Addio Alexa? Parte 6: Costruisci il tuo Smart Speaker

Addio Alexa? Parte 6: Costruisci il tuo Smart Speaker

Se hai seguito la Parte 5 di questa guida, ora hai uno splendido Tablet a muro in salotto, fa da dashboard, da telecamera e, grazie al lavoro fatto nei primi capitoli, è un perfetto assistente vocale.
Ma siamo onesti: non puoi (e probabilmente non vuoi) appendere un tablet in ogni stanza.
Cosa succede se vuoi accendere la luce con la voce mentre sei in corridoio, in bagno o in garage?
Serve un dispositivo che sia l’equivalente di un Amazon Echo Dot o di un Google Nest Mini: piccolo, economico e discreto.
In questo capitolo, uniremo l’elettronica fai-da-te alla stampa 3D per costruire un Micro-Satellite Vocale.
Useremo un microcontrollore ESP32 e lo integreremo perfettamente in Home Assistant tramite ESPHome.

Accendi il saldatore e scalda l’estrusore della stampante 3D: stiamo per dare vita al tuo primo Smart Speaker artigianale.

Di seguito i punti che affronteremo:

• Lista della Spesa
• Stampa 3D
• Collegamenti
• Caricamento Software
• Configurazione Home Assistant
• Lista Sensori Satellite
• Conclusioni e Considerazioni Finali

1. Lista della Spesa:

Come Affiliato Amazon, ricevo una commissione per gli acquisti effettuati tramite i seguenti link.

• ESP32 S3 16 MB
• MAX98357
• INMP441 
• TYPE C FEMMINA
• CAVI JUMPER
• DAYTON AUDIO DMA45-4 ( Oppure Cassa con le seguenti dimensioni: 1.5″ 46 mm )
• LED WS2812b ( Ho utilizzato una led strip tagliata su misura )
• Saldatore
• Colla a Caldo
• 4x M3x10
• 4x DADI M3
• 8x CALAMITE 5×2 mm

2. Stampa 3D:

Per il case ho utilizzato questo ottimo progetto: CASE 3D
Grazie a ThatGuy & Jack Harbut per i lavori fatti sul CASE

3. Collegamenti:

Alimentazione Generale (USB-C):

La porta USB-C in basso a sinistra fornisce l’energia a tutto il sistema:

• Filo Rosso (+): Si collega al pin 5V dell’ESP32 e ai pin di alimentazione dell’amplificatore e del LED.
• Filo Nero (-): Si collega al pin GND dell’ESP32 e mette in comune la massa di tutti i componenti.

Amplificatore I2S (MAX98357A – Viola):

Questo modulo gestisce l’uscita audio verso l’altoparlante.

• Vin: Collegato a 5V (Filo Rosso).
• GND: Collegato a GND (Filo Nero).
• LRC (Left/Right Clock): Collegato al Pin 7 dell’ESP32 (Filo Azzurro).
• BCLK (Bit Clock): Collegato al Pin 15 dell’ESP32 (Filo Nero/Grigio scuro).
• DIN (Data In): Collegato al Pin 16 dell’ESP32 (Filo Blu).
• Morsetti +/-: Collegati direttamente all’Altoparlante (Fili Rosso/Nero).

Microfono I2S (Modulo Circolare –  Nero ):

Utilizzato per acquisire l’audio.

• VDD: Collegato a 3.3V dell’ESP32 (Filo Oro/Marrone).
• GND: Collegato a GND (Filo Nero).
• L/R: Collegato a GND (per impostare il canale).
• WS (Word Select): Collegato al Pin 47 dell’ESP32 (Filo Azzurro chiaro).
• SCK (Serial Clock): Collegato al Pin 14 dell’ESP32 (Filo Verde).
• SD (Serial Data): Collegato al Pin 13 dell’ESP32 (Filo Giallo/Oro).

NB: Se volete aumentare la potenza sonora in uscita collegare il “GAIN” con “GND del chip audio”

LED RGB Neopixel (Striscia piccola):

Utilizzato per il feedback visivo

• +5V: Collegato a 5V (Filo Rosso).
• GND: Collegato a GND (Filo Nero).
• DIN (Data In): Collegato al Pin 21 dell’ESP32 (Filo Azzurro).

4. Caricamento Software:

Segui questi passaggi per configurare correttamente il tuo Voice Assistant.

• Scarica il file del firmware precompilato cliccando qui: [ Voice Assistant ].
• Assicurati di salvarlo in una cartella facilmente accessibile sul tuo PC.

Connessione Hardware:

• Collegati al computer utilizzando un cavo USB-C di alta qualità (molti cavi economici sono solo per ricarica e non trasmettono dati) utilizza le porte presenti  sull’esp32
• Driver: Assicurati che il tuo PC riconosca il dispositivo. Se non appare nessuna porta COM, installa i driver necessari (solitamente i driver CP210x o CH342/CH343 per ESP32-S3).

Caricamento (Flashing):

• Apri ESPHome Web Tools utilizzando un browser compatibile (Google Chrome o Microsoft Edge).
• Seleziona Connect e scegli la porta seriale corretta.
• Carica il firmware scaricato in precedenza e attendi il completamento della procedura.

Configurazione Rete Wi-Fi:

• Una volta terminato il caricamento, stacca l’alimentazione e rimettila e attendi circa 2 minuti per il riavvio del dispositivo.
• Cerca tra le reti Wi-Fi del tuo smartphone o PC una nuova rete chiamata: Voice Assistant.

• Collegati alla rete utilizzando la seguente password:
• Password: 1234567890
• Una volta connesso collegarsi all’indirizzo http://192.168.4.1 e cliccare su “Save”

5. Configurazione Home Assistant:

• Assicurati che il tuo computer o smartphone sia tornato sulla rete Wi-Fi di casa.
• Apri Home Assistant, Nella maggior parte dei casi, apparirà una notifica in basso a sinistra: “Nuovo dispositivo rilevato: ESPHome”.
• Clicca su Configura e poi su Invia. Il dispositivo verrà aggiunto automaticamente.

-Ricarichiamo la pagina con “F5” per far sparire il setup di configurazione Iniziale

Manuale (se non rilevato):

• Se la notifica non appare, vai in Impostazioni > Dispositivi e Servizi.
• Clicca su Aggiungi Integrazione in basso a destra.
• Cerca “ESPHome” e inserisci l’indirizzo IP del dispositivo (puoi trovarlo nella lista dei dispositivi del tuo router o nei log di ESPHome Web Tools).

Configurazione dell’Assistente Vocale:

Per far funzionare il microfono e l’altoparlante che abbiamo collegato, segui questi passaggi:

• Vai in Impostazioni > Assistenti vocali.
• Assicurati di aver configurato una Pipeline Assist
• Clicca sul tuo dispositivo appena aggiunto e verifica che nelle impostazioni sia selezionata la pipeline corretta.

• Seleziona una o due parole di attivazione tra quelle proposte:

Una volta completata la configurazione software, il tuo Voice Assistant è finalmente pronto per essere messo alla prova.
Non ti resta che testare il frutto del tuo lavoro!
Avvicinati al dispositivo e prova a pronunciare con chiarezza la parola di attivazione che hai scelto (la cosiddetta wake word).
Se tutto è stato collegato correttamente, noterai subito un feedback visivo: il LED cambierà colore e inizierà a lampeggiare, segnalandoti che l’ESP32 ti sta ascoltando ed è pronto a elaborare il tuo comando.
A quel punto, potrai fare la tua domanda o impartire un ordine per la tua domotica.
Grazie al protocollo I2S, l’audio verrà processato digitalmente e inviato all’amplificatore, che farà uscire la risposta direttamente dall’altoparlante.
È un momento magico: vedrai i componenti che hai assemblato trasformarsi in un vero e proprio assistente intelligente, capace di interagire con te in tempo reale.

6.Lista Sensori Satellite :

Sensori:

User Question (Domanda Utente):

• Cosa vedi: “come stai”.
• Significato: Questo è esattamente ciò che il microfono ha capito.
• Perché è utile: Se tu dici “Accendi la luce” ma qui leggi “Accendi la pace”, sai subito che il problema non è l’automazione, ma il microfono o il rumore ambientale.

AI response (Risposta AI):

• Cosa vedi: “Sto bene grazie! Come posso aiutarti oggi?”.
• Significato: Questo è il testo che l’Intelligenza Artificiale (OpenAI, Ollama o Assist) ha generato e che il satellite sta pronunciando.
• Perché è utile: Ti permette di leggere la risposta anche se il volume è basso o se non hai sentito bene.

Assist Satellite:

• Cos’è: È un sensore binario che indica se la “pipeline” vocale è attiva.
• Stato “Inattivo”: Il satellite è in stand-by, in attesa della parola magica.
• Stato “Attivo/In ascolto”: Diventa attivo nel momento esatto in cui dici “Hey Jarvis” o premi il bottone, e resta attivo finché non finisce di risponderti.

Configurazione:

Assistente / Assistente 2:

• Qui decidi chi deve risponderti. È impostato su “Locale”.
• Se hai creato diverse “Pipeline” in Home Assistant (es. una con ChatGPT, una con Ollama, una base), qui puoi scegliere quale usare. Se ne hai solo una, lascialo così.

LED Ring:

• È l’interruttore del feedback led.
• Attualmente è SPENTO (grigio). Se lo accendi, l’anello LED resterà acceso (di solito con un colore fisso o un effetto di stand-by) anche quando non ci parli. Utile se vuoi usarlo come lampada d’atmosfera, ma se vuoi che si accenda solo quando parli, tienilo spento come ora.

Restart:

• Cliccando su “Premi”, riavvii fisicamente il chip ESP32. Utile se il satellite si blocca o se il WiFi fa i capricci, senza dover staccare la spina.

Rilevamento vocale terminato:

Ecco la differenza tra le tre opzioni:

Rilassato (Relaxed):

• Il satellite aspetta più a lungo (più secondi di silenzio) prima di chiudere il microfono.
• Quando usarlo: Se ti capita che Jarvis ti interrompa mentre stai ancora pensando a cosa dire o se fai delle pause mentre parli. È l’opzione migliore se parli lentamente.

Aggressivo (Aggressive):

• Il satellite chiude il microfono quasi subito appena smetti di emettere suoni.
• Quando usarlo: Se vuoi che il sistema sia fulmineo e risponda all’istante.
  Attenzione però: se esiti un attimo (“Accendi la… ehm… cucina”), lui potrebbe tagliare la frase a metà e non capire.

Predefinito (Default):

• È la via di mezzo bilanciata impostata dai creatori del firmware.
  Di solito è la scelta migliore per la maggior parte delle persone.

Consiglio: Se vedi che Jarvis ti taglia spesso la parola, imposta su Rilassato.
Se invece ti sembra “lento” a capire che hai finito la frase, metti Aggressivo.

Wake sound:

• Attualmente è ACCESO (blu).
• Significa che quando dici la parola magica, il satellite farà un “BIP” per confermarti che ti ha sentito. Se ti dà fastidio, spegnilo da qui.

Wake word:

• Parola di attivazione per risvegliare il tuo satellite esempio: “ok Jarvis”

Wake word 2:

• Puoi impostare una seconda parola di attivazione (es. “Hey Mycroft”) per attivarlo con due nomi diversi.

Wake word sensitivity:

Ecco le differenze tra le tre opzioni:

Slightly sensitive (Poco sensibile):

• Il satellite si attiverà meno facilmente.
• Quando usarlo: Se hai la TV accesa o molta gente che parla e il satellite si attiva spesso a caso (falsi positivi).
  Con questa opzione, dovrai probabilmente scandire bene il nome o parlare un po’ più forte.

Moderately sensitive (Moderatamente sensibile):

• È la via di mezzo. Un buon compromesso tra reattività e precisione.

Very sensitive (Molto sensibile) – La tua impostazione attuale:

• Il satellite è in “massima allerta”.
• Pro: Ti sente anche se parli piano, borbotti o sei in un’altra stanza.
• Contro: Potrebbe attivarsi ogni tanto per sbaglio se sente suoni simili al suo nome.

Consiglio: Lascialo su Very sensitive finché non noti attivazioni casuali fastidiose.
Se inizia a svegliarsi da solo troppo spesso, abbassalo a “Moderately”.

Diagnostica:

Connected to:

• Ti dice il nome della rete WiFi (SSID) a cui è collegato.
• È utile per verificare che non si sia collegato per sbaglio a una rete secondaria o più lontana.

IP Address:

• Ti mostra l’indirizzo IP locale del dispositivo (192.168.1.228).
• Questo numero è fondamentale se devi fare debug di rete.

Wifi Signal %:

• Indica la potenza del segnale in percentuale.

Wifi Signal dB (Segnale WiFi in dBm):

• È la misura tecnica della potenza del segnale (-64 dBm).
• Più il numero è vicino a zero, meglio è (es. -50 è fortissimo, -90 è pessimo).

7.Conclusioni e Considerazioni Finali