كيفية توصيل الميكروفونات وتسجيل الصوت باستخدام Raspberry Pi

يمكنك إعداد ميكروفون باستخدام Raspberry Pi بخطوات بسيطة. يستخدم معظم المستخدمين ميكروفونات USB، أو بطاقات صوت خارجية، أو أجهزة Bluetooth. حتى أن البعض يوصل ميكروفونات MEMS I2S مباشرةً بدبابيس GPIO، مثل استخدام مصدر طاقة 3.3 فولت، والأرضي، والدبابيس 18 و19 و20 للساعة والبيانات. ضبط مستوى صوت الميكروفون ضروري لتسجيل صوت Raspberry Pi بوضوح. ما عليك سوى اتباع التوصيلات الصحيحة، وستحصل على نتائج رائعة.

توصيل الميكروفون

هناك طرق مختلفة لتوصيل الميكروفون بجهاز Raspberry Pi. لكل طريقة خطواتها ومزاياها. لنلقِ نظرة على الخيارات الأكثر شيوعًا لاختيار ما يناسبك.

ميكروفون أوسب

يستخدم الكثيرون ميكروفون USB أولاً لبساطته. قم بتوصيله بمنفذ USB. عادةً ما يجده Raspberry Pi مباشرةً. لا تحتاج إلى برامج تشغيل أو محولات إضافية. إذا كنت ترغب في الإعداد السريع، فإن ميكروفونات USB هي الأفضل. يدعم Raspberry Pi Pico وضع المضيف/الجهاز USB 1.1. كما أنه مزود بمحول تناظري رقمي مدمج لإدخال الصوت. إليك كيفية توصيل ميكروفون PDM بجهاز Raspberry Pi Pi:

ميكروفون PDM	رازبيري بي بيكو
3V	3V3
GND	GND
SEL	GND
DAT	GPIO2
CLK	GPIO3

يمكنك استخدام ميكروفونات USB للمحادثات الصوتية، أو البودكاست، أو تسجيل الصوت بسهولة. تعمل بكفاءة عالية ولا تُسبب أي مشاكل.

كارت صوت خارجي

إذا كنت تريد صوتًا أفضل، استخدم بطاقة صوت خارجيةتُوصَل هذه البطاقات بمنفذ USB، مما يمنحك تحكمًا أكبر في الصوت. بعضها، مثل بطاقة الصوت Wolfson، يُوفر صوتًا عالي الدقة. لا تتوافق جميع بطاقات الصوت مع جميع أجهزة Raspberry Pi أو أي نظام آخر. على سبيل المثال:

وصف المشكلة	الجهاز	الخطأ الملاحظ
لا يوجد صوت عبر USB Audio S/PDIF	التوت بي 4	لا يمكن لوحدة التحكم USB إعداد المعلمات المطلوبة؛ يتم الرجوع إلى جهاز الصوت HDMI

يجب عليك التأكد من أن بطاقة الصوت لديك تعمل قبل استخدامها.

ميكروفون بلوتوث

يتيح لك ميكروفون البلوتوث الاتصال دون أسلاك. هذا مفيد إذا كنت ترغب في تقليل الفوضى على مكتبك. لكن قد يتأخر وصول الميكروفونات من 3 إلى 4 ثوانٍ، مما قد يجعل الصوت غير متوافق مع الفيديو. كما قد تكون جودة الصوت أقل لأن البلوتوث محدود.

المزايا والعيوب

فيما يلي مخطط سريع لمساعدتك في اختيار اتصال الميكروفون:

نوع الاتصال	وصف جودة الصوت
ميكروفون أوسب	سهل الاستخدام وفعال. مناسب لمعظم الاستخدامات. ليس دائمًا الأفضل صوتًا، ولكنه سهل الاستخدام.
كارت صوت خارجي	الأفضل لجودة صوت عالية. قد يتطلب المزيد من الإعداد والتحقق من عمله.
ميكروفون بلوتوث	بدون أسلاك، وسهل النقل. قد يحدث تأخير وانخفاض في الصوت بسبب القيود.

نصيحة: للتسجيل الأساسي، ميكروفونات USB هي الأسهل. للاستماع إلى الموسيقى أو صوت نقي، جرّب بطاقة صوت خارجية. إذا كنت تفضل الاتصال اللاسلكي، فالبلوتوث مناسب، ولكن قد يكون هناك بعض التأخير.

إعداد الميكروفون

التوصيل والكشف

ابدأ بتوصيل الميكروفون بجهاز Raspberry Pi. إذا كنت تستخدم ميكروفون USB أو بطاقة صوت خارجية، فما عليك سوى توصيله بمنفذ USB. بالنسبة لميكروفونات البلوتوث، قم بإقران الجهاز باستخدام إعدادات البلوتوث على جهاز Pi.

لتحقق مما إذا كان جهاز Raspberry Pi الخاص بك يرى الميكروفون، افتح المحطة واكتب:

lsusb -t

يعرض هذا الأمر جميع أجهزة USB. إذا كان الميكروفون متصلاً، فسترى خطًا به Class=Audio, Driver=snd-usb-audioهذا يعني أن جهاز Pi يتعرف على الميكروفون. إذا كنت ترغب في تطوير شيء أكثر تقدمًا، يمكنك استخدام مكتبات Python للكشف عن مدخلات الصوت من الميكروفونات. هذا مفيد للمشاريع التي تتطلب التحقق من الميكروفونات تلقائيًا.

؟؟؟؟ تلميح: احرص دائمًا على توصيل الميكروفون قبل بدء التسجيل. هذا يُساعد Raspberry Pi على العثور على الجهاز فورًا.

تحقق من الاتصال

تأكد دائمًا من أن جهاز Raspberry Pi قادر على استخدام الميكروفون، وليس مجرد رؤيته. إليك بعض الأوامر المفيدة لهذا الغرض. جرّب هذه الأوامر في جهازك الطرفي:

أمر	الوصف
سجل -l	يعرض جميع أجهزة التسجيل المتاحة
تشغيل -l	يعرض جميع أجهزة التشغيل المتاحة

النوع arecord -l لمعرفة ما إذا كان الميكروفون يظهر كجهاز تسجيل. إذا رأيت جهازك مدرجًا، فأنت جاهز لتسجيل الصوت. إذا كنت تستخدم aplay -lيمكنك أيضًا التحقق من أجهزة التشغيل الخاصة بك.

فحص الجهاز

أحيانًا لا تسير الأمور على الفور. إليك بعض الخطوات السريعة لإصلاح المشاكل الشائعة:

• تأكد من توصيل الميكروفون بالكامل.

• حاول استخدام منفذ USB مختلف إذا لم يتمكن جهاز Pi الخاص بك من اكتشاف الميكروفون.

• أعد تشغيل Raspberry Pi بعد توصيل جهاز جديد.

• بالنسبة للبلوتوث، تحقق من إقران الجهاز وتوصيله في قائمة البلوتوث.

• إذا لم يظهر الميكروفون الخاص بك بعد، قم بتشغيل lsusb -t مرة أخرى لمعرفة ما إذا كان Pi يكتشف ذلك.

• استعمل arecord -l للتأكد من إدراج الميكروفون الخاص بك في القائمة.

🔍 ملاحظة: إذا استمرت المشكلة، فحاول استخدام ميكروفون أو كابل آخر. أحيانًا تكون المشكلة في الجهاز نفسه، وليس في جهاز Raspberry Pi.

بهذه الخطوات، يمكنك إعداد الميكروفون وفحصه على Raspberry Pi. بمجرد ظهور جهازك في القائمة، ستكون جاهزًا لتسجيل الصوت!

تسجيل صوتي

لقد جهزت الميكروفون. الآن، لنرَ كيف يمكنك... سجل الصوت على جهاز Raspberry Pi. يمكنك استخدام سطح المكتب أو سطر الأوامر. كلتا الطريقتين تعملان بكفاءة، لذا يمكنك اختيار الأسهل.

التسجيل المكتبي

إذا كنت تفضل استخدام الماوس ونظام ويندوز، يمكنك تسجيل الصوت من سطح المكتب. يأتي نظام Raspberry Pi OS مزودًا بأدوات بسيطة. يمكنك استخدام تطبيق مسجل الصوت المدمج. إليك الطريقة:

1. افتح القائمة الرئيسية وابحث عن "مسجل الصوت".

2. قم بتوصيل الميكروفون الخاص بك وتأكد من اكتشافه.

3. انقر على زر التسجيل الأحمر للبدء. تكلم أو أصدر صوتك.

4. انقر فوق "إيقاف" عند الانتهاء.

5. احفظ ملفك. يحفظ التطبيق ملفك الصوتي كملف wav افتراضيًا.

يمكنك تشغيل تسجيلك فورًا. إذا كنت ترغب في تسجيل صوت لبودكاست أو مشروع مدرسي، فهذه الطريقة سريعة. لا تحتاج إلى كتابة أي أوامر. ما عليك سوى النقر والتسجيل.

؟؟؟؟ تلميح: تأكد دائمًا من مستوى صوت الميكروفون قبل تسجيل الصوت من سطح المكتب. هذا يساعدك على تجنب الصوت المنخفض أو المشوش.

تسجيل سطر الأوامر

يُفضّل بعض الأشخاص استخدام الطرفية. يُمكنك تسجيل الصوت من سطر الأوامر باستخدام أداة تُسمى arecord. هذه الأداة جزء من ALSA، المُرفقة بنظام Raspberry Pi OS. يُمكنك استخدامها لتسجيل الصوت بطرق مُختلفة.

فيما يلي أمر أساسي لتسجيل الصوت وحفظه كملف wav:

arecord -D plughw:1,0 -f cd -t wav -d 10 test.wav

دعونا نوضح ما يفعله هذا:

• -D plughw:1,0 يُخبر arecord بالجهاز الذي يجب استخدامه. قد تحتاج إلى تغيير الأرقام إذا كان الميكروفون متصلاً بجهاز آخر.

• -f cd تعيين الجودة إلى مستوى القرص المضغوط.

• -t wav يحفظ الملف بصيغة wav.

• -d 10 تسجيلات لمدة 10 ثواني.

• test.wav هو اسم ملف الصوت الخاص بك.

يمكنك تغيير الوقت أو اسم الملف كما يحلو لك. إذا كنت ترغب في تسجيل صوت لفترة أطول، فما عليك سوى تعيين رقم أكبر بعد -d.

يمكنك أيضًا استخدام بايثون مع PyAudio لتسجيل صوتي أكثر تطورًا. يتيح لك هذا معالجة الصوت آنيًا أو حتى تصنيفه. لإعداده، ثبّت PyAudio مع:

sudo apt-get install python-pyaudio python3-pyaudio portaudio19-dev
pip install pyaudio

يمكنك بعد ذلك تشغيل البرنامج النصي مثل هذا:

python run_classifier.py --featurizer compiled_featurizer/mfcc --classifier compiled_classifier/model --categories categories.txt --wav_file audio --sample_rate 16000 --auto_scale

تعتبر هذه الطريقة رائعة إذا كنت تريد تسجيل الصوت والقيام بالمزيد من الأشياء به، مثل إنشاء مساعد ذكي أو جهاز كشف الصوت.

⚠️ ملاحظة: قد تواجه أحيانًا مشاكل عند تسجيل الصوت من سطر الأوامر. من المشاكل الشائعة كثرة أجهزة USB، أو الاستخدام المفرط لوحدة المعالجة المركزية (CPU)، أو مشاكل في مصدر الطاقة. إذا كان تسجيل الصوت سيئًا، فتحقق من مصدر الطاقة وحاول فصل أجهزة USB الأخرى.

حفظ الملفات والبحث عنها

بعد تسجيل الصوت، يجب أن تعرف أين تذهب ملفاتك. عادةً ما يحفظ تطبيق مسجل الصوت ملفات wav في المجلد الرئيسي أو مجلد الموسيقى. إذا كنت تستخدم arecord، فسيتم حفظ ملف wav في المجلد الذي نفّذت فيه الأمر.

فيما يلي جدول سريع لإظهار تنسيقات الملفات التي تعمل بشكل أفضل مع arecord:

تنسيق الملف	التوافق مع arecord
WAV	عائلات
MP3	غير معتمد
OGG	غير معتمد
FLAC	غير معتمد

استخدم دائمًا ملفات wav لتحقيق أفضل توافق. تعمل هذه الملفات مع معظم أجهزة Raspberry Pi. أدوات تسجيل الصوت.

إذا كنت تُسجّل الصوت بكثرة، فقد تكبر ملفاتك. أنت بحاجة إلى مساحة تخزين جيدة. إليك بعض الخيارات:

• بطاقات microSD مناسبة لنظام التشغيل وملفات الصوت الصغيرة. اختر بطاقة بسعة 8 جيجابايت على الأقل، ولكن يُفضل استخدام بطاقة بسعة 32 جيجابايت إذا كنت تُسجل الصوت باستمرار.

• محركات أقراص USB سهلة الاستخدام لتوفير مساحة إضافية. إذا كان جهاز Raspberry Pi مزودًا بمنفذ USB 3.0، فستحصل على سرعات أعلى. يمكنك أيضًا استخدام محرك أقراص ثابت خارجي، ولكن تأكد من تزويده بمصدر طاقة خاص به.

🗂️ تلميح: نظّم ملفات wav في مجلدات حسب التاريخ أو المشروع. هذا يُسهّل عليك العثور على تسجيلك الصوتي لاحقًا.

أنت الآن تعرف كيفية تسجيل الصوت على جهاز Raspberry Pi. يمكنك استخدام سطح المكتب أو سطر الأوامر. يمكنك حفظ ملفات wav وتنظيمها. جرّب الطريقتين، وحدد أيهما يناسبك أكثر!

إعدادات Alsamixer

قد يبدو ضبط صوت الميكروفون على Raspberry Pi أمرًا صعبًا، لكن أدوات alsa تُسهّل الأمر كثيرًا. يمكنك استخدام alsamixer للتحكم في مستوى صوت الميكروفون، وتعزيز تضخيمه، والتأكد من وضوح تسجيلاتك في كل ملف wav تُنشئه.

افتح السامكسر

لديك طريقتان رئيسيتان لفتح alsamixer. إذا كنت تستخدم سطح مكتب Raspberry Pi، فابحث عن أيقونة الصوت في الزاوية العلوية اليمنى. يتيح لك هذا إدارة إعدادات الصوت ببضع نقرات فقط. إذا كنت تفضل استخدام الطرفية، فافتحها واكتب:

sudo alsamixer

يُظهر هذا الأمر شاشة ملونة تُمكّنك من التحكم بجميع أجهزة صوت alsa لديك. قد تظهر أحيانًا رسائل خطأ مثل alsa-lib main.c:1541:(snd_use_case_mgr_open) error: failed to import hw:0 use case configuration -2إذا حدث هذا، فتأكد من توصيل الميكروفون واكتشافه.

تبديل الأجهزة

يعرض لك Alsamixer العديد من الأجهزة. قد يظهر لك ميكروفون USB، أو بطاقة صوت خارجية، أو حتى صوت بلوتوث. استخدم مفتاح F6 للتبديل بين الأجهزة. اختر الجهاز الذي تريد ضبطه. إذا لم يظهر الميكروفون، فحاول توصيله مرة أخرى أو إعادة تشغيل Raspberry Pi. قد تظهر أحيانًا أخطاء مثل arecord: pcm_read:2221: read error: Input/output error. وهذا يعني عادةً أن الجهاز غير جاهز أو غير متصل.

ضبط مستوى الصوت

بمجرد اختيار جهازك، استخدم مفاتيح الأسهم اليمنى واليسرى للتنقل بين عناصر التحكم. يُغيّر السهمان العلوي والسفلي مستوى الصوت. ابحث عن مدخل الميكروفون وارفعه أو اخفضه حسب الحاجة. إذا كانت تسجيلاتك منخفضة جدًا أو عالية جدًا في ملف wav، فعدّل مستويات الصوت هنا. للحصول على أفضل النتائج، حافظ على مستوى الصوت أقل بقليل من الحد الأقصى لتجنب التشويش. إذا كنت بحاجة إلى مزيد من التعزيز، فابحث عن إعداد يُسمى "تعزيز الميكروفون" أو "تضخيم الميكروفون". هذا الإعداد مفيد إذا كان صوتك خافتًا.

؟؟؟؟ تلميح: اختبر إعداداتك دائمًا بتسجيل ملف wav قصير. شغّله واستمع لأي هسهسة أو طقطقة. إذا لاحظت أي مشاكل، اخفض مستوى الصوت قليلًا أو أبعد الميكروفون عن فمك.

مع alsa وalsamixer، يمكنك ضبط إعدادات الصوت بدقة. ستحصل على صوت أفضل مع كل ملف wav تسجله.

نصائح لتسجيل الصوت باستخدام Raspberry Pi

أفضل الممارسات

انت تريد خاصتك تسجيل صوتي باستخدام Raspberry Pi للحصول على صوت جيد. جرب هذه النصائح البسيطة لتحصل على صوت نقي في كل مرة:

• استخدم ميكروفونًا خارجيًا. الميكروفونات المدمجة تلتقط ضوضاء أكثر. الميكروفون الخارجي يمنحك صوتًا أفضل لسماعاتك. تسجيل صوتي باستخدام Raspberry Pi.

• جرّب تطبيقات تسجيل مختلفة. بعض التطبيقات تعمل بشكل أفضل مع ميكروفونات معينة. جرّب بعضها لمعرفة أيها الأنسب لك. تسجيل صوتي باستخدام Raspberry Pi.

• تأكد من عمل الميكروفون والتطبيق معًا قبل البدء. هذا يُساعدك على تجنّب المشاكل لاحقًا.

• خفّض ضوضاء الخلفية. يمكنك استخدام noisereduce مكتبة في بايثون لتنظيف الصوت الخاص بك:

  rate, data = wavfile.read("mywav.wav")
  reduced_noise = nr.reduce_noise(y=data, sr=rate)
  wavfile.write("mywav_reduced_noise.wav", rate, reduced_noise)
  

• قص الأجزاء الصامتة من تسجيلاتك. pyAudioAnalysis تساعدك المكتبة على إزالة الأقسام الهادئة:

  [Fs, x] = aIO.read_audio_file(file)
  segments = aS.silence_removal(x, Fs, 0.020, 0.020, smooth_window=1.0, weight=0.3, plot=True)
  

• ابحث عن أدلة توضح كيفية تسجيل وبث الصوت والفيديو. تتضمن هذه الأدلة نصائح إضافية لـ تسجيل صوتي باستخدام Raspberry Pi.

؟؟؟؟ تلميح: اختبر إعداداتك دائمًا قبل تسجيل أي شيء مهم. اختبار سريع قد يساعدك على تجنب المشاكل.

استكشاف أخطاء الصوت وإصلاحها

بعض الأحيان، تسجيل صوتي باستخدام Raspberry Pi لا يعمل بشكل صحيح. إليك بعض الخطوات التي يمكنك تجربتها إذا واجهت أي مشاكل:

خطوة	اكشن
1	افتح المحطة الطرفية وقم بتشغيل sudo apt-get remove pulseaudio لإلغاء تثبيت PulseAudio.
2	أعد تشغيل Raspberry Pi بعد إزالة PulseAudio.
3	إذا كنت تستخدم نظام تشغيل أقدم، قم بتشغيل sudo apt-get update وثم sudo apt-get install pulseaudio لإعادة PulseAudio.
4	تعديل /etc/pulse/default.pa و أضف tsched=0 لتحسين الصوت.
5	احفظ التغييرات وأعد تشغيل Raspberry Pi.
6	اختبار الصوت الخاص بك مع speaker-test -c2 -t wav.

يمكنك أيضًا العثور على دروس تعليمية توضح كيفية إعداد ميكروفونات USB، وبطاقات الصوت الخارجية، وميكروفونات البلوتوث. تساعدك هذه الأدلة على: تسجيل صوتي باستخدام Raspberry Pi لأشياء مثل التعرف على الصوت أو أنظمة الأمان.

إذا اتبعت هذه النصائح والخطوات، تسجيل صوتي باستخدام Raspberry Pi سوف يبدو أفضل وسيعمل بشكل جيد.

لقد تعلمتَ كيفية توصيل ميكروفون وتسجيل الصوت بجهاز Raspberry Pi. يحصل الكثيرون على نتائج جيدة باتباع الخطوات التالية:

• قم بتوصيل الميكروفون الخاص بك وتأكد من أنه يعمل.

• قم بتغيير مستوى الصوت حتى يصبح صوتك واضحًا.

• سجل صوتك واحفظ الملف.

تجربة أنواع مختلفة من الميكروفونات تساعدك على اختيار الأنسب لك. إليك مخطط بسيط يوضح مزايا كل نوع من الميكروفونات:

نوع الميكروفون	الاستخدامات
ميكروفونات USB	البث الصوتي، التعرف على الصوت، مكالمات الفيديو، أتمتة المنزل
ميكروفونات مكثفة كهربائية	التسجيل الصوتي، مراقبة الأماكن، التحقق من البيئة
ميكروفونات MEMS	أجهزة استشعار الضوضاء، الأدوات الصغيرة، مشاريع إنترنت الأشياء

اختبر إعدادات الميكروفون لديك، وقم بتغيير الإعدادات، واستمتع بصوت جيد في كل مرة!

الأسئلة الشائعة

كيف أعرف أن الميكروفون الخاص بي يعمل مع Raspberry Pi؟

يمكنك التحقق من جهازك باستخدام arecord -l إذا رأيت الميكروفون مُدرجًا، فأنت جاهز. حاول تسجيل مقطع قصير لاختبار الصوت.

هل يمكنني استخدام ميكروفونات متعددة في نفس الوقت؟

نعم، يمكنك توصيل أكثر من ميكروفون واحد. عليك اختيار الجهاز المناسب في تطبيق التسجيل أو استخدام رقم الجهاز الصحيح في الجهاز.

لماذا التسجيل الخاص بي هادئ جدًا أو صاخب؟

حاول ضبط مستوى الصوت في برنامج alsamixer. حرّك الميكروفون أقرب أو أبعد. تأكد من عدم وجود ضوضاء خلفية عالية. جرّب إعدادات مختلفة حتى تحصل على صوت نقي.

ما هو تنسيق الملف الذي يجب أن أستخدمه لحفظ الصوت؟

يُنصح بحفظ تسجيلاتك كملفات WAV. يعمل هذا التنسيق بشكل أفضل مع أدوات Raspberry Pi. إذا كنت بحاجة إلى ملفات أصغر حجمًا، يمكنك تحويلها لاحقًا.