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RSSフィード読上げ Emic2
2023.09.16

まずは上記タイトル画像をクリックして、YouTube動画を再生してみてください。

今回は、ニュースサイトのRSSフィードを読み込んで、ニュースのヘッドラインを読み上げます。

●テキストスピーチ モジュール(Emic2)

英文(+スペイン語)テキストを音声出力するモジュールです。
TTLレベルRS232C信号で、テキストを送るだけで簡単に英語でしゃべります。

【特長】
・英語とスペイン語の高品質な音声合成
・男性、女性、子ども等9種のボイススタイル
・ピッチ、話す速度、ワード強調の音声特性の動的制御ができます。
・日本語をローマ字で送ると、外国人的な日本語発音でしゃべります。
・アンプ内蔵でスピーカ(付属していません)に直結できます。

【主な仕様】
・電源:+5V 30mA(アイドリング時)
46~220mA(スピーカ出力時)
・通信速度 :9600bps
・動作温度範囲:-20℃~+70℃

こちらの商品は秋月電子通商から購入しました。すでに生産終了している商品ですが2023年9月時点(5980円)でもまだ在庫があります。市場では2万円以上の高値で販売しているショップもあります。


●Pinout


使い方はとても簡単で、Emic2とマイコンボードをシリアル接続します。

●Emic2コマンド
起動時、Emic2に改行コード("\n")を送信し、Emic2からコロン(":")が返信されるのを待ちます。 Emic2からコロン(":")が送信された状態がコマンド入力モードです。
各コマンドは、CR あるいは LF を終端コードとして送信します。
Sx Convert text-to-speech
x = message
1023 characters maximum)
Dx Play demonstration message:
x = 0: English Introduction
x = 1: Singing "Daisy Bell"
x = 2: Spanish Introduction
Nx Select voice:
x = 0: Perfect Paul (Paulo)
x = 1: Huge Harry (Francisco)
x = 2: Beautiful Betty
x = 3: Uppity Ursula
x = 4: Doctor Dennis (Enrique)
x = 5: Kit the Kid
x = 6: Frail Frank
x = 7: Rough Rita
x = 8: Whispering Wendy (Beatriz)
Vx Set audio volume(dB):
x = -48 to 18
Upon power-up, the default value is 0.
Wx Set speaking rate (words/minute):
x = 75(slowest) to 600(fastest).
Upon power-up, the default value is 200.
Lx Select language:
x = 0 (US English)
x = 1 (Castilian Spanish)
x = 2 (Latin Spanish)
Upon power-up, the default value is 0.
Px Select parser:
x = 0 (DECtalk)
x = 1 (Epson)
Upon power-up, the default value is 1.
R Revert to default text-to-speech settings
Reset the user-configurable text-to-speech settings to their default, power-up configuration:
Voice = 0 (Paul)
Volume = 0 dB
Rate = 200 words/minute
Language = 0 (US English)
Parser = 1 (Epson)
C Print current text-to-speech settings
Displays the current values to the user-configurable text-to-speech settings.
I Print version information
H Print list of available commands

●Adafruit QT Py ESP32-S2 WiFi Dev Board with STEMMA QT
このマイコンボードは、WiFi機能と2MBのPSRAMを実装しています。このボードからUART接続によりEmic2を制御します。
・ESP32-S2 240MHz
・4 MB Flash & 2 MB PSRAM
・2.4 GHz Wi-Fi (SoC)
・Two I2C ports
・Hardware UART
・Hardware SPI
・Hardware I2S on any pins
・3.3V regulator with 600mA peak output
Adafruit QT Py ESP32-S2

●Qt Py ESP32-S2 Pinout


●配線

左が Emic2、中央のスピーカの背後にあるアンプで音声を増幅しています。右は Adafruit QT Py ESP32-S2 です。

 SPEAKER 8Ω  -  Emic2  -  ESP32S2 
       GND  -  GND
       5V  -  3V
       SOUT  -  RX
       SIN  -  TX
 SPEAKER(ー)  -  SPー     
 SPEAKER(+)  -  SP+     

●開発環境
ソースコードのビルドには、PlatformIOを使用しています。
Arduino開発環境構築 PlatformIO

環境設定を行います。
$ mkdir -p ~/Emic2
$ cd ~/Emic2
$ pio init -b adafruit_qtpy_esp32s2
$ vi platformio.ini
[env:adafruit_qtpy_esp32s2]
platform = espressif32
board = adafruit_qtpy_esp32s2
framework = arduino
platform_packages = 
	framework-arduinoespressif32 @ https://github.com/espressif/arduino-esp32
build_flags = 
	-DBOARD_HAS_PSRAM
	-mfix-esp32-psram-cache-issue
upload_port = /dev/ttyACM0

●Emic2 gitHub

nlamprian/EMIC2
Emic2用ライブラリですが、使用していません。プログラム作成の参考にしている程度です。

●Emic2 動作確認用コード
void setup()
{
	Serial1.begin(9600);

	Serial1.print('\n');
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();

	// Set audio volume(dB)
	Serial1.print("V-10");
	Serial1.print("\n");
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();

	// Set speaking rate (words/minute)
	Serial1.print("W200");
	Serial1.print("\n");
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();

	// Select voice
	Serial1.print("N0");
	Serial1.print("\n");
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();

	Serial1.print("S");
	Serial1.print("Hello. My name is the Emic 2 Text-to-Speech module.");
	Serial1.print("\n");
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();
}

void loop() {}
Emic2 とのシリアル通信速度は 9600bps に設定します。
初期設定では、音量、読み上げ速度、声の種類を指定します。
テキストの読み上げにはSコマンドに続いて、テキストを送信します。

●BBC RSS
実際にBBC(英国放送協会)のRSSフィードを取得して読み上げます。

News feeds from the BBC

RSSの仕組みについては下記を参考にしてください。

XML Parser (ESP32/Arduino)

ニュースサイトのRSSフィードのXML階層構造は下記のようになっています。


この中の <description> タグで囲まれているヘッドライン情報を抽出して、Emic2 に流し込みます。

●BBC News feeds 抽出 & 読上げコード

認証情報ファイル datalink.h
#define SECRET_SSID "XXXXXXXXXXXX"
#define SECRET_PASS "XXXXXXXXXXXXX"

const char* bbc_co_uk_pem = \
"-----BEGIN CERTIFICATE-----\n" \
"MIIDXzCCAkegAwIBAgILBAAAAAABIVhTCKIwDQYJKoZIhvcNAQELBQAwTDEgMB4G" \
"A1UECxMXR2xvYmFsU2lnbiBSb290IENBIC0gUjMxEzARBgNVBAoTCkdsb2JhbFNp" \
"Z24xEzARBgNVBAMTCkdsb2JhbFNpZ24wHhcNMDkwMzE4MTAwMDAwWhcNMjkwMzE4" \
"MTAwMDAwWjBMMSAwHgYDVQQLExdHbG9iYWxTaWduIFJvb3QgQ0EgLSBSMzETMBEG" \
"A1UEChMKR2xvYmFsU2lnbjETMBEGA1UEAxMKR2xvYmFsU2lnbjCCASIwDQYJKoZI" \
"hvcNAQEBBQADggEPADCCAQoCggEBAMwldpB5BngiFvXAg7aEyiie/QV2EcWtiHL8" \
"RgJDx7KKnQRfJMsuS+FggkbhUqsMgUdwbN1k0ev1LKMPgj0MK66X17YUhhB5uzsT" \
"gHeMCOFJ0mpiLx9e+pZo34knlTifBtc+ycsmWQ1z3rDI6SYOgxXG71uL0gRgykmm" \
"KPZpO/bLyCiR5Z2KYVc3rHQU3HTgOu5yLy6c+9C7v/U9AOEGM+iCK65TpjoWc4zd" \
"QQ4gOsC0p6Hpsk+QLjJg6VfLuQSSaGjlOCZgdbKfd/+RFO+uIEn8rUAVSNECMWEZ" \
"XriX7613t2Saer9fwRPvm2L7DWzgVGkWqQPabumDk3F2xmmFghcCAwEAAaNCMEAw" \
"DgYDVR0PAQH/BAQDAgEGMA8GA1UdEwEB/wQFMAMBAf8wHQYDVR0OBBYEFI/wS3+o" \
"LkUkrk1Q+mOai97i3Ru8MA0GCSqGSIb3DQEBCwUAA4IBAQBLQNvAUKr+yAzv95ZU" \
"RUm7lgAJQayzE4aGKAczymvmdLm6AC2upArT9fHxD4q/c2dKg8dEe3jgr25sbwMp" \
"jjM5RcOO5LlXbKr8EpbsU8Yt5CRsuZRj+9xTaGdWPoO4zzUhw8lo/s7awlOqzJCK" \
"6fBdRoyV3XpYKBovHd7NADdBj+1EbddTKJd+82cEHhXXipa0095MJ6RMG3NzdvQX" \
"mcIfeg7jLQitChws/zyrVQ4PkX4268NXSb7hLi18YIvDQVETI53O9zJrlAGomecs" \
"Mx86OyXShkDOOyyGeMlhLxS67ttVb9+E7gUJTb0o2HLO02JQZR7rkpeDMdmztcpH" \
"WD9f" \
"-----END CERTIFICATE-----";

サンプルコード
#include <Wire.h>
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClientSecure.h>
#include <NunniMCAX.h>
#include <datalink.h>

#define SLAVE_ADDR 0x77

WiFiClient       http_client;
WiFiClientSecure https_client;

#define MAXLEN 256
static char m_characters[MAXLEN];
struct NunniMCAXContentHandler handler;
bool RootDetected = false;

typedef struct {
	char    domain[32];
	char    page[32];
	int     port;
} URL_INFO;

URL_INFO url;

#define XML_BUF_SIZE (32768)
typedef struct {
	long  length;
	long  pos;
	char  *buf;
} XML_BUF;

XML_BUF xml;

#define I2C_BUF_SIZE  (32)

void URLAnalyse(char *str)
{
	char *inpt, *outpt;

	if (strncmp(str,"http://",7)==0) {
		url.port =  80;
		inpt = str + 7;
	} else {
		url.port = 443;
		inpt = str + 8;
	}

	for (outpt = url.domain; (*inpt!='/')&&(*inpt!=(char)NULL); outpt++,inpt++) *outpt = *inpt;
	url.page[0] = *inpt; 
	*outpt = (char)NULL;

	for (outpt = &url.page[1],inpt++; *inpt!=(char)NULL; outpt++,inpt++) *outpt = *inpt;
	*outpt = (char)NULL;
}

void getRSS(const char *pem)
{
	char get_cmd[256];
	unsigned long timeout = millis();

	if (url.port == 443) {
		https_client.setCACert(pem);
		if (https_client.connect(url.domain, url.port)) {
			sprintf(get_cmd, "GET https://%s%s HTTP/1.1\r\nHost: %s\r\nUser-Agent: BuildFailureDetectorESP32\r\nConnection: close\r\n\r\n\0", url.domain, url.page, url.domain);
			https_client.print(get_cmd);
			https_client.flush();
			while(https_client.available() == 0){
				if(millis() - timeout > 5000){
					https_client.stop();
					return;
				}
			}
			xml.pos = 0;
			while (1) {
				if (https_client.available() ) {
					xml.buf[xml.pos] = https_client.read();
					xml.pos++;
				}
				if (!https_client.connected()) {
					xml.buf[xml.pos] = EOF;
					xml.length = xml.pos;
					xml.pos = -1;
					break;
				}
			}
		} else {
			return;
		}
	} else {
		if (http_client.connect(url.domain, url.port)) {
			http_client.write("GET /rss/topics/domestic.xml HTTP/1.1\r\n\r\n");
			http_client.flush();
			while(http_client.available() == 0){
				if(millis() - timeout > 5000){
					http_client.stop();
					return;
				}
			}
			xml.pos = 0;
			while (1) {
				if (http_client.available() ) {
					xml.buf[xml.pos] = http_client.read();
					xml.pos++;
				}
				if (!http_client.connected()) {
					xml.buf[xml.pos] = EOF;
					xml.length = xml.pos;
					xml.pos = -1;
					break;
				}
			}
		} else {
			return;
		}
	}

	// パーサーの呼び出し 
	NunniMCAXparse( &getcFunc, &handler );

	if (url.port == 443) {
		https_client.stop();
	} else {
		http_client.stop();
	}
	RootDetected = false;
	delay(5000);

	return;
}

// Ethernetからの1文字読み取るコールバック関数
// 最初の'<'(タグの開始)まで読み飛ばし
//  → HTTPサーバーレスポンス文字を読み飛ばす
int getcFunc()
{
	while(!RootDetected) {
		if (getChar() == '<') {
			RootDetected = true;
			return '<';
		}
	}
	return getChar();
}

int getChar()
{
	xml.pos++;
	return xml.buf[xml.pos];
}

/* SAXパーサーのイベントハンドラー */
int startDocument(void) 
{
	return 0;
}

int startElement( const char *tagname, struct NunniHashtable *args ) 
{
	const int size = NunniHashtableSize( args );
	char ** keys;
	int i, ret;
	const char *name, *value;
	keys = (char**)calloc( size, sizeof( char * ) );

	ret = NunniHashtableKeys( args, keys );
	for ( i = 0; i < size; ++i ) {
		name = keys[i];
		value = NunniHashtableGet( args, name );
	}
	memset( m_characters, 0, MAXLEN );
	free(keys);
	return 0;
}

int characters( char ch[], int start, int length ) 
{
	int i = strlen( m_characters );
	if ( i == MAXLEN ) return -1;
	strncat( m_characters, &(ch[start]), length );
	return 0;
}

int endElement( const char *tagname ) 
{
	int len;
	char *data = m_characters;
	while( isspace( *data ) ) {
		++data;
	}
	len = strlen( data );
	while( isspace( data[--len] ) ) data[len] = 0;
	if ( data != NULL && strncmp( data, "", 1 ) ) {
		if (strncmp(tagname,"description",11)==0) {
			Emic2_speech(data);
			delay(1000);
		}
	}
	memset( m_characters, 0, MAXLEN );
	return 0;
}

int endDocument(void) 
{
	return 0;
}

void Emic2_init()
{
	Serial1.print('\n');
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();

	// Set audio volume(dB)
	Serial1.print("V-10");
	Serial1.print("\n");
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();

	// Set speaking rate (words/minute)
	Serial1.print("W200");
	Serial1.print("\n");
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();

	// Select voice
	Serial1.print("N0");
	Serial1.print("\n");
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();
}

void Emic2_speech(char *text)
{
	Serial1.print("S");
	Serial1.print(text);
	Serial1.print("\n");
	while (Serial1.read() != ':');
	delay(10);
	Serial1.flush();
}

void setup()
{
	Wire.begin();
	Serial1.begin(9600);

	WiFi.begin(SECRET_SSID, SECRET_PASS);

	while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) delay(500);

	Emic2_init();

	// set up the paser handler functions
	handler.startDocument = startDocument;
	handler.startElement  = startElement;
	handler.characters    = characters;
	handler.endElement    = endElement;
	handler.endDocument   = endDocument;

	xml.buf = (char*)malloc(XML_BUF_SIZE);

	URLAnalyse("https://feeds.bbci.co.uk/news/world/rss.xml");
	getRSS(bbc_co_uk_pem);
}

void loop() {}
以前紹介した XML Parser では、RSSサイトから逐次読み込んで、構造解析を行っていましたが、 Adafruit QT Py ESP32S2 は 2MB の PSRAM を実装しているので、まずは一気にRSSフィードを読み込んで、メモリ上に保存しています。

●応用
マイコンボード起動時にNTPサーバから時刻情報を取得して、特定の時刻に各種RSSフィードを読み込み、読み上げることが可能です、
FOXNews.com RSS Feeds New York, US
News feeds from the BBC London, England, UK
The New York Times RSS Feed New York, US
Al Jazeera RSS Feed Qatar
E-International Relations RSS Feed UK
Washington Post RSS feeds Washington, US
France 24 RSS Feed Paris, Ile-de-France, France


読み上げと同時にヘッドラインテキストをモニターに表示するのもよいかもしれません。
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