라즈베리파이를 이용한 인공지능 스피커 만들기

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라즈베리파이를 이용한 인공지능 스피커 만들기

목원대학교 겸임교수

김영준

煎 마이크로소프트 수석연구원 헬로앱스 대표이사 Http://www.helloapps.co.kr [email protected]

Part 1

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강의 목차

1일차 - 라즈베리파이 개요

- 라즈베리파이 개발환경 설치

- 구글 클라우드 플랫폼 프로젝트 등록 - 구글 어시스턴트 SDK 설치

- 가상 비서 기능 구현 실습 - 파이썬 기초 명령어 실습 2일차 - 파이썬 명령어 실습

- 구글 어시스턴트 SDK 확장 실습 - 아두이노 IDE 설치

- 아두이노 기초 명령어

- 라즈베리파이 시리얼 통신 환경 설정 - 라즈베리파이 아두이노 통신

- 구글 어시스턴트를 통한 LED 제어 3일차 - 구글 어시스턴트 Trait 확장하기

- 조명 제어 장치 만들기 - 조명 밝기 조절하기

- 나만의 디바이스 액션 설계하기

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라즈베리파이 설치

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준비물

노트북 또는 PC

라즈베리파이 3 무선 공유기

또는 LAN 케이블

USB 키보드 USB 마우스 Micro SD

카드 Micro SD 리더기

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준비물2

LAN 케이블 (무선랜 사용시

불필요)

HDMI 케이블

전원 케이블

HDMI DVI 젠더

(모니터에 HDMI 포트 없는 경우 필요)

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설치하는 절차

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1) PC에서 라즈비안 OS 설치 파일 다운로드 2) Micro SD 카드에 복사

3) Micro SD 카드를 라즈베리파이에 장착 4) 라즈베리파이 부팅 및 설치 진행

5) 시스템 업데이트 6) 개발 환경 설정

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라즈베리파이 보드에 방열판 부착

큰 방열판 작은 방열판

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설치하기: 라즈비안 OS 파일 다운로드

• http://www.raspberrypi.org 사이트 접속

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설치하기: 라즈비안 OS 파일 다운로드

• NOOBS 클릭

NOOBS: New Out of the Box Software 9

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설치하기: 라즈비안 OS 파일 다운로드

• NOOBS Download ZIP 파일 선택

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설치하기: 라즈비안 OS 파일 다운로드

• NOOBS Download ZIP 파일을 임의의 디렉토리에 저장

11 NOOBS_v3_0_1.zip

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설치하기: 라즈비안 OS 파일 복사하기

• NOOBS Download ZIP 파일의 압축을 해제하기

12 NOOBS_v3_0_1.zip

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설치하기: 라즈비안 OS 파일 복사하기

• Micro SD 카드를 컴퓨터에 연결하기

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새로운 USB 드라이브 생성 확인

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설치하기: 라즈비안 OS 파일 복사하기

• 압축 해제된 전체 파일을 USB 디렉토리에 복사 (Micro SD 카드)

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설치하기: Micro SD 카드 장착하기

• Micro SD 카드를 라즈베리파이에 장착하기

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설치하기: 라즈베리파이 케이블 연결

• HDMI 케이블을 HDMI 포트에 연결한 후 모니터에 연결

• 키보드와 마우스를 USB 포트에 연결

• LAN 케이블을 LAN 포트에 연결

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HDMI

LAN 키보드 / 마우스

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설치하기: 라즈베리파이 케이블 연결

• 무선 환경이 없는 경우에는 LAN 케이블을 LAN 포트에 연결

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라즈베리 파이는 자동으로 IP가 할당되며, 공유기가 인터넷에 연결되어 있는 경우, 자동으로 인터넷에 연결됩니다.

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스피커와 미이크 연결

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스피커와 마이크 연결

• 실습용 스피커는 오디어 케이블과 USB 전원 케이블로 구성

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스피커

오디오잭케이블

전원공급USB 케이블

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스피커와 마이크 연결

• 남은 2개의 USB 포트중 아래쪽에는 스피커 USB 파워케이 블 연결

• 위쪽에는 마이크 USB 케이블 연결

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스피커와 마이크 연결

• 라즈베리파이의 스피커 단자에 스피커 잭 연결

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설치하기: 라즈베리파이 케이블 연결

• 라즈베리파이 보드에 전원 케이블을 연결하면 자동으로 부 팅됨

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라즈베리파이 OS 설치

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OS 설치

• 화면 하단의 언어 한국어로 선택

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무선 환경인 경우, WiFi 설정 가능

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무선 환경인 경우, WiFi 설정 가능

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OS 설치

• 첫번째 항목 선택후, Install 클릭

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OS 설치

• Yes 클릭

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OS 설치

• 설치 진행

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라즈베리파이 업데이트

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환경 설정 및 업데이트

• Next 버튼 클릭

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환경 설정 및 업데이트

• 나라 선택

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환경 설정 및 업데이트

• 비밀번호 설정

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환경 설정 및 업데이트

• 스크린 설정

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환경 설정 및 업데이트

• 네트워크 선택

유선인 경우, Skip 선택

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환경 설정 및 업데이트

• 업데이트 진행

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고정 IP 설정

자동 IP가 아니라 고정 IP를 사용할 경우 실행

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터미널 콘솔창 실행하기

LXTerminal 아이콘을 클릭하여 실행합니다.

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IP 설정 확인

• ifcondig 명령어 실행

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etho: 유선 이더넷 IP 정보 lo: 로컬 Loop Back IP 정보 wlan0: 무선 IP 정보

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고정 IP 설정

• 보조프로그램의 Text Editor 실행

• /etc/dhcpcd.conf 파일 오픈

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고정 IP 설정

• 파일 중간 쯤으로 이동하여 아래의 내용 주석 해제

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interface eth0

static ip_address=192.168.1.23/24 static routers=192.168.1.1

static domain_name_servers=168.126.63.1

IP address의 마지막 숫자는 SubnetMask를 비트로 표현한 숫자임

저장후, 라즈베리파이 재시작

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Subnet Mask 값 확인

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라즈베리파이 수동 업데이트

네트워크 연결이 되어 있지 않은 경우, 네트워크 연결후 수동으로 진행

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터미널 콘솔창 실행하기

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업데이트 실행

• LXTerminal 창에서 아래의 명령어를 입력합니다.

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sudo apt-get update

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업그레이드 실행

• LXTerminal 창에서 아래의 명령어를 입력합니다.

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sudo apt-get upgrade

Sudo apt-get update 및 upgrade 명령어 실행을 2번 정도 반복함

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한글 폰트 설치

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한글 폰트 설치

• LXTerminal 창에서 아래의 명령어를 입력합니다.

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sudo apt install fonts-unfonts-core

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한글 입력기 설치

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터미널 콘솔창 실행하기

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한글 입력기 (iBus) 실행

• LXTerminal 창에서 아래의 명령어를 입력합니다.

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sudo apt-get install ibus ibus-hangul

sudo) Super User DO

apt-get) Advanced Packaging Tool - Get

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한글 입력기 (iBus) 실행

• iBus 환경 설정 선택

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한글 입력기 (iBus) 실행

• 한영 변환키 설정

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원격접속 환경

구성하기

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라즈베리파이 환경 설정 메뉴 실행

Raspberry Pi Configuration 실행

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라즈베리파이 환경 설정 메뉴 실행

Interfaces 탭 선택 모든 항목을 Enable로 설정함

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재시작

• Shutdown 메뉴에서 Reboot 선택

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모니터 없이 원격으로 라즈베리파이 사용

• VNC Viewer를 통해 원격으로 화면 접속하여 사용

– 실제 화면을 동일하게 보면서 사용 가능

– 모니터나 키보드, 마우스 없이 원격으로 라즈베리파이 사용

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VNC Client 설치

• https://www.realvnc.com/raspberrypi/

59

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VNC Client 설치

• https://www.realvnc.com/raspberrypi/

60

원격접속 프로그램 다운로드

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VNC Client 설치

• 원격 접속 프로그램 실행

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VNC-Viewer-6.19.325-Windows

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VNC Client 실행

• 원격 접속 프로그램 실행

62

IP 주소 입력후 엔터키

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VNC Client 실행

• 원격 접속 프로그램 실행

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User name에 pi

password에 설정시 입력한 비밀번호 입력

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VNC Client 실행

• 원격으로 라즈베리파이 화면이 표시됨

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화면 해상도 크기 변경하기

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원격 화면의 크기 변경하기

Raspberry Pi Configuration 실행

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원격 화면의 크기 변경하기

• Set Resolution을 선택하여 자신에게 맞는 크기 선택

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VNC View 화면 캡쳐

(강의자료 생성시에만 필요한 기능임)

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VNC View 화면을 캡쳐하기 위한 설정

• 프로그램 상단 가운데 있는 팝업 메뉴에서 설정 메뉴 클릭

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VNC View 화면을 캡쳐하기 위한 설정

• 체크 박스 해제

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스피커와 마이크 설정

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스피커와 마이크 설정

• 기본설정 -> Audio Device Settings 실행

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스피커와 마이크 설정

• Sound card 항목 선택

^{스피커 마이크}

위와 같이 2개 항목이 보이면 정상적으로 스피커와 마우스가

연결된 것임

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스피커 설정

• 스피커 설정

_{스피커 선택}

Select Controls 선택

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스피커 설정

• 스피커 설정

_{PCM 체크}

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스피커 설정

• 스피커 항목이 표시됨. 볼륨 올릴 것

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마이크 설정

• 마이크 설정

_{마이크 선택}

Select Controls 선택

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마이크 설정

• Microphone 체크

Auto Gain Control을 체크하지 말 것

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마이크 설정

• 마이크 볼륨 올릴 것

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스피커 작동 테스트

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유튜브 연결후 실행 테스트

• 웹브라우저 실행후 유튜브 연결, 사운드 재생 테스트

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소리가 나지 않을 경우

• 아래의 명령어 실행

sudo amixer cset numid=3 1

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마이크 작동 테스트

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터미널 실행

• 아래의 명령어 실행

cd Music

arecord -D plughw:1,0 -d 10 mictest.wav

10초간 녹음후 종료시키는 명령어

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파일 탐색기 실행

• 탐색기 실행후, Music 폴더로 이동

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녹음 파일 재생

• mictest.wav 파일 마우스로 더블 클릭하여 실행

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