Динамик WI-FI от Raspberry Pi: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Этот проект о создании WI-FI колонки. У меня был старый сломанный компьютерный динамик и неиспользованный Raspberry Pi 1B. Моя основная идея заключалась в том, чтобы просто вставить число пи в старый динамик, чтобы повысить его цикл. Повторно используйте старые вещи, не создавая новых отходов. Оказалось, что усилитель динамика больше не работает, и я решил создать простой усилитель звука. Наконец, я хотел использовать службу подключения Spotify для воспроизведения музыки.

Запасы

Шаг 1. Вещи, используемые для проекта

Для настройки динамика WI-FI я использовал следующие расходные материалы.

• Raspberry Pi не ниже модели 1 B (~ 15 €)
• Старый компьютерный динамик
• Аудиоразъем 3,5 мм от старых наушников
• Преобразователь постоянного тока в постоянный (0,39 €)
• Аудиокарта USB (10 евро)
• USB-ключ WI-FI (9 €)
• Кабели
• ВЕЛ

Для платы усилителя решил использовать LM386N-4. Эта микросхема представляет собой простой усилитель с хорошими результатами для аудио приложений.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Резисторы: 5 Ом, 2x 1 кОм и 200 Ом
• Конденсаторы: 4700 мкФ, 1000 мкФ, 100 мкФ и 100 нФ
• Печатная плата

Это составляет примерно 36 евро. Поскольку у меня уже была большая часть этого материала, мне просто пришлось купить преобразователь постоянного тока в постоянный, звуковую карту USB и LM386N.

Шаг 2: Создайте схему усилителя

Сердце усилителя - LM386N-4. Семейство LM386N - это популярная микросхема усилителя, которая используется во многих портативных музыкальных устройствах, таких как проигрыватели компакт-дисков, Bluetooth-боксы и т. Д. Уже есть много руководств, описывающих этот усилитель: https://www.instructables.com / howto / LM386 /

Схема для этого проекта была в основном вдохновлена этим учебником YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g и моим хорошим другом, который мне очень помог. Я выбрал LM386N-4, потому что у него больше мощности, чем у других, и я решил использовать для платы 12 В.

Первым шагом к созданию платы является тестирование схемы на макетной плате. При первом подходе было много помех и шумов. Наконец, я составил следующий список моментов, которые значительно улучшили качество звука.

• Избегайте длинных и пересекающихся проводов. Я переделал компоненты и редукционный кабель.
• Акустическая коробка моего проекта была сабвуфером, поэтому динамик должен был воспроизводить низкие частоты. Я встроил второй динамик для высоких частот, что довело звук до хорошего результата.
• Используйте звуковую карту USB. Raspberry Pi имеет очень плохое качество звука, потому что встроенный цифро-аналоговый преобразователь не был разработан для аудиоприложений HIFI.
• Подключите контакт 2 к земле аудиосигнала. Заземление 12 В и земля аудиоплаты USB отличаются из-за небольшого шума. LM386N усиливает разницу между контактами 2 и 3, поэтому шум также усиливается. Я решил не соединять контакт 2 с землей, а просто с USB-аудио-землей, и, наконец, шум исчез.

Шаг 3. Интегрируйте динамик для высоких частот

Коробка динамиков, которую я хотел взломать, изначально была сабвуфером. Из-за этого динамик очень плохо справлялся с высокими частотами. Чтобы решить эту проблему, я добавил второй динамик из сломанной коробки динамика Bluetooth. Параллельное объединение двух динамиков дает хороший звук как для высоких, так и для низких частот.

Шаг 4: Подключите все компоненты

Решил запитать усилитель 12 Вольт. В коробке уже был выключатель питания, поэтому я использовал его повторно. Самому Raspberry Pi требуется 5 Вольт и 700-1000 мА, и я подключаю USB-накопитель WI-FI и звуковую карту USB. Теперь задача заключалась в том, чтобы снизить напряжение до 5v из 12v. Моя первая попытка заключалась в том, чтобы использовать L7805, то есть регулятор на 5 В. Вот очень хорошее описание регулятора: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Однако производительность линейных регуляторов очень плохая. Регулировка от 12 В до 5 В (12 В - 5 В) * 1000 мА = 7 Вт всего в одном компоненте. Это было бы огромной тратой энергии.

Наконец, я решил использовать преобразователь постоянного тока в постоянный. На DaoRier LM2596 LM2596S я настроил плату для создания 5v. Преобразователь отлично справляется со своей задачей, и я не обнаружил на этой плате тепловыделения.

Светодиодный индикатор состояния должен указывать на состояние Raspberry Pi. На коробке динамика уже был светодиод, поэтому я использовал его повторно. Для светодиода требуется 1,7 В и 20 мА. Значит, резистор должен сжечь 3,3-1,7 В при 20 мА:

R = U / I = (3,3 В - 1,7 В) / 20 мА = 80 Ом

Я подключил светодиод к GPIO Raspberry Pi. Заземление к контакту 9 и положительное питание к контакту 11 (GPIO 17). Это позволяет Pi указывать статус (питание, Wi-Fi, воспроизведение) в различных режимах мигания.

Шаг 5: Настройте Raspberry Pi

ОС Raspbian Buster Lite вполне достаточно. Я подключил Pi к монитору и клавиатуре, чтобы настроить его. Команда raspi-config позволяет легко настроить учетные данные WI-FI.

Простой сценарий запуска должен воспроизводить звук запуска. Сценарий python должен проверять подключение к Интернету. Если Pi имеет доступ к Интернету, индикатор состояния должен гореть, в противном случае индикатор должен мигать. Поэтому я создал bash-скрипт в init.d

судо нано /etc/init.d/troubadix.sh

Со следующим содержанием

#! / bin / bash

### BEGIN INIT INFO # Предоставляет: startound # Required-Start: $ local_fs $ network $ remote_fs # Required-Stop: $ local_fs $ network $ remote_fs # Default-Start: 2 3 4 5 # Stop-Stop: 0 1 6 # Краткое описание: воспроизведение звука запуска # Описание: воспроизведение звука запуска ### END INIT INFO # Сторожевой таймер запуска доступа в Интернет python /home/pi/access_status.py &#Воспроизведение звука запуска mpg123 /home/pi/startup.mp3 &> / главная / pi / mpg123.log

Сделайте скрипт исполняемым

sudo chmod + x /etc/init.d/troubadix.sh

Чтобы выполнить скрипт при запуске, я зарегистрировал скрипт следующей командой

sudo update-rc.d Troubadix.sh по умолчанию

Поместите прикрепленный сторожевой таймер python в домашний каталог /home/pi/access_status.py Python-скрипт должен зацикливаться. Первый цикл проверяет интернет-соединение, отправляя эхо-запрос на www.google.com каждые 2 секунды. Второй цикл позволяет мигать контакту 17 GPIO в зависимости от текущего состояния Интернета.

Установить службу Spotify Connect очень просто. Вот репозиторий, в котором размещен сценарий установки: https://github.com/dtcooper/raspotify Итак, наконец, установка - это всего лишь одна команда.

curl -sL https://dtcooper.github.io/raspotify/install.sh | ш

Шаг 6: Заключение

За время проекта я многому научился. Использование регулятора 5 В вместо преобразователя постоянного тока в ранний прототип было плохой идеей. Но эта ошибка заставила меня задуматься о том, чем на самом деле занимается Регулятор. Улучшение качества звука также было огромным процессом обучения. Есть причина, по которой профессиональное усиление звука похоже на ракетостроение:-)