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マイクとスピーカーの設定 - Raspberry Pi

このレッスンでは、Raspberry Piにマイクとスピーカーを追加します。

ハードウェア

Raspberry Piにはマイクが必要です。

Piには内蔵マイクがないため、外付けマイクを追加する必要があります。以下の方法で接続できます：

USBマイク
USBヘッドセット
USB一体型スピーカーフォン
USBオーディオアダプターと3.5mmジャック付きマイク
ReSpeaker 2-Mics Pi HAT

💁 BluetoothマイクはすべてのRaspberry Piでサポートされているわけではありません。そのため、Bluetoothマイクやヘッドセットを使用する場合、ペアリングや音声の取得に問題が発生する可能性があります。

Raspberry Piには3.5mmヘッドフォンジャックが付属しています。これを使用してヘッドフォン、ヘッドセット、またはスピーカーを接続できます。また、以下の方法でスピーカーを追加することもできます：

HDMIオーディオ（モニターやテレビを通じて）
USBスピーカー
USBヘッドセット
USB一体型スピーカーフォン
ReSpeaker 2-Mics Pi HATにスピーカーを接続（3.5mmジャックまたはJSTポートを使用）

マイクとスピーカーの接続と設定

マイクとスピーカーを接続し、設定する必要があります。

タスク - マイクの接続と設定

適切な方法でマイクを接続します。例えば、USBポートの1つを使用して接続します。
ReSpeaker 2-Mics Pi HATを使用する場合、Groveベースハットを取り外し、代わりにReSpeakerハットを取り付けます。

このレッスンの後半でGroveボタンが必要になりますが、このハットにはボタンが内蔵されているため、Groveベースハットは不要です。

ハットを取り付けたら、ドライバーをインストールする必要があります。ドライバーのインストール手順については、Seeedのスタートガイドを参照してください。
⚠️ 手順ではgitを使用してリポジトリをクローンします。Piにgitがインストールされていない場合は、以下のコマンドを実行してインストールできます：
```
sudo apt install git --yes
```
Pi上のターミナル、またはVS Codeを使用したリモートSSHセッションで以下のコマンドを実行し、接続されているマイクの情報を確認します：
```
arecord -l
```
接続されているマイクのリストが表示されます。以下のような出力が得られるでしょう：
```
pi@raspberrypi:~ $ arecord -l
**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 1: M0 [eMeet M0], device 0: USB Audio [USB Audio]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
```
マイクが1つしか接続されていない場合、エントリは1つだけ表示されます。Linuxでのマイクの設定は複雑な場合があるため、1つのマイクのみを使用し、他のマイクは取り外すのが最も簡単です。

カード番号をメモしておいてください。この番号は後で必要になります。上記の出力ではカード番号は1です。

タスク - スピーカーの接続と設定

適切な方法でスピーカーを接続します。
Pi上のターミナル、またはVS Codeを使用したリモートSSHセッションで以下のコマンドを実行し、接続されているスピーカーの情報を確認します：
```
aplay -l
```
接続されているスピーカーのリストが表示されます。以下のような出力が得られるでしょう：
```
pi@raspberrypi:~ $ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: Headphones [bcm2835 Headphones], device 0: bcm2835 Headphones [bcm2835 Headphones]
  Subdevices: 8/8
  Subdevice #0: subdevice #0
  Subdevice #1: subdevice #1
  Subdevice #2: subdevice #2
  Subdevice #3: subdevice #3
  Subdevice #4: subdevice #4
  Subdevice #5: subdevice #5
  Subdevice #6: subdevice #6
  Subdevice #7: subdevice #7
card 1: M0 [eMeet M0], device 0: USB Audio [USB Audio]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
```
card 0: Headphonesは常に表示されます。これは内蔵ヘッドフォンジャックです。USBスピーカーなどの追加スピーカーを接続している場合、それもリストに表示されます。
内蔵ヘッドフォンジャックに接続されたスピーカーやヘッドフォンではなく、追加スピーカーを使用する場合は、それをデフォルトとして設定する必要があります。以下のコマンドを実行してください：
```
sudo nano /usr/share/alsa/alsa.conf
```
このコマンドを実行すると、nanoというターミナルベースのテキストエディタで設定ファイルが開きます。キーボードの矢印キーを使用して以下の行を探します：
```
defaults.pcm.card 0
```
値を0から、aplay -lコマンドの出力で確認した使用したいカード番号に変更します。例えば、上記の出力では、card 1: M0 [eMeet M0], device 0: USB Audio [USB Audio]という2番目のサウンドカードがあり、カード番号は1です。このカードを使用するには、以下のように行を更新します：
```
defaults.pcm.card 1
```
適切なカード番号に設定してください。矢印キーを使用して番号の位置に移動し、通常のテキスト編集のように削除して新しい番号を入力します。
Ctrl+xを押して変更を保存し、ファイルを閉じます。yを押してファイルを保存し、returnを押してファイル名を選択します。

タスク - マイクとスピーカーのテスト

以下のコマンドを実行して、マイクを使用して5秒間音声を録音します：
```
arecord --format=S16_LE --duration=5 --rate=16000 --file-type=wav out.wav
```
このコマンドが実行されている間、マイクに向かって音を出してください。話す、歌う、ビートボックスする、楽器を演奏するなど、自由に行ってください。
5秒後、録音が停止します。以下のコマンドを実行して音声を再生します：
```
aplay --format=S16_LE --rate=16000 out.wav
```
スピーカーを通じて音声が再生されます。必要に応じてスピーカーの出力音量を調整してください。
内蔵マイクポートの音量を調整したり、マイクのゲインを調整する必要がある場合は、alsamixerユーティリティを使用できます。このユーティリティについては、Linux alsamixer manページで詳しく読むことができます。
音声の再生時にエラーが発生した場合、alsa.confファイルで設定したdefaults.pcm.cardのカード番号を確認してください。

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