Raspberry Pi zero wh のセットアップ

SD カードのフォーマット

新しい SD カードを用意する
ここから SD カードメモリフォーマッターをダウンロードする
SD カードをフォーマットする

OS のセットアップ

Download NOOBS for Raspberry Pi から NOOBS Lite をダウンロードする
zip ファイルを展開して SD カードにコピーする
Raspberry Pi zero wh に SD カードを挿入して電源オン
画面の指示に従い Raspbian Lite をインストールする

apt-get の実行

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade

キーボードレイアウト変更

sudo vi /etc/default/keyboard

XKBMODEL="jp106"
XKBLAYOUT="jp"
XKBVARIANT="OADG109A"
XKBOPTIONS=""

BACKSPACE="guess"

time zone の変更

sudo raspi-config を実行
4 Localisation Options を選択
I2 Change Timezone を選択
Asia を選択
Tokyo を選択
Finish を選択

git のインストール

$ sudo apt-get install git

ReSpeaker 2-Mics HAT のセットアップ

Raspberry Pi zero wh の電源オフ
ReSpeaker 2-Mics HAT を装着する
Raspberry Pi zero wh を電源オン

ドライバのセットアップ

$ pwd
/home/pi
$ sudo git clone https://github.com/respeaker/seeed-voicecard
$ cd seeed-voicecard
$ sudo ./install.sh
$ reboot

デバイスを確認

$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: ALSA [bcm2835 ALSA], device 0: bcm2835 ALSA [bcm2835 ALSA]
  Subdevices: 7/7
  Subdevice #0: subdevice #0
  Subdevice #1: subdevice #1
  Subdevice #2: subdevice #2
  Subdevice #3: subdevice #3
  Subdevice #4: subdevice #4
  Subdevice #5: subdevice #5
  Subdevice #6: subdevice #6
card 0: ALSA [bcm2835 ALSA], device 1: bcm2835 ALSA [bcm2835 IEC958/HDMI]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: seeed2micvoicec [seeed-2mic-voicecard], device 0: bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

ALSA コントロール設定

$ sudo alsactl --file=asound.state restore
alsactl: load_state:1683: Cannot open asound.state for reading: No such file or directory
Found hardware: "bcm2835_alsa" "Broadcom Mixer" "" "" ""
Hardware is initialized using a generic method
Found haedware: "seeed-2mic-voic" "" "" "" ""
Hardware is initialized using a generic method

ALSA コントロール設定を保存する

$ sudo alsactl --file=asound.state store
$ pwd
/home/pi
$ ls
asound.state  seeed-voicecard

入出力テスト

スピーカーテストテスト音声が再生される。

$ speaker-test -t wav

speaker-test 1.1.3

Playback device is default
Stream parameters are 48000Hz, S16_LE, 1 channels
WAV file(s)
Rate set to 48000Hz (requested 48000Hz)
Buffer size range from 12000 to 18000
Period size range from 6000 to 6000
Using max buffer size 18000
Periods = 4
was set period_size = 6000
was set buffer_size = 18000
 0 - Front Left
Time per period = 1.234349

マイク録音テスト areord で out.raw に録音データを保存し aplay で再生する。

$ arecord --format=S16_LE --duration=5 --rate=16000 --file-type=raw out.raw
Recording raw data 'out.raw' : Signed 16 bit Little Endian, Rate 16000 Hz, Mono
$ aplay --format=S16_LE --rate=16000 out.raw
Playing raw data 'out.raw' : Signed 16 bit Little Endian, Rate 16000 Hz, Mono

マイク入力テストマイクから拾った音声がただちにスピーカーから聞こえる。

arecord -f cd -Dhw:1 | aplay -Dhw:1

Amazon alexa のセットアップ

Amazon Developer アカウント

ここを参考に Amazon Developer アカウントを登録する
製品登録
Amazon 開発者コンソールへアクセスし ALEXA VOICE SERVICE のタブをクリックする
ここを参考にセキュリティプロファイルを作成する
登録例
- 製品名：hogefuga
- 製品ID：hogefuga
- 製品タイプ：Alexa内蔵の端末
- コンパニオンアプリの使用：はい
- 商品カテゴリ：その他（スマートスピーカー）
- 製品概要：alexa voice service on raspberry pi zero
- エンドユーザーは、商品とどうやり取りするか？：「タッチで開始される」「ハンズフリー」にチェックを入れる
- この製品を商品として配信する予定ですか？：いいえ
- これは子供向け商品、それ以外は13歳以下の子供向けですか？：いいえ
LWA セキュリティプロファイル
- セキュリティプロファイル（プロフィールを新規作成する）
- セキュリティプロファイル名：Alexa Voice Service on Raspberry Pi Zero W
- セキュリティプロファイル記述：Alexa Voice Service on Raspberry Pi Zero W
各種IDの作成
- セキュリティプロファイルID：amzn1.application.xxxxx...
- クライアントID：amzn1.application-oa2-client.xxxxx...
- クライアントのシークレット：xxxxx...
- これらの書面に合意しますにチェックを入れ、[完了する] をクリック
商品が作成されました。[OK]をクリックする
ALEXA VOICE SERVICE タブをクリックし、製品一覧を表示する
- 登録した製品名をクリックする
- 商品の詳細 → セキュリティプロファイルへ移動
- 許可された出荷地：
  - http://localhost:3000 [追加]ボタンを押す
  - https://localhost:3000 [追加]ボタンを押す
- 許可された返品 URL：
  - http://localhost:3000/authresponse [追加]ボタンを押す
  - https://localhost:3000/authresponse [追加]ボタンを押す
- [更新] ボタンを押す

クイックセットアップ

参考サイトを元に作業を進める。 - フォルダ作成

$ cd /home/pi/
$ mkdir sdk-folder
$ cd sdk-folder
$ mkdir sdk-build sdk-source third-party application-necessities
$ cd application-necessities
$ mkdir sound-files

AVS デバイス SDK ライブラリの構築

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get -y install git gcc cmake build-essential libsqlite3-dev libcurl4-openssl-dev libfaad-dev libsoup2.4-dev libgcrypt20-dev libgstreamer-plugins-bad1.0-dev gstreamer1.0-plugins-good libasound2-dev doxygen

PortAudio 設定

$ cd /home/pi/sdk-folder/third-party && wget -c http://www.portaudio.com/archives/pa_stable_v190600_20161030.tgz && tar zxf pa_stable_v190600_20161030.tgz && cd portaudio && ./configure --without-jack && make

commentjson のインストール

$ sudo apt-get install python-pip
$ pip install commentjson
Collecting commentjson
Installing collected packages: commentjson
Successfully installed commentjson-0.7.1

サウンドファイルのダウンロード

（タイマーとアラーム音をアマゾンのサイトからダウンロード）

$ cd /home/pi/sdk-folder/application-necessities/sound-files/
$ wget -c https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/G/01/mobile-apps/dex/alexa/alexa-voice-service/docs/audio/states/med_system_alerts_melodic_02._TTH_.mp3
$ wget -c https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/G/01/mobile-apps/dex/alexa/alexa-voice-service/docs/audio/states/med_system_alerts_melodic_02_short._TTH_.wav
$ wget -c https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/G/01/mobile-apps/dex/alexa/alexa-voice-service/docs/audio/states/med_system_alerts_melodic_01._TTH_.mp3
$ wget -c https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/G/01/mobile-apps/dex/alexa/alexa-voice-service/docs/audio/states/med_system_alerts_melodic_01_short._TTH_.wav

AVS デバイス SDK とウェイクワードエンジンのクローン

sdk-source フォルダに SDK をクローンする

$ cd /home/pi/sdk-folder/sdk-source
$ git clone git://github.com/alexa/avs-device-sdk.git

次に third-party ディレクトリにウェイクワードエンジンをクローンする

$ cd /home/pi/sdk-folder/third-party
$ git clone git://github.com/Sensory/alexa-rpi.git

（ライセンス認証）
$ cd ./alexa-rpi/bin/ && ./license.sh

SDK のビルド

$ cd /home/pi/sdk-folder/sdk-build && cmake /home/pi/sdk-folder/sdk-source/avs-device-sdk -DSENSORY_KEY_WORD_DETECTOR=ON -DSENSORY_KEY_WORD_DETECTOR_LIB_PATH=/home/pi/sdk-folder/third-party/alexa-rpi/lib/libsnsr.a -DSENSORY_KEY_WORD_DETECTOR_INCLUDE_DIR=/home/pi/sdk-folder/third-party/alexa-rpi/include -DGSTREAMER_MEDIA_PLAYER=ON -DPORTAUDIO=ON -DPORTAUDIO_LIB_PATH=/home/pi/sdk-folder/third-party/portaudio/lib/.libs/libportaudio.a -DPORTAUDIO_INCLUDE_DIR=/home/pi/sdk-folder/third-party/portaudio/include

$ pwd
/home/pi/sdk-folder/sdk-build
$ sudo make SampleApp -j2

設定ファイルの編集

$ vi ~/sdk-folder/sdk-build/Integration/AlexaClientSDKConfig.json

"deviceInfo":{
    // Unique device serial number. e.g. 123456
    "deviceSerialNumber":"123456",
    // The Client ID of the Product from developer.amazon.com
    "clientId":"amzn1.application-oa2-client.xxxxx...",
    // Product ID from developer.amazon.com
    "productId":"(製品ID)"
},

ファイルパスを以下のとおり指定する
（ロケールも ja-JP にする）

$ vi ~/sdk-folder/sdk-build/Integration/AlexaClientSDKConfig.json

"cblAuthDelegate":{
    "databaseFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/cblAuthDelegate.db"
},

"miscDatabase":{
    "databaseFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/miscDatabase.db"
},

"alertsCapabilityAgent":{
    "databaseFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/alerts.db",
    "alarmSoundFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/sound-files/med_system_alerts_melodic_01._TTH_.mp3",
    "alarmShortSoundFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/sound-files/med_system_alerts_melodic_01_short._TTH_.wav",
    "timerSoundFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/sound-files/med_system_alerts_melodic_02._TTH_.mp3",
    "timerShortSoundFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/sound-files/med_system_alerts_melodic_02_short._TTH_.wav"
},

"settings":{
    "databaseFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/settings.db",
    "defaultAVSClientSettings":{
        "locale":"ja-JP"
    }
},

"bluetooth" : {
    "databaseFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/bluetooth.db"
},

"certifiedSender":{
    "databaseFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/certifiedsender.db"
},

"notifications":{
    "databaseFilePath":"/home/pi/sdk-folder/application-necessities/notifications.db"
},

マイクテスト

次のドットファイルを記述

$ vi ~/.asoundrc
pcm.!default {
  type asym
   playback.pcm {
     type plug
     slave.pcm "hw:1,0"
   }
   capture.pcm {
     type plug
     slave.pcm "hw:1,0"
   }
}

SoX のインストール

$ sudo apt-get install sox -y

マイク録音テスト
（Ctrl + Cで中止）

$ rec test.wav

$ play test.wav

サウンドデバイスの無効化

ビルトインのサウンドデバイス snd_bcm2835 を無効化する

$ cd /etc/modprobe.d/
$ sudo vi alsa-blacklist.conf
blacklist snd_bcm2835

$ sudo amixer cset numid=3 1
numid=3,iface=MIXER,name='PCM Playback Route'
 ; type=INTEGER,access=rw------,values=1,min=0,max=2,step=0
 ; values=1

dirmngr の導入

$ sudo apt-get install dirmngr

認証

SampleApp スクリプトで認証させる

$ cd ~/sdk-folder/sdk-build/
$ pwd
/home/pi/sdk-folder/sdk-build
$ ./SampleApp/src/SampleApp ./Integration/AlexaClientSDKConfig.json /home/pi/sdk-folder/third-party/alexa-rpi/models

参考サイト

購入先

ReSpeaker 2-Mics HAT for Raspberry Pi

作業日記@HatenaBlog

各種の作業メモ

Raspberry Pi zero wh のセットアップ

SD カードのフォーマット

OS のセットアップ

apt-get の実行

キーボードレイアウト変更

time zone の変更

git のインストール

ReSpeaker 2-Mics HAT のセットアップ

ドライバのセットアップ

デバイスを確認

ALSA コントロール設定

入出力テスト

Amazon alexa のセットアップ

Amazon Developer アカウント

製品登録

クイックセットアップ

サウンドファイルのダウンロード

AVS デバイス SDK とウェイクワードエンジンのクローン

マイクテスト

サウンドデバイスの無効化

認証

参考サイト

購入先