Capitolo 5
Collaudo del prototipo
In questo capitolo si esporranno le peculiarità della libreria LIRC (Linux Infrared Remote Control) e le sue funzioni attinenti al lavoro di tesi, successivamente verrà testato il funzionamento basilare del prototipo attraverso console. Infine, verrà illustrato il funzionamento completo con l’ausilio dell’interfaccia grafica (GUI).
5.1 Controllo remoto infrarosso utilizzando LIRC
LIRC [16] è un pacchetto che consente di decodificare e inviare segnali
infrarossi di molti telecomandi comunemente usati. I recenti kernel di Linux permettono di utilizzare alcuni telecomandi IR come dispositivi di input conformi, tuttavia LIRC offre maggiore flessibilità e funzionalità ed è ancora lo strumento giusto in molti scenari. La parte più importante di LIRC è il daemon lircd che viene eseguito in background e ascolta il modulo del kernel, decodificando i codici in un formato di dati standardizzato tramite un file di configurazione che descrive il telecomando utilizzato, accettando anche i comandi per i segnali IR da inviare se l'hardware lo supporta. Ci sono alcuni file di configurazione per i telecomandi in un database facilmente consultabili su internet, se non si trova il telecomando voluto semplicemente non esiste ancora un file di configurazione. Oltre a un telecomando è necessario anche un dispositivo di acquisizione per leggere i dati dal telecomando. Le versioni correnti di LIRC supportano anche un'ampia gamma di altri hardware[S]. Sebbene alcuni telecomandi utilizzano IrDA,
quasi tutti i telecomandi in commercio utilizzeranno un protocollo CIR, il quale è più semplice da gestire. Una funzione utile per inviare un segnale
Infine, vi è irrecord, un programma di test utilizzato per analizzare un telecomando sconosciuto e generare un file di configurazione che funziona con lircd.
5.1.1 Invio di segnali a infrarosso da personal computer
Per inviare un segnale a infrarosso associato a un comando specifico di un telecomando si usa irsend, programma di base di LIRC, in questo paragrafo con tale funzione si andrà a testare la bontà e funzionalità dell’hardware dell’interfaccia IR discussa nei capitoli precedenti. Quindi connettendosi via wireless ed utilizzando semplicemente l’interfaccia a linea di comando (CLI), visibile in figura 5.1, possiamo inviare facilmente in questo caso un segnale infrarosso associato al pulsante che cambia il canale verso quelli superiori rispetto al canale attuale del telecomando Sony 839.
Fig. 5.1: Comando per inviare un segnale infrarosso
Fig. 5.2: In questa figura è possibile vedere i comandi utilizzati per visualizzare i dispositivi configurati ed i comandi di ciascun device.
Inoltre, è possibile visualizzare la lista dei device configurati e l’elenco di tutti comandi utilizzabili da ciascun telecomando (vedi figura 5.2). Tutto questo è molto utile per confrontare il segnale trasmesso tramite interfaccia IR e il segnale ricevuto dal modulo ricevitore montato su breadboard (uguale a quello implementato sull’interfaccia), i segnali sopra citati saranno visualizzati su un oscilloscopio per provare il corretto funzionamento dell’hardware progettato. Dalla figura 5.3 si può vedere i collegamenti fatti per collegare l’interfaccia IR con il Raspberry affinché quest’ultimo invii un segnale infrarosso al modulo ricevitore infrarosso situato sulla breadboard. Nella figura 5.4 è possibile comparare il segnale inviato dal Raspberry e quello in uscita dal modulo ricevitore, visualizzati sull’oscilloscopio.
Fig.5.3: Invio di un segnale infrarosso dall’interfaccia IR al modulo ricevitore.
Fig. 5.4: Segnale inviato dal Raspberry (segnale giallo) è trasmesso tramite interfaccia IR ed uscita del modulo ricevitore visualizzato su oscilloscopio (segnale viola).
5.1.2 Acquisire un segnale infrarosso con interfaccia IR
Con l’implementazione del modulo ricevitore sull’interfaccia IR è possibile acquisire un segnale infrarosso e relative informazioni, affinché sia possibile successivamente con il trasmettitore inviarlo per controllare in dispositivo. Come in figura 5.5 con il comando mode -d /dev/lirc0 è possibile confermare il corretto funzionamento dell’interfaccia IR per acquisire i segnali infrarossi semplicemente puntando un telecomando generico e darà come output le informazioni dei dati inviati. Le figure: 5.6 e 5.7 illustrano i vari passaggi dopo che si avvia il programma irrecord. Quando si esegue irrecord, verrà chiesto di leggere un paio di pagine di informazione (vedi Fig.5.6), premendo invio due volte per saltare quello visualizzato e si avvia la registrazione. Nella prima fase di questo processo, verrà richiesto di tenere premuto ogni pulsante del telecomando per almeno 1 secondo. Verranno visualizzati i puntini sullo schermo per indicare che irrecord riceve correttamente i dati dal telecomando. Questo processo continua finché non si è completato una linea completa di punti. Se non ci sono abbastanza tasti sul telecomando per soddisfare questa condizione, è possibile premere lo stesso pulsante più volte. La cosa importante è assicurarsi di aver dato irrecord un buon esempio dei diversi codici generati dal telecomando. Una volta completata una linea completa di punti irrecord procederà alla seconda fase di apprendimento, ancora una volta, si deve premere i pulsanti del telecomando, tenendoli per almeno un secondo. Se tutto funziona correttamente a questo punto, tenendo premuto ciascun pulsante deve generare un solo punto, anche tenendo premuto il pulsante per un lungo periodo di tempo. Come prima, questa seconda fase continua finché non si è coperta un'intera linea di schermo con puntini (vedi Fig.5.7). A questo punto si comincia ad assegnare i nomi ai comandi, basta inserire un'etichetta di
testo per il pulsante da associare al segnale infrarosso e premere invio. A questo punto bisogna tenere premuto il pulsante in questione e inizierà ad ascoltare un codice sull’interfaccia IR (vedi Fig. 5.7). Infine, genererà un file in cui sono contenuti i comandi registrati come è possibile vedere in figura 5.8.
Fig. 5.5: Informazioni dei segnali infrarossi ricevuti dal modulo ricevitore.
Fig.5.6: Dopo l’avvio di irrecord, verrà
visualizzato sullo schermo le informazioni per il corretto utilizzo nell’acquisire i comandi associati ai pulsanti del telecomando.
Fig. 5.7: In questa figura è possibile vedere tutti i passaggi che portano ad acquisire i comandi del telecomando e
l’assegnazione dei nomi ai comandi. Infine, tenendo premuto il pulsante inizierà ad ascoltare un codice sull’interfaccia IR.
Fig.5.8: Contenuto del file in cui ci sono i comandi acquisiti associati ai segnali infrarossi.
5.2 Telecomando universale con interfaccia grafica
In questa parte del capitolo verrà esposto il funzionamento del prototipo utilizzando un’interfaccia grafica (GUI). La prima fase sarà connettersi ad internet (tramite la propria rete ADSL, oppure attraverso un semplice smartphone) per usufruire del servizio online wit.ai per il riconoscimento vocale, come detto nel capitolo iniziale si preferisce utilizzare il servizio online poiché ha performance meno degradate rispetto quello offline (Sphinx). D’altronde l’impiego esclusivo della GUI corrisponderà all’utilizzo effettivo da parte dell’utente finale, dalla figura 5.9 si vede la prima schermata che appare sul display dopo l’avvio dello script, le funzioni dell’interfaccia sono abbastanza intuibili. Premendo su “Comando” possiamo pronunciare la parola/e associata al pulsante del telecomando e successivamente al comando vocale verrà inviato il segnale infrarosso voluto per la funzione associata tramite l’interfaccia IR.
Fig.5.9: La prima schermata che compare sul display con cui l’utente interagisce.
Premendo su “Configura dispositivi” si apre una finestra (vedi figura 5.10) in cui si possono configurare i nostri device oppure aggiungerne altri che non
sono nella lista dei “Configurati”, ma possiamo vedere se il nostro dispositivo si trova nella lista “Nuovi”.
Fig. 5.10: La schermata visualizzata premendo “Configura dispositivi”.
In figura 5.11 si possono vedere i dispositivi configurati, in particolar modo da notare il device SONY-839, in quanto si è collaudato il prototipo con il televisore SONY modello KV-14T1A a cui è associato i segnali a infrarosso del telecomando sopra citato, invece in figura 5.12 è possibile vedere la modalità con cui vengono associati i comandi vocali ai comandi del telecomando con l’aiuto della GUI.
Fig.5.11: La schermata visualizza i dispositivi configurati.
Fig. 5.12: Si nota la modalità con cui vengono associati i comandi vocali ai comandi del device.
In figura 5.13 possiamo vedere la modalità con cui vengono aggiunti dispositivi nella lista dei configurati, da notare che la GUI presenta nella seconda schermata un pulsante (“Aggiungi da IR”) per aggiungere un telecomando utilizzando il modulo ricevitore dell’interfaccia IR e il pulsante “Torna indietro” per tornare alla schermata principale, nella quale premendo sulla “x” interrompe il software. Infine, in figura 5.14 è mostrato l’intero sistema, ovvero il prototipo realizzato.
Fig. 5.13: Modalità con cui vengono aggiunti device dalla lista “Nuovi” nella lista di quelli configurati.
Fig. 5.14: Il prototipo realizzato.
5.3 Caratteristiche principali del prototipo
In questo paragrafo verranno esposte le principali performance e caratteristiche funzionali del prototipo realizzato. Di seguito nella tabella saranno elencati le proprietà del dispositivo.
DATASHEET DEL PROTOTIPO
Single-Board Computer (Raspberry Pi modello b)
Si tratta di avere a disposizione nel palmo di una mano un vero computer, supporta molti linguaggi di programmazione e sistemi operativi, molti dei quali open-source, facilità di implementazione hardware, alimentazione agevole con valore di 5V (cavo micro-USB), rapporto qualità /prezzo ottimo anche per hobbistica e documentazione approfondita sul sito.
Riconoscimento Vocale Online (wit.ai)
Il servizio online utilizzato per il riconoscimento vocale è wit.ai, il quale ha prestazioni paragonabili a quelli che si trovano a pagamento, come ad esempio il più famoso Google Voice utilizzato negli smartphone Android.
Riconoscimento Vocale Offline (Sphinx)
Nel caso di assenza di una connessione ad Internet (eventualità oggigiorno rara, sono possibili utilizzare i dati mobili dello smartphone) si è pensato di installare una libreria Sphinx con prestazioni minori rispetto ai servizi online.
Interfaccia InfraRed
Le sue prestazioni sperimentali sono congrue a quelle desiderate: nel collaudo l’interfaccia InfraRed ha inviato il segnale infrarosso con qualunque protocollo, inoltre si è controllato un televisore SONY inviando gli opportuni comandi senza alcun problema verificando alcune proprietà. Non bisogna puntare
l’interfaccia IR precisamente al ricevitore della TV e copre la distanza dell’ordine del metro. Anche la parte di acquisizione dei segnali infrarossi si comporta come voluto, riesce a rilevare il segnale da diverse marche di telecomandi senza
il segnale. Sfrutta la tecnologia IRDA con i suoi protocolli, è una tecnologia molto utilizzata fin dalla sua nascita, in questo progetto si è utilizzato il protocollo Consumer InfraRed
Interfaccia Grafica (GUI)
Le funzioni della GUI sono abbastanza intuibili. Premendo su “Comando”
possiamo pronunciare la parola/e associata al pulsante del telecomando e
successivamente al comando vocale verrà inviato il segnale infrarosso voluto per la funzione associata tramite l’interfaccia IR. Premendo su “Configura dispositivi” si apre una finestra in cui si possono configurare i nostri device oppure
aggiungerne altri che non sono nella lista dei “Configurati”, ma possiamo vedere se il nostro dispositivo si trova nella lista “Nuovi”. Oppure vi è la funzione “Aggiungi da IR”, ovvero acquisisce i segnali IR direttamente dal telecomando.
Display touch-screen
L’implementazione del display touch-screen facilita l’utilizzo e aumenta l’interattività con l’utente, grazie l’implementazione di un’interfaccia grafica, poiché si ha un feedback visivo.
