{"id":2983,"date":"2021-01-19T11:08:10","date_gmt":"2021-01-19T11:08:10","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/?p=2983"},"modified":"2021-01-19T12:31:22","modified_gmt":"2021-01-19T12:31:22","slug":"piedra-papel-tijera-por-reconocimiento-de-voz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/piedra-papel-tijera-por-reconocimiento-de-voz\/","title":{"rendered":"Piedra-papel-tijera por reconocimiento de voz"},"content":{"rendered":"\n

Integrantes del Grupo:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Isaac Montes Rodr\u00edguez<\/p>\n\n\n\n

Ismael Mart\u00ednez del Fresno<\/p>\n\n\n\n

Luis Miguel Jimenez Aliaga<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

  1. Descripci\u00f3n del proyecto<\/em><\/strong><\/li><\/ol>\n\n\n\n

    Al comenzar este proyecto no ten\u00edamos ni idea de que pod\u00edamos hacer. En primer lugar no quer\u00edamos embarcarnos en un proyecto demasiado complejo que no fu\u00e9ramos capaces de llevar a cabo, ya fuera por falta de recursos o por falta de tiempo. Entre nuestras ideas iniciales se encontraban opciones muy variadas, desde una maqueta a escala del sistema solar con movimientos de translaci\u00f3n hasta un contador de vueltas para un circuito de scalextric. Finalmente una idea nos llam\u00f3 m\u00e1s la atenci\u00f3n y decidimos llevarla a cabo. <\/p>\n\n\n\n

    Nuestro proyecto se basa en hacer una m\u00e1quina con la que poder enfrentarse a \u201cPiedra, Papel, Tijera\u201d. La m\u00e1quina usa reconocimiento de voz para interactuar con los usuarios. El proyecto nos parec\u00eda sencillo de hacer si consegu\u00edamos el micr\u00f3fono y el software necesario para que reconociese la voz, pero ten\u00eda una complejidad suficiente para que nos sinti\u00e9ramos satisfechos.<\/p>\n\n\n\n

    1. Decisiones de implementaci\u00f3n<\/em><\/strong><\/li><\/ol>\n\n\n\n

      Como ya se ha mencionado, hemos decidido que nuestra m\u00e1quina interact\u00fae mediante reconocimiento de voz. Para expresar el resultado se emplean cajas de papel (que representan la piedra, el papel y la tijera) que se iluminar\u00e1n mediante el uso de diodos LED.<\/p>\n\n\n\n

      Hemos adquirido un m\u00f3dulo de reconocimiento de voz y un m\u00f3dulo USB serie para implementar la interacci\u00f3n por voz. Cuando nosotros digamos \u201cpiedra-papel-tijera\u201d, el programa encender\u00e1 una de las tres cajas de forma aleatoria.<\/p>\n\n\n\n

      Adem\u00e1s se han a\u00f1adido a la m\u00e1quina tres leds que nos indican el estado actual del sistema, de forma que el usuario puede saber en qu\u00e9 estado se encuentra la m\u00e1quina en el caso de que no reconozca alguna palabra.<\/p>\n\n\n\n

      1. Proceso de construcci\u00f3n<\/em><\/strong><\/li><\/ol>\n\n\n\n

        Lo primero que necesit\u00e1bamos era que el reconocimiento de voz detectara algunas palabras. Afortunadamente, esto no result\u00f3 complicado (encontramos diversos tutoriales e informaci\u00f3n en la web) y pudimos lograrlo en una sesi\u00f3n. Hubo algunos problemas al principio con un error que nos llev\u00f3 algo de tiempo resolver. Encontramos en internet varias personas con el mismo problema y descubrimos que el problema se encontraba en las conexiones de los cables entre el m\u00f3dulo de reconocimiento de voz y el USB serial. Nosotros ten\u00edamos conectado rx -> rx y tx -> tx, pero la conexi\u00f3n correcta es rx->tx y tx ->rx. Despu\u00e9s, solo tuvimos que usar un programa para grabar los comandos. <\/p>\n\n\n\n

        El programa usado se llama \u201cDocklight\u201d. Nos permit\u00eda enviar y recibir se\u00f1ales entre el ordenador y el m\u00f3dulo de reconocimiento de voz, gracias a conectarlo al PC con el m\u00f3dulo USB. Es bastante sencillo de usar y conseguimos que reconociera los comandos necesarios para nuestro juego. Los comandos que puede reconocer nuestra m\u00e1quina son: jugar, piedra, papel, tijera y apagar. De igual manera, se puede utilizar este programa para que el dispositivo de reconocimiento reconozca otro tipo de palabras. Adicionalmente, con este programa, podemos tratar de almacenar el reconocimiento de hasta 15 palabras. Desafortunadamente, solo reconoce las palabras del compa\u00f1ero que pudo programarlas, Ismael Mart\u00ednez Del Fresno, por lo cual, si otra persona dice las mismas palabras, el reconocimiento no detecta las palabras correctamente y no podr\u00e1 jugar. Nota: esto se puede arreglar programando dichas palabras con la voz de otras personas.<\/p>\n\n\n\n

        Una vez somos capaces de captar los comandos de voz, necesitamos conectarlo al Arduino para que nuestra m\u00e1quina sea capaz de trabajar con ellos. En los tutoriales encontramos las instrucciones que se utilizan para usar el micr\u00f3fono, y los comandos de voz se transforman en enteros, de forma que trabajar con ellos resulta sencillo mediante el uso de condicionales. Despu\u00e9s escribimos el c\u00f3digo para los diferentes casos de uso. <\/p>\n\n\n\n

        Finalmente a\u00f1adimos est\u00e9tica al proyecto. Con el fin de hacerlo m\u00e1s vistoso, hemos implantado el circuito dentro de una caja de zapatos previamente tintada con spray de color negro. Despu\u00e9s, se ha distribuido el circuito por el interior de la caja para que estuviese m\u00e1s organizado, y se han colocado los LEDs utilizados en sus posiciones verdaderamente reales, enganchados a unas cajas de papel diferenciadas tanto por el dibujo que tiene cada caja como con unas flechas y texto representativos por cada caja. Por \u00faltimo, se hicieron peque\u00f1os agujeros para las correspondientes conexiones que se ver\u00e1n en una imagen posterior. Al ser la caja un poco profunda y no tener una buena anchura en los cables, se hicieron dos cosas: se compr\u00f3 un trozo de corcho con el fin de subir el circuito y que los cables est\u00e9n m\u00e1s \u201csueltos\u201d con el fin de no romper las conexiones; por \u00faltimo, se han empalmado los cables de conexi\u00f3n con otros cables con el mismo fin (esto \u00faltimo no afectar\u00e1 ni al circuito realizado ni a la est\u00e9tica, ya que se encontrar\u00e1n dentro de la caja). Este ha sido el resultado:<\/p>\n\n\n\n

        \"\"<\/figure>\n\n\n\n
        \"\"<\/figure>\n\n\n\n
        1. Organizaci\u00f3n de tareas<\/em><\/strong><\/li><\/ol>\n\n\n\n

          Los materiales de esta pr\u00e1ctica los tiene Ismael Martinez, por lo que \u00e9l se encarg\u00f3 de hacer la parte hardware de la pr\u00e1ctica. Luis Miguel Jim\u00e9nez se encarg\u00f3 de configurar el micr\u00f3fono para los comandos e Isaac Montes elabor\u00f3 el c\u00f3digo con Arduino. Sin embargo los tres colaboramos en todo el proceso de elaboraci\u00f3n y resolv\u00edamos los problemas en equipo.<\/p>\n\n\n\n

          1. Costes de los materiales<\/em><\/strong><\/li><\/ol>\n\n\n\n
            Nombre del Componente<\/td>Uso<\/td>Precio<\/td><\/tr>
            USB serie + cables hembra-hembra<\/td>Grabaci\u00f3n de palabras<\/td>6,69\u20ac<\/td><\/tr>
            M\u00f3dulo de reconocimiento de voz + micr\u00f3fono + cables hembra-hembra<\/td>Grabaci\u00f3n y detecci\u00f3n de palabras<\/td>18,87\u20ac<\/td><\/tr>
            Cables hembra-hembra, macho-hembra, macho-macho (40 de cada)<\/td>Conexiones entre protoboard, Arduino, diodos LED y resistencias<\/td>4,99\u20ac<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

            Gran parte de los componentes no nombrados en la tabla superior nos los proporcionaron los profesores en las cajas del Arduino. La otra peque\u00f1a parte ya se ten\u00edan y no se tuvieron que comprar.<\/p>\n\n\n\n

            1. Problemas y soluciones encontradas<\/em><\/strong><\/li><\/ol>\n\n\n\n

              Anteriormente se han mencionado algunos de los problemas que encontramos durante la pr\u00e1ctica. Ahora haremos una recopilaci\u00f3n de los distintos problemas que nos encontramos, a pesar de que no han sido muchos:<\/p>\n\n\n\n

              • El m\u00f3dulo de reconocimiento de voz no nos enviaba las se\u00f1ales de vuelta. Lo solucionamos intercambiando los cables mencionados anteriormente.<\/li>
              • El comando \u201cSerial.read();\u201d no devuelve un n\u00famero entero directamente y tuvimos que darnos cuenta de que deb\u00edamos hacer la conversi\u00f3n, lo que nos llev\u00f3 un rato.<\/li><\/ul>\n\n\n\n
                1. Hardware utilizado<\/em><\/strong><\/li><\/ol>\n\n\n\n

                  -Cables jumper (tanto de macho-macho como de hembra-macho).<\/p>\n\n\n\n

                  – 6 Diodos LED (4 de color rojo, 1 amarillo y 1 verde).<\/p>\n\n\n\n

                  – 6 resistencias de 1k \u03a9.<\/p>\n\n\n\n

                  – Arduino UNO (vale cualquier Arduino).<\/p>\n\n\n\n

                  -M\u00f3dulo de reconocimiento por voz + micr\u00f3fono + USB serie.<\/p>\n\n\n\n

                  -Cable de alimentaci\u00f3n para Arduino.<\/p>\n\n\n\n

                  -Protoboard.<\/p>\n\n\n\n

                  \"\"<\/figure>\n\n\n\n
                  \"\"<\/figure>\n\n\n\n

                  8. C\u00f3digo<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

                  int sensor; \/\/Variable donde se almacena la se\u00f1al recibida por el reconocimiento de voz.\nint estado; \/\/Marca el estado actual de la m\u00e1quina, se emplea para crear secuencialidad.\n\n\/\/Para simplificar el c\u00f3digo se han a\u00f1adido las constantes de los distintos comandos con sus respectivos valores.\nint JUGAR=17;\nint PIEDRA=18;\nint PAPEL=19;\nint TIJERA=20;\nint APAGAR=21;\n\n\/\/Array de enteros que contiene los pines que se emplean para activar los leds de la m\u00e1quina.\nint led[] = {3, 5, 6, 9, 10, 11};\n\nvoid setup() {\n  \/\/El serial begin necesario para usar la placa.\n  Serial.begin(9600);\n \n  \/\/Importar el grupo 1 de comandos de voz, que es el grupo que hemos creado con nuestros comandos.\n  Serial.write(0xAA);\n  Serial.write(0x21);\n\n  \/\/Configuramos los pines del arduino como salidas.\n  for (int i=0; i<6; i++)\n  {\n\tpinMode(led[i], OUTPUT);\n  }\n\n  estado=0; \/\/Inicializamos la m\u00e1quina con el estado cero\n \n}\n\nvoid loop() {\n  \/\/Bucle para capturar las palabras recibidas por el receptor de voz.\n   while (Serial.available())  {\n\t\/\/Se almacena en la variable sensor el valor del comando de voz recibido.\n\tsensor =(int) Serial.read();\n    \n\t\/\/Gracias a la variable estado el programa solo podr\u00e1 ejecutar las palabras por orden (jugar-piedra-papel-tijera), salvo el comando apagar, que puede usarse siempre.\n\tif((sensor==JUGAR)&&(estado==0)){\n \t \n  \t\/\/Apagamos todos los leds.\n  \tfor (int i=1; i<6; i++){\n    \tanalogWrite(led[i],0);\n  \t}\n\n  \t\/\/Encendemos el led del primer estado.\n  \tanalogWrite(led[0],255);\n\n  \t\/\/Cambiamos al siguiente estado.\n  \testado++;\n\t}\n    \n\tif ((sensor==PIEDRA)&&(estado==1)){\n \t \n  \t\/\/Encendemos el siguiente led de estado.\n  \tanalogWrite(led[1],255);\n\n  \t\/\/Aumentamos el estado.\n  \testado++;\n\t}\n\tif ((sensor==PAPEL)&&(estado==2)){\n\n  \t\/\/Encendemos el \u00faltimo led de estado.\n  \tanalogWrite(led[2],255);\n\n  \t\/\/Cambiamos de estado.\n  \testado++;\n\t}\n    \n\tif ((sensor==TIJERA)&&(estado==3)){\n\n  \t\/\/Apagamos los leds de estado.\n  \tanalogWrite(led[0],0);\n  \tanalogWrite(led[1],0);\n  \tanalogWrite(led[2],0);\n\n  \t\/\/Elegimos una opci\u00f3n aleatoria entre piedra, papel o tijera.\n  \trandomSeed(analogRead(0));\n  \tint respuesta= random(3,6);\n\n  \t\/\/Encendemos la opci\u00f3n escogida.\n  \tanalogWrite(led[respuesta],255);\n\n  \t\/\/Finaliza la ejecuci\u00f3n por lo que regresamos al primer estado.\n  \testado=0;\n\t}\n\tif (sensor==APAGAR){\n \t \n  \t\/\/Apagamos todos los leds.\n  \tfor (int i=0; i<6; i++){\n    \tanalogWrite(led[i],0);\n  \t}\n \t \n  \t\/\/Volvemos al estado inicial.\n  \testado=0;\n\t}\n  }\n}<\/pre>\n\n\n\n
                  9. Explicaci\u00f3n de casos de uso<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n
                  Nombre de estado<\/strong><\/td>Qu\u00e9 sucede<\/strong><\/td>Transiciones<\/strong><\/td><\/tr>
                  Apagado<\/td>Espera a o\u00edr \u201cJugar\u201d<\/td>Jugar Recibido<\/td><\/tr>
                  Jugar Recibido<\/td>Enciende el LED rojo inferior. Espera  a o\u00edr \u201cPiedra\u201d o \u201cApagar\u201d.<\/td>Piedra Recibido, Apagado<\/td><\/tr>
                  Piedra Recibido<\/td>Enciende el LED amarillo inferior. Espera a o\u00edr \u201cPapel\u201d o \u201cApagar\u201d. <\/td>Papel Recibido, Apagado<\/td><\/tr>
                  Papel Recibido<\/td>Enciende el LED verde inferior. Espera a o\u00edr \u201cTijera\u201d o \u201cApagar\u201d.<\/td>Tijera Recibido, Apagado<\/td><\/tr>
                  Tijera Recibido<\/td>Enciende aleatoriamente uno de los tres LEDs superiores. Espera a o\u00edr \u201cJugar\u201d o \u201cApagar\u201d.<\/td>Jugar Recibido, Apagado<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
                  \"\"<\/figure>\n\n\n\n
                  10. Conclusiones<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n
                  Es un proyecto sencillo de hacer. A lo mejor en t\u00e9rminos econ\u00f3micos, a algunas personas les puede parecer un proyecto caro, pero no es tanto como aparenta. Los cables, los diodos LED y las resistencias son muy baratas. La placa (protoboard) dependiendo del tama\u00f1o ser\u00e1 m\u00e1s barata o m\u00e1s cara. En cuanto al reconocimiento de voz, normalmente el conjunto con el micr\u00f3fono y el USB serie se encuentra en Amazon a un precio cercano a los 40\u20ac, pero se puede encontrar algo m\u00e1s barato como fue en nuestro caso. <\/p>\n\n\n\n
                  En t\u00e9rminos de conocimiento, s\u00f3lo es necesario saber lo b\u00e1sico en circuitos y saber c\u00f3mo funcionan tanto el Arduino como el reconocimiento de voz, ya que, por ejemplo, equivocarnos de pin en el Arduino puede hacer que el circuito no funcione e incluso producir alg\u00fan cortocircuito, lo cual podr\u00eda estropear el Arduino.<\/p>\n\n\n\n
                  11. V\u00eddeo<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n
                  \n