Sistem Otomasi Rumah Berbasis Pengenalan Suara

Sistem Otomasi Rumah Terkendali Suara menggunakan Mikrokontroler 8051

Otomasi Rumah Berbasis Pengenalan Suara

Dengan evolusi perangkat pintar dan berbagai teknologi komunikasi nirkabel, sekarang dimungkinkan untuk memanfaatkan teknik ini untuk manfaat terbaik bagi manusia. Salah satu manfaat tersebut melibatkan pengendalian peralatan rumah tangga terlepas dari jarak, menghemat waktu serta energi. Kontrol cerdas atas peralatan rumah tangga inilah yang kami kenal sebagai Otomasi Rumah sama dengan otomasi industri.

Meskipun ada berbagai teknik seperti Komunikasi Nirkabel, Internet of Things (IoT), metode Pengenalan Suara, di sini kita akan memiliki sedikit gambaran tentang bagaimana kita dapat menggunakan Pengenalan Suara untuk tujuan Otomasi Rumah .

• Baca juga:Apa itu Raspberry Pi? Membuat Proyek menggunakan Raspberry Pi

Sebelum itu mari kita memiliki pengetahuan teoritis tentang Pengenalan Suara.

Pengenalan Suara

Pengenalan suara menyiratkan penerimaan dan interpretasi dikte linguistik apa pun, oleh mesin atau program. Ini adalah proses mengenali ucapan manusia dan menerjemahkannya ke dalam bentuk teks.

Pada dasarnya melibatkan konversi gelombang suara analog (getaran di udara yang disebabkan oleh kata-kata yang diucapkan oleh manusia) menjadi sinyal digital, yang diterjemahkan menjadi kata-kata yang sesuai dan akhirnya menjadi kalimat.

Sistem pengenalan suara umumnya terdiri dari perangkat perekam suara (pada dasarnya mikrofon dan Konverter Analog ke Digital, yang mengambil sampel dan mendigitalkan sinyal suara analog), Pemroses Sinyal Digital ( DSP) modul (yang memproses sinyal digital untuk mengubahnya dari domain waktu ke domain frekuensi, sehingga dapat menyimpan informasi asli), sistem penyimpanan sinyal yang telah diproses sebelumnya (kartu memori untuk melakukan tugas lebih lanjut), Pola ucapan yang telah ditentukan sebelumnya, disimpan dalam memori sebagai referensi untuk pencocokan, dan algoritma pencocokan pola untuk membandingkan sinyal suara yang masuk dengan pola suara referensi.

Perlu dicatat bahwa manusia normal dapat menghasilkan suara dengan kecepatan 10 suara per detik dan kecepatan informasi yang dibutuhkan adalah 50 bit per detik dalam sinyal suara. Sinyal akustik ini diubah menjadi sinyal listrik oleh mikrofon, dan sinyal analog diubah menjadi sinyal digital.

Karena sinyal digital yang dikonversi dalam domain waktu ini, diambil sampelnya pada 16000 kali per detik, tidak cocok untuk menemukan pola bicara. Oleh karena itu dikonversi ke domain Frekuensi menggunakan teknik Fast Fourier Transform (FFT). Teknik ini melibatkan analisis komponen setelah setiap 1/100 detik dan menghitung spektrum frekuensi setiap komponen tersebut.

Anda juga dapat membaca:Pengontrol Ketinggian Air Otomatis Penuh menggunakan SRF04

Setiap grafik atau spektrum frekuensi tersebut mewakili segmen suara yang dibuat oleh diktator bicara. Komputer atau pengontrol mencocokkan segmen ucapan yang tidak diketahui dengan fonetik bahasa yang tersimpan.

Pencocokan pola ini dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan fonetik akustik (menggunakan Model Markov Tersembunyi, di mana segmen ucapan dicocokkan dengan fonem per probabilitasnya), pendekatan pengenalan pola (tidak diketahui pola bicara dibandingkan dengan pola bicara referensi dengan menentukan jarak antara sinyal) dan pendekatan Kecerdasan Buatan (berdasarkan pemanfaatan sumber pengetahuan dasar).

• Baca juga:Apa itu GSM dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Model Otomatisasi Rumah Terkendali Suara yang Diusulkan

Di sini kami telah mencoba membangun sistem otomatisasi rumah berbasis pengenalan suara kecil menggunakan komunikasi nirkabel antara dua 8051 mikrokontroler .

Penafian:Rangkaian pemancar dan penerima yang disajikan di sini bersifat teoretis dan tidak diuji secara praktis. Kami telah menggunakan Multisim yang tidak memiliki model simulasi untuk HM2007 maupun Model Komunikasi apa pun. Oleh karena itu simulasi yang tepat untuk sistem tidak dapat dilakukan.

Sistem ini melibatkan pemrosesan perintah suara, dari pengguna (di input mikrofon) oleh IC pengenalan suara, transmisi dan penerimaan sinyal menggunakan modul Komunikasi, dikendalikan oleh mikrokontroler. Mikrokontroler di bagian penerima mengontrol pergantian bohlam, berdasarkan perintah suara yang benar dari sistem pemancar.

Sekarang, mari kita memiliki gambaran singkat tentang bagaimana sistem akan bekerja.

Gambar 2:Papan Pengenalan Ucapan HM2007

Jantung sistem pengenalan suara melibatkan IC HM2007, yang merupakan IC 48 pin yang menyediakan fungsi pengenalan suara. Ia bekerja dalam mode Manual atau CPU. Ia dapat mengenali hingga 20 kata, masing-masing dengan durasi 1,92 detik dan beroperasi pada 9 hingga 15 Volt DC. Di sini kita dapat menggunakan mode manual untuk HM2007.

• Apa itu Sistem Logika Fuzzy – Operasi, Contoh, Keuntungan &Aplikasi

Diagram Sirkuit Sistem Otomasi Rumah Pengenalan Suara

Bagian Pemancar

Bagian Penerima

• Baca juga:Apa itu Sistem Identifikasi Sidik Jari Otomatis dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Kerja Sistem

1 . Pengguna memberikan input suara ke pin MICIN IC HM2007, melalui mikrofon.

2 . Pin RDY dari IC akan berada dalam status LOW aktif, menunjukkan bahwa ia siap untuk tujuan pelatihan.

3 . Pengguna menekan “1” pada keypad dan kemudian tombol “TRAIN”, sebelum mengucapkan kata target (baik “ON” atau “OFF”)

4 . Pin Memory Enable (ME), terhubung ke pin yang sesuai dari SRAM eksternal, yang menyimpan sinyal data 8-bit yang sesuai dengan nomor

5 . Setelah input suara terdeteksi, pin RDY menjadi HIGH dan IC memulai proses pengenalan.

6 . Hasil dari proses pengenalan tersebut diberikan melalui data bus ke Mikrokontroler 8051.

7 . Mikrokontroler (bernama uC1) mengirimkan sinyal data melalui modul komunikasi.

8 . Di ujung penerima, mikrokontroler (bernama UC2) menerima input data dan membandingkannya dengan perintah yang disimpan. Setelah kedua data cocok, relai dioperasikan (sesuai perintah yang diberikan). Jika data tidak cocok, mikrokontroler mengirimkan kembali sinyal kesalahan.

9 . Mikrokontroler UC1 menerima sinyal kesalahan ini dan menghentikan proses yang sedang berlangsung, dan menampilkan informasi kesalahan pada Liquid Crystal Display (LCD) yang terhubung.

• Apa itu Mikrokontroler ATMega &Bagaimana Membuat Proyek LED dengannya?

Batasan Sistem Pengenalan Suara

1 . Kata-kata yang diucapkan terus menerus tidak dapat diterima oleh sistem karena tumpang tindih dan karenanya perlu ada keheningan atau jeda antara dua kata yang berurutan. Dengan demikian, hanya kata-kata terisolasi yang layak.

2 . Sistem ini adalah sistem yang bergantung pada pembicara. Terlalu banyak pembicara yang berbicara secara bersamaan akan menghasilkan sinyal dan interupsi yang tumpang tindih.

3 . Ada batasan pada ukuran kosakata juga. Bahasa dengan kosakata besar sulit untuk dipolakan dibandingkan dengan bahasa dengan kosakata kecil, karena kemungkinan memiliki kata yang ambigu lebih kecil.

Terlepas dari batasan di atas, sistem pengontrolan peralatan rumah tangga menggunakan metode pengenalan suara ini akan memberikan keuntungan mengingat faktanya menghemat waktu serta memberikan keamanan.

Saya telah menyajikan model kecil yang mewakili otomatisasi rumah berbasis pengenalan suara, sedangkan dalam skala besar sistem seperti itu, setelah dibangun dalam skala besar dapat digunakan untuk berbagai aplikasi.

Gagasan lain apa pun terkait pengontrolan peralatan rumah tangga menggunakan pengenalan suara diterima di bagian komentar di bawah.

Anda juga dapat membaca:

• Apa itu MEMS – Teknologi Sistem Mikroelektromekanis ?
• Apa itu WiMAX? Perbedaan antara WiMax Broadband dan WiFi