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CO_OP_TRANSLATOR_METADATA:
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{
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"original_hash": "0ac0afcfb40cb5970ef4cb74f01c32e9",
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"language_code": "pt"
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}
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# Capturar áudio - Raspberry Pi
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Nesta parte da lição, vais escrever código para capturar áudio no teu Raspberry Pi. A captura de áudio será controlada por um botão.
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## Hardware
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O Raspberry Pi precisa de um botão para controlar a captura de áudio.
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O botão que vais usar é um botão Grove. Este é um sensor digital que liga ou desliga um sinal. Estes botões podem ser configurados para enviar um sinal alto quando o botão é pressionado, e baixo quando não é, ou baixo quando pressionado e alto quando não é.
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Se estiveres a usar um ReSpeaker 2-Mics Pi HAT como microfone, não é necessário conectar um botão, pois este HAT já tem um botão integrado. Podes passar para a próxima secção.
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### Conectar o botão
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O botão pode ser conectado ao Grove Base Hat.
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#### Tarefa - conectar o botão
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1. Insere uma extremidade de um cabo Grove na entrada do módulo do botão. Só encaixará de uma forma.
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1. Com o Raspberry Pi desligado, conecta a outra extremidade do cabo Grove à entrada digital marcada como **D5** no Grove Base Hat conectado ao Pi. Esta entrada é a segunda da esquerda, na fila de entradas ao lado dos pinos GPIO.
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## Capturar áudio
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Podes capturar áudio do microfone usando código em Python.
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### Tarefa - capturar áudio
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1. Liga o Pi e espera que ele inicie.
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1. Abre o VS Code, diretamente no Pi ou conecta-te através da extensão Remote SSH.
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1. O pacote PyAudio Pip tem funções para gravar e reproduzir áudio. Este pacote depende de algumas bibliotecas de áudio que precisam de ser instaladas primeiro. Executa os seguintes comandos no terminal para instalá-las:
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```sh
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sudo apt update
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sudo apt install libportaudio0 libportaudio2 libportaudiocpp0 portaudio19-dev libasound2-plugins --yes
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```
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1. Instala o pacote PyAudio Pip.
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```sh
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pip3 install pyaudio
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```
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1. Cria uma nova pasta chamada `smart-timer` e adiciona um ficheiro chamado `app.py` a esta pasta.
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1. Adiciona as seguintes importações ao topo deste ficheiro:
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```python
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import io
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import pyaudio
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import time
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import wave
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from grove.factory import Factory
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```
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Isto importa o módulo `pyaudio`, alguns módulos padrão do Python para lidar com ficheiros WAV, e o módulo `grove.factory` para importar uma `Factory` que cria uma classe de botão.
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1. Abaixo disso, adiciona código para criar um botão Grove.
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Se estiveres a usar o ReSpeaker 2-Mics Pi HAT, usa o seguinte código:
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```python
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# The button on the ReSpeaker 2-Mics Pi HAT
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button = Factory.getButton("GPIO-LOW", 17)
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```
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Isto cria um botão na porta **D17**, a porta à qual o botão no ReSpeaker 2-Mics Pi HAT está conectado. Este botão está configurado para enviar um sinal baixo quando pressionado.
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Se não estiveres a usar o ReSpeaker 2-Mics Pi HAT e estiveres a usar um botão Grove conectado ao Base Hat, usa este código:
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```python
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button = Factory.getButton("GPIO-HIGH", 5)
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```
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Isto cria um botão na porta **D5**, configurado para enviar um sinal alto quando pressionado.
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1. Abaixo disso, cria uma instância da classe PyAudio para lidar com áudio:
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```python
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audio = pyaudio.PyAudio()
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```
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1. Declara o número da placa de hardware para o microfone e altifalante. Este será o número da placa que encontraste ao executar `arecord -l` e `aplay -l` anteriormente nesta lição.
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```python
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microphone_card_number = <microphone card number>
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speaker_card_number = <speaker card number>
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```
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Substitui `<microphone card number>` pelo número da placa do teu microfone.
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Substitui `<speaker card number>` pelo número da placa do teu altifalante, o mesmo número que configuraste no ficheiro `alsa.conf`.
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1. Abaixo disso, declara a taxa de amostragem a usar para a captura e reprodução de áudio. Poderás precisar de alterar isto dependendo do hardware que estás a usar.
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```python
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rate = 48000 #48KHz
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```
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Se obtiveres erros de taxa de amostragem ao executar este código mais tarde, altera este valor para `44100` ou `16000`. Quanto maior o valor, melhor a qualidade do som.
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1. Abaixo disso, cria uma nova função chamada `capture_audio`. Esta será chamada para capturar áudio do microfone:
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```python
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def capture_audio():
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```
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1. Dentro desta função, adiciona o seguinte para capturar o áudio:
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```python
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stream = audio.open(format = pyaudio.paInt16,
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rate = rate,
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channels = 1,
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input_device_index = microphone_card_number,
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input = True,
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frames_per_buffer = 4096)
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frames = []
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while button.is_pressed():
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frames.append(stream.read(4096))
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stream.stop_stream()
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stream.close()
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```
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Este código abre um fluxo de entrada de áudio usando o objeto PyAudio. Este fluxo capturará áudio do microfone a 16KHz, capturando-o em buffers de 4096 bytes.
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O código então entra num loop enquanto o botão Grove está pressionado, lendo estes buffers de 4096 bytes para um array a cada vez.
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> 💁 Podes ler mais sobre as opções passadas ao método `open` na [documentação do PyAudio](https://people.csail.mit.edu/hubert/pyaudio/docs/).
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Quando o botão é solto, o fluxo é parado e fechado.
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1. Adiciona o seguinte ao final desta função:
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```python
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wav_buffer = io.BytesIO()
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with wave.open(wav_buffer, 'wb') as wavefile:
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wavefile.setnchannels(1)
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wavefile.setsampwidth(audio.get_sample_size(pyaudio.paInt16))
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wavefile.setframerate(rate)
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wavefile.writeframes(b''.join(frames))
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wav_buffer.seek(0)
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return wav_buffer
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```
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Este código cria um buffer binário e escreve todo o áudio capturado nele como um [ficheiro WAV](https://wikipedia.org/wiki/WAV). Este é um formato padrão para escrever áudio não comprimido num ficheiro. Este buffer é então retornado.
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1. Adiciona a seguinte função `play_audio` para reproduzir o buffer de áudio:
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```python
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def play_audio(buffer):
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stream = audio.open(format = pyaudio.paInt16,
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rate = rate,
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channels = 1,
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output_device_index = speaker_card_number,
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output = True)
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with wave.open(buffer, 'rb') as wf:
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data = wf.readframes(4096)
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while len(data) > 0:
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stream.write(data)
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data = wf.readframes(4096)
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stream.close()
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```
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Esta função abre outro fluxo de áudio, desta vez para saída - para reproduzir o áudio. Usa as mesmas configurações do fluxo de entrada. O buffer é então aberto como um ficheiro WAV e escrito no fluxo de saída em blocos de 4096 bytes, reproduzindo o áudio. O fluxo é então fechado.
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1. Adiciona o seguinte código abaixo da função `capture_audio` para entrar num loop até que o botão seja pressionado. Quando o botão é pressionado, o áudio é capturado e depois reproduzido.
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```python
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while True:
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while not button.is_pressed():
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time.sleep(.1)
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buffer = capture_audio()
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play_audio(buffer)
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```
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1. Executa o código. Pressiona o botão e fala no microfone. Solta o botão quando terminares e ouvirás a gravação.
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Poderás ver alguns erros ALSA quando a instância PyAudio é criada. Isto deve-se à configuração no Pi para dispositivos de áudio que não tens. Podes ignorar estes erros.
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```output
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pi@raspberrypi:~/smart-timer $ python3 app.py
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ALSA lib pcm.c:2565:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM cards.pcm.front
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ALSA lib pcm.c:2565:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM cards.pcm.rear
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ALSA lib pcm.c:2565:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM cards.pcm.center_lfe
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ALSA lib pcm.c:2565:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM cards.pcm.side
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```
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Se obtiveres o seguinte erro:
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```output
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OSError: [Errno -9997] Invalid sample rate
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então altera o `rate` para 44100 ou 16000.
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> 💁 Podes encontrar este código na pasta [code-record/pi](../../../../../6-consumer/lessons/1-speech-recognition/code-record/pi).
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😀 O teu programa de gravação de áudio foi um sucesso!
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**Aviso Legal**:
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