通过UART将文本和传感器值发送到TinyTTS模块，添加语音反馈到任何Arduino项目

本项目展示了一种简单、可重复的方法，使用TinyTTS文本到语音模块使Arduino“说话”。

Arduino保持其通常的作用：读取传感器，运行逻辑，并通过串行端口发送纯文本。TinyTTS通过一个3.5 毫米的音频插孔接收这些文本，然后自己生成语音。没有网络，没有带音频文件的SD卡，没有编解码器。

您将构建和测试两个具体场景：

1.USB演示-您在PC上的串行终端输入文本，Arduino将其转发到TinyTTS，然后您听到它说话。

2.传感器驱动版本- Arduino读取传感器值，格式化短句子，TinyTTS宣布结果

一旦这工作，你可以把TinyTTS作为一个小的“语音层”，你可以进入任何未来的Arduino项目，只要你需要语音反馈，而不是(或除了)led和显示器。

项目概述

我们将在两种模式下使用相同的基本连接：

•场景1 - USB演示

PC→Arduino (USB Serial)→TinyTTS (UART)。

你从电脑上的终端发送文本，TinyTTS会说出来。

•场景2 -传感器驱动

传感器→Arduino→TinyTTS。

Arduino读取一个传感器(在示例中是温度)，构建一个字符串，如“温度是23度”，并将其发送给TinyTTS。

这两个场景之间唯一的真正区别是文本的来源。

在这两种情况下，TinyTTS接口保持相同。

它是如何工作的

TinyTTS的行为就像一个简单的UART设备：

•它在RX上监听文本行。

•当它接收到以换行符(\n)结尾的行时，它将该文本转换为语音并在音频输出中播放。

在Arduino端：

•PC机接口：用于调试和接收计算机输入的文本。

•TinyTTS接口：用于向模块发送文本。

Arduino Mega：该板有多个硬件串行端口。您可以使用PC的标准USB连接和第二个硬件串行(例如，Serial1或serial2)以高速可靠地与TinyTTS交谈。

对于Arduino Uno/Nano：这些板只有一个硬件串行(引脚0和1)。为了确保可靠的音频性能，我们将TinyTTS连接到硬件串行。为了与PC同时通信，我们使用单独的USB-TTL适配器，通过数字引脚上的SoftwareSerial连接。

在代码中，这可以归结为一个操作：

在场景1中，您使用来自PC的文本调用speak()。

在场景2中，使用根据传感器读数构建的文本调用speak()。

硬件

您可以使用常见的Arduino部件重现此项目。

核心组件

•TinyTTS模块

- UART文本输入接口

- 3.5 毫米耳机或扬声器音频插孔

•Arduino -兼容的董事会

测试:

- Arduino Uno

- Arduino Nano

- Arduino Mega 2560

任何电路板都有一个用于TinyTTS的硬件串行端口和一个用于USB的第二个串行端口(硬件或软件)。

•扬声器或耳机

插入TinyTTS 3.5 mm输出。

•USB TTL适配器

对电路板进行编程，并在场景1中从PC机发送文本。

场景2传感器(示例)

•BME680传感器

您可以将其替换为您熟悉的另一个传感器(DHT11/DHT22，光敏电阻，HCSR04，土壤湿度等)。TinyTTS部分不依赖于传感器类型。

布线

常见连接(TinyTTS↔Arduino)

两种情况的基本连接是相同的：

•TinyTTS VCC→Arduino 5 V(检查模块的额定电压)

•TinyTTS GND→Arduino GND

•TinyTTS RX→用于TinyTTS的串行端口的Arduino TX (Hardware Serial)引脚

•TinyTTS TX→Arduino RX(硬件串行)

•TinyTTS音频插孔→扬声器或耳机

例如，在Arduino Mega上，您可以使用Serial1：

•TinyTTS RX→Arduino pin 18 (TX1)

•TinyTTS TX→Arduino引脚19 (RX1)

在Uno/Nano上，你可以使用Hardware Serial：

•TinyTTS RX→Arduino pin 1 (TX)

•TinyTTS TX→Arduino引脚0 (RX)

Arduino Uno/Nano的具体布线：

因为引脚0和1是由TinyTTS模块使用的，所以您必须添加一个USB TTL适配器才能从计算机发送文本。

附加传感器接线(场景2)

•BME680传感器(温度、湿度、压力、气体)

•BME680 VCC→Arduino 5 V

•BME680 GND→Arduino GND

•BME680 SCL→Arduino模拟输入(例如A5)

•BME680 SDA→Arduino模拟输入(如A4)

如果您使用不同的传感器，请按照其文档中的建议进行连接。TinyTTS部分的布线保持不变。

代码概述和上传

场景1 - USB演示：输入文本，听语音

在这种情况下，Arduino充当PC和TinyTTS之间的桥梁。

1. 上传草图

在Arduino IDE中选择您的板和端口。

上传演示草图：

•从串行(USB)读取行

•通过Serial1转发给TinyTTS。

Uno用户注意事项：上传时断开TinyTTS引脚0和1的连接，然后重新连接并按Reset。

2. 在PC上打开串口终端

以下任何一种都可以：

•Arduino Uno：将USB-TTL适配器连接到您的PC。打开终端软件(PuTTY或Python miniterm)并选择适配器的COM端口。波特率设置为9600。

•Mega：连接单板的标准USB线。打开串行监视器。波特率设置为115200。

3. 发送文本

•输入一个简短的短语，比如Hello TinyTTS

•用换行符发送(串行监视器：设置“换行符”或“NL & CR”)。

•Arduino接收文本并调用speak(line);TinyTTS会说。

此时，您已经验证了：

•TinyTTS供电和接线正确。

•Arduino和TinyTTS之间的串行链路正在工作。

•辅助函数speak()完成了它应该做的工作。

场景2 -传感器驱动的语音

现在我们从PC上输入的文本切换到由传感器读取生成的文本。

1. 保留现有的TinyTTS线路

这方面不需要更改。

2. 添加传感器接线

通过I2C连接BME680，连接方法请参见接线。

3. 修改草图

包括必要的库(例如CloseCube_BME680)，并将串行输入环路替换为传感器逻辑：

4. 测试说话传感器

•为Arduino供电(USB或外部5 V)。

•听TinyTTS音频输出。

•触摸或轻轻地加热传感器，检查语音温度是否发生变化。

从这里，你可以替换任何传感器：距离，光照水平，土壤湿度等。

在其他项目中重用此模式

这个构建的主要目标不是一个单独的会说话的温度计，而是一个可以重用的通用模式：

1. 为TinyTTS预留一个串口。

2. 实现一个小函数，比如speak(text)。

3. 在你的项目中决定何时调用它以及该说什么。

您可以将其放入：

•偶尔读出最后测量值的数据记录器。

•简单的实验室工具，你的手很忙，你可以听，但不能看显示器。

•可访问性导向的设备，可以显示价值，而不仅仅依赖于屏幕或led。

•应用程序代码的其余部分可以保持原样。

下一个步骤

扩展这个项目的想法：

•阈值警报

只在值超过限制时说话，例如：

•模式公告

使用TinyTTS确认状态变化：

•结合显示器

在OLED或LCD上显示数值，并同时说出来。

•连接到另一个MCU

TinyTTS UART协议与其他板(例如ESP32)工作相同。您只需要一个备用串行接口。

如果您使用此模式构建自己的支持语音的工具或实验，请考虑将其作为单独的项目发布，并将其作为TinyTTS基础引用。这样，其他人就可以看到重用同一语音层的不同方法。

本文编译自hackster.io