جهاز صوتي على Pico W ومنصة تحكم

ما هو

جهاز Raspberry Pi Pico W موصول يدويًا على لوحة تجارب — شاشة TFT مقاس 4 بوصات، وميكروفون SPH0645 بواجهة I2S، وزر «اضغط وتكلم»، ومؤشر LED ملون، وجرس — يعمل كطرفية خفيفة: يلتقط الصوت ويبثه ويعرض الردود. أما الذكاء كله فيقيم في منصة تحكم FastAPI مستضافة ذاتيًا.

الجزء الذي عجزت عنه المكتبة الجاهزة

ترتيب أرجل SPH0645 جعل مستقبل I2S القياسي غير قابل للاستخدام في هذا البناء. الحل: برنامج PIO من ثماني تعليمات مكتوب يدويًا يولّد نبضات الساعة ويعاين خط البيانات، مع DMA يصب العينات في مخزن حلقي ثابت. يغادر الصوت الجهاز بصيغة PCM أحادية 16 كيلوهرتز عبر اتصال WebSocket واحد طويل العمر مؤمَّن بـ TLS — فالمصافحة تتم مرة واحدة عند الإقلاع، ويكون النص المكتوب نهائيًا لحظة ترك الزر لأن التعرف يتدفق أثناء الكلام. وفي الاستخدام الفعلي يصل الرد عادة خلال ثانيتين تقريبًا — رقم ملاحَظ لا قياس منضبط.

منصة التحكم

منشورة كمنتج مستقل: أي عميل يتحدث بروتوكول WebSocket من عشرين سطرًا هو جهاز. تتولى المنصة التزويد (رموز مصادقة تُعرض مرة واحدة فقط، مع تدوير وإلغاء)، والحضور، والتعرف المتدفق على الكلام، وحلقة نموذج لغوي بأدوات مقيدة بالصلاحيات (التكاملات معطلة حتى تُفعَّل صراحة)، وإعدادات وقت التشغيل مع إخفاء الأسرار، والسجلات، ولوحة إدارة. ومثال «الجهاز المحاكى» يعني أن النظام كله يعمل ويُتحقق منه دون أي عتاد.

التحقق

الخط الكامل — الإقلاع، الدخول، الإعدادات، تزويد الأجهزة، جولة صوتية كاملة عبر WebSocket، الإتاحة، تقييد الأدوات، السجلات — يعمل كاختبار تكامل واحد دون اتصال، مع محاكاة خدمتي التعرف والنموذج: لا مفاتيح ولا شبكة. ويؤكد الاختبار الخصائص الأمنية أيضًا (الأسرار لا تُعاد، رموز الأجهزة لا تُسرد، الأدوات المقيدة خاملة دون تفويض). و CI يشغّله مع كل دفعة. أما تحقق البرمجيات الثابتة فكان يدويًا بإجراءات موثقة لأخطر جزأين: مستقبل PIO و TLS.