Einfache Spracherkennung mit C# und Arduino UNO

Komponenten & Zubehör

Software

• Arduino IDE
• Microsoft Visual Studio (2015/2017/2019/2022) – Windows Forms App (.NET Framework)
• Referenz: System.Speech (Spracherkennung & Sprachausgabe)

Projektidee

Steuerung von LEDs per Sprachbefehl, ohne teures Spracherkennungsmodul. Der PC übernimmt die Spracherkennung (System.Speech), sendet erkannte Kommandos per Serial (USB) an den Arduino, der die LEDs schaltet. Perfekt für Einsteiger, um Hardware per Stimme zu steuern.

Schaltung

• LED Rot (Anode) → Pin 9 über 220 Ω → Kathode → GND
• LED Grün → Pin 8 über 220 Ω → GND
• LED Blau → Pin 10 über 220 Ω → GND
• Arduino GND → Breadboard GND-Schiene

Arduino Code

const int blueLed = 10, redLed = 9, greenLed = 8;
char incoming = '0';

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(blueLed, OUTPUT);
  pinMode(redLed, OUTPUT);
  pinMode(greenLed, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (Serial.available()) incoming = Serial.read();
  switch (incoming) {
    case 'B': digitalWrite(blueLed, HIGH); break;   // Blue On
    case 'R': digitalWrite(redLed, HIGH); break;    // Red On
    case 'G': digitalWrite(greenLed, HIGH); break;  // Green On
    case 'Z': digitalWrite(blueLed, LOW); break;    // Blue Off
    case 'X': digitalWrite(redLed, LOW); break;     // Red Off
    case 'C': digitalWrite(greenLed, LOW); break;   // Green Off
    case 'V': digitalWrite(blueLed, HIGH); digitalWrite(redLed, HIGH); digitalWrite(greenLed, HIGH); break; // All On
    case 'M': digitalWrite(blueLed, LOW); digitalWrite(redLed, LOW); digitalWrite(greenLed, LOW); break;  // All Off
  }
}

C# Windows Forms Anwendung

1. Neues Projekt: „Windows Forms App (.NET Framework)“.
2. Referenz hinzufügen: Projekt → Verweis hinzufügen → .NET → System.Speech anhaken.
3. Form: Buttons „Start“ / „Stop“, TextBox txtCommands (Multiline) für Log.
4. Code (siehe unten) einfügen, COM-Port anpassen (hier COM5).
5. Arduino Sketch hochladen, C# App starten, „Start“ klicken, Befehle sprechen.

C# Hauptcode

using System; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports;
using System.Speech; using System.Speech.Recognition; using System.Speech.Synthesis;

namespace VoiceControl {
  public partial class Form1 : Form {
    SerialPort port = new SerialPort();
    SpeechRecognitionEngine rec = new SpeechRecognitionEngine();
    SpeechSynthesizer synth = new SpeechSynthesizer();
    Choices cmds = new Choices();

    public Form1() {
      InitializeComponent();
      port.PortName = "COM5"; // Anpassen!
      port.BaudRate = 9600;
      LoadGrammar();
    }

    void LoadGrammar() {
      cmds.Add(new string[] { "Blue On", "Red On", "Green On",
                              "Blue Off", "Red Off", "Green Off",
                              "All On", "All Off",
                              "Exit", "Arduino Say Good Bye to makers" });
      Grammar gr = new Grammar(new GrammarBuilder(cmds));
      rec.RequestRecognizerUpdate();
      rec.LoadGrammarAsync(gr);
      rec.SetInputToDefaultAudioDevice();
      rec.SpeechRecognized += Rec_SpeechRecognized;
    }

    void Rec_SpeechRecognized(object sender, SpeechRecognizedEventArgs e) {
      string cmd = e.Result.Text;
      txtCommands.AppendText(cmd + Environment.NewLine);
      switch (cmd) {
        case "Blue On": Send('B'); break;
        case "Red On": Send('R'); break;
        case "Green On": Send('G'); break;
        case "Blue Off": Send('Z'); break;
        case "Red Off": Send('X'); break;
        case "Green Off": Send('C'); break;
        case "All On": Send('V'); break;
        case "All Off": Send('M'); break;
        case "Arduino Say Good Bye to makers": synth.SpeakAsync("Good Bye Makers"); break;
        case "Exit": Application.Exit(); break;
      }
    }

    void Send(char c) {
      if (!port.IsOpen) port.Open();
      port.Write(c.ToString());
      port.Close();
    }

    private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e) {
      rec.RecognizeAsync(RecognizeMode.Multiple);
      btnStart.Enabled = false; btnStop.Enabled = true;
      MessageBox.Show("Spracherkennung gestartet!");
    }
    private void btnStop_Click(object sender, EventArgs e) {
      rec.RecognizeAsyncStop();
      btnStop.Enabled = false; btnStart.Enabled = true;
    }
  }
}

Wichtige Hinweise

• COM-Port in Arduino IDE und C# Code muss identisch sein.
• System.Speech nur unter Windows verfügbar (kein Linux/Mac).
• Mikrofon in Windows als Standard-Aufnahmegerät einrichten, Pegel prüfen.
• Bei Erkennungsproblemen: Spracheinstellung (Deutsch/Englisch) anpassen, Training durchführen.

Erweiterungsideen

• Relais-Module für echte Verbraucher (Licht, Lüfter, Garage).
• Weitere Befehle: „Licht dimmen“, „Temperatur anzeigen“ (Sensoren einbinden).
• Sprachausgabe für Statusmeldungen („Licht eingeschaltet“).
• Kombination mit IoT-Plattformen (MQTT, Home Assistant).