);                // Start WiFi connection
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {    // Wait until connected
    Serial.print(".");
    delay(1000);
  }
  Serial.println("\nConnected to WiFi!");
}

// Connect to MQTT broker
void connectMQTT() {
  mqttClient.setId("xvf3800_stream");        // Set MQTT client ID
  Serial.printf("Connecting to MQTT broker: %s\n", broker);

  if (!mqttClient.connect(broker, port)) {   // Try to connect to MQTT
    Serial.print("MQTT connection failed! Code: ");
    Serial.println(mqttClient.connectError());
    while (true); // Stop here if connection fails
  }

  Serial.println("Connected to MQTT broker!");
}

// Set up I2S audio input configuration
void setupI2SInput() {
  i2s_config = i2s_in.defaultConfig(RX_MODE);  // Set RX mode for audio input
  i2s_config.copyFrom(info);                   // Apply audio format to config

  // Assign correct GPIO pins for XVF3800
  i2s_config.pin_bck = 8;       // Bit clock
  i2s_config.pin_ws = 7;        // Word select (LR clock)
  i2s_config.pin_data = 44;     // Not used for RX, but required by lib
  i2s_config.pin_data_rx = 43;  // Data input pin from XVF3800
  i2s_config.is_master = false;  // XVF3800 provides clock, so this board acts as slave

  i2s_in.begin(i2s_config);     // Initialize I2S input with given config
  Serial.println("I2S input started.");
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);         // Start serial monitor
  AudioLogger::instance().begin(Serial, AudioLogger::Info); // Enable audio debug logs

  connectWiFi();                // Connect to WiFi
  connectMQTT();                // Connect to MQTT
  setupI2SInput();              // Configure and start I2S audio input

  out_stream.begin(info);       // Initialize WAV encoder with audio format

  // Start a new MQTT message and reserve enough space for the full audio stream
  mqttClient.beginMessage(topic, MQTT_PACKET_SIZE * NUM_PACKETS, true);

  // Copy audio from microphone (I2S) into MQTT stream
  copier.copyN(NUM_PACKETS);   // Copies a fixed number of packets (3 seconds of audio)

  mqttClient.endMessage();     // Finalize the MQTT message and send it
  Serial.println("Audio stream sent via MQTT!");
}

void loop() {
  mqttClient.poll();           // Keep MQTT connection alive (important if broker expects pings)
  delay(5000);                 // Optional delay, useful if recording repeatedly
}

Usa el Monitor Serie (115200 baudios) para confirmar el estado de la conexión y de la transmisión.

Script de Python (para recibir y guardar el audio)

import paho.mqtt.client as mqtt

broker = "test.mosquitto.org"
port = 1883
topic = "flex/audio.wav"
output_file = "output.wav"
audio_data = bytearray()

def on_message(client, userdata, msg):
    global audio_data
    print("🔊 Received audio message")
    audio_data.extend(msg.payload)

    with open(output_file, "wb") as f:
        f.write(audio_data)
    print(f"✅ WAV file saved as: {output_file}")

client = mqtt.Client()
client.on_message = on_message

print(f"Connecting to MQTT broker {broker}...")
client.connect(broker, port, 60)

client.subscribe(topic)
print(f"📡 Subscribed to: {topic}")
client.loop_forever()

Escuchar el audio

Una vez que el archivo se haya guardado (output.wav), simplemente ábrelo usando cualquier reproductor de audio como:

• VLC
• Windows Media Player
• Audacity (para inspección)

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