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reSpeaker Lite 入門ガイド

はじめに​

reSpeaker Lite 2-Mic Array（XIAO ESP32-S3 搭載）reSpeaker Lite 2-Mic Array
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XMOS XU316 AI サウンド & オーディオチップセットを搭載したこの開発ボードは、統合デュアルマイクアレイにより音声処理に優れ、音声認識や音声制御に最適です。高度なオンボードオーディオフロントエンドアルゴリズムを備えた XU316 チップは、干渉キャンセレーション、エコーキャンセレーション、ノイズ抑制を提供します。I2S および USB 接続をサポートし、Seeed Studio XIAO ESP32S3 (Sense)、Adafruit QT Py、Raspberry Pi、PC と互換性があります。

特長​

  • 遠距離音声キャプチャ用デュアルマイクアレイ：2 つの高性能デジタルマイクにより、2 つのマイク入力を用いてポイントノイズを打ち消すことで、騒がしい環境でも最大 3 メートル離れた場所からの音声や声をキャプチャ・抽出します。
  • オンボード AI ASR アルゴリズム：XMOS XU-316 AI サウンド & オーディオチップにより、干渉キャンセレーション (IC)、アコースティックエコーキャンセレーション、ノイズ抑制、Voice-to-Noise Ratio (VNR)、Automatic Gain Control (AGC) の自然言語理解アルゴリズムを備え、高品質な音声キャプチャを実現します。
  • オープンソースを採用：このボードは I2S 経由で一般的なハードウェアプラットフォーム（XIAO ESP32S3 (Sense)、Adafruit QT Py）と互換性があり、USB（Audio Class 2.0 (UAC2)）経由で Raspberry Pi、PC とも互換性があります。
  • オンボード RGB LED：ボードにはプログラム可能な WS2812 RGB LED が搭載されており、カスタムエフェクトをサポートし、アプリケーション向けのビジュアルインターフェースを提供します。
  • 外部電源サポート：このボードは外部 5V 電源をサポートしており、さまざまなシナリオに柔軟に適用できます。
  • カスタム開発向け DFU：このボードは DFU-Util を介したカスタムファームウェアの更新をサポートします。

仕様​

コアチップXMOS XU316
デジタルマイク高性能デジタルマイク * 2
感度-26 dBFS
アコースティックオーバーロードポイント120 dBL
SNR64 dBA
電源USB 5V、外部 5V
寸法35*86 mm
オーディオ出力スピーカーコネクタ / 3.5mm ヘッドホンジャック
最大サンプリングレート16Khz
スピーカー5W アンプスピーカーをサポート。

ハードウェア概要​

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ピン配置​

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1デュアルマイクアレイ高品質なオーディオ入力を提供します。
2電源インジケータライト電源投入時に点灯します。
3RGB ライトプログラム可能な WS2812。ビジュアルインターフェースを提供します。
4ミュートインジケータライトミュートボタンが押されると赤く点灯します。
5USR ボタンユーザー定義ボタン。
6ミュートボタン押すとオーディオ入力をミュートします。
7XIAO ESP32S3 （オプション）さらなる開発と統合のために使用します。
8XU316 コアプロセッサオーディオ処理と伝送を担当します。
9外部電源供給はんだパッド外部 5V 電源をサポートします。
10USB Type-C ポート電源供給とデータ伝送に使用します。
11スピーカーコネクタオーディオ出力用。5W アンプスピーカーをサポートします。
123.5mm ヘッドホンジャックオーディオを出力します。アクティブスピーカーまたはヘッドホンをこのポートに接続できます。
13外部電源パッド 1XIAO ESP32 上の未使用 IO ピン。
14外部電源パッド 2XU316 上の未使用 IO ピン。
15JTAGXU316 のデバッグおよびプログラミング用。

はじめてみよう​

開封後すぐの使い方​

ReSpeaker Lite はプラグアンドプレイのモジュラー音声インターフェースで、ドライバは不要です。PC に接続するだけで、'ReSpeaker Lite' という名前の音声デバイスが表示されます。

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ファームウェアの更新​

ファームウェアのダウンロード​

note

ReSpeaker Lite ボードには 2 つのバージョンがあります：

USB サウンドデバイスとして使用するには、USB バージョンのファームウェア（デフォルトファームウェア）を書き込んでください。

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XIAO ESP32S3 と一緒に使用するには、I2S バージョンのファームウェアを書き込んでください。

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配線​

USB ケーブルを使用して ReSpeaker Lite ボードを PC に接続します。

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DFU Util のインストール​

dfu-util は、USB ポート経由で Device Firmware Upgrade を行うためのコマンドラインツールです。

  • dfu-util-0.11-binaries.tar.xz をダウンロードしてローカルシステムに展開します。 例：D:\

  • dfu-util.exe のディレクトリに移動します。
    例：D:\dfu-util-0.11-binaries\win64\（win32 を使用している場合は win64 を win32 に変更してください）

  • システム環境変数 Path に dfu-util.exe のパスを追加します：My Computer > Properties > Advanced > Environment Variables > Path。 変数 Path 内のパスはセミコロン ; で区切られていることに注意してください。 これにより、コマンドプロンプトで dfu-util をグローバルに実行できるようになります。

  • スタートメニューを開いて cmd と入力し、Enter キーを押します。表示されたターミナルで dfu-util.exe のパスが設定されているか、dfu-util -V コマンドで確認します：

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/
  • dfu-util -l を実行して、ReSpeaker Lite が検出されているか確認します：
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"
ヒント

もし次のような "Cannot open DFU device" エラーが表示された場合は、この手順を続行してください。表示されない場合は、ステップ 3 に進んでファームウェアを書き込んでください。

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)

  • Zadig をインストールして開きます。Options -> List All Devices をクリックします。

  • デバイスリストから ReSpeaker 2 Mics Array または ReSpeaker Lite または DFU FACTORY (Interface 3) を探し、WINUSB v6.x.xxxx.xxxxx ドライバをインストールします。

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  • インストールが完了したら（数分かかります）、電源を入れ直してから再度 dfu-util -l を実行します。これで ReSpeaker Lite が検出されるはずです。

ファームウェアを書き込む​

  • ReSpeaker ボードを PC に接続します。

  • 次のコマンド dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin を実行します:

    • Linux では sudo dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin を実行してください
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
注意

書き込みが完了したら、ボードを再起動してください。

  • ファームウェアバージョンを確認します:
dfu-util -l

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録音と再生​

Audacity のセットアップ​

  1. Audacity を開きます

  2. Audio Setup > Audio Settings に移動します

  3. 次のように設定します:

    • Host: Windows WASAPI
    • Recording Device: reSpeaker Lite
    • Channels: 2 (Stereo)
    • Sample Rate: 16000 Hz（Project と Default Sample Rate の両方）
    • Sample Format: 32-bit

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  1. OK をクリックします
  2. 準備完了です — 録音を開始しましょう！

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FAQ​

  • ReSpeaker Lite サウンドデバイスが見つかりません。

ファームウェアバージョンを確認し、ファームウェアが USB バージョンで、かつ 2.0.5 以上であることを確認してください。

dfu-util -l

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USB バージョンでない場合は、この手順に従ってファームウェアを書き込んでください。

  • USB ファームウェアを書き込んだ後、Windows で ReSpeaker Lite USB サウンドデバイスを検出できませんか？

  • スタートメニューを開き、Device manager と入力します。ReSpeaker Lite デバイスを見つけて右クリックし、Uninstall device を選択します。Delete the driver software for this device を選択して Uninstall をクリックします。その後、デバイスを再起動すると、Windows が正しいサウンドカードドライバを再インストールします。

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リソース​

ReSpeaker Lite XMOS Firmware

ReSpeaker Lite Github

ReSpeaker Lite 3D ファイル

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