HackerBox 0028: JamBox: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

JamBox - В этом месяце хакеры HackerBox изучают создание звука и взаимодействие на платформе JamBox Audio IOT. Это руководство содержит информацию по работе с HackerBox # 0028, которую вы можете получить здесь, пока расходные материалы есть в наличии. Кроме того, если вы хотите получать такой HackerBox каждый месяц прямо в свой почтовый ящик, пожалуйста, подпишитесь на HackerBoxes.com и присоединяйтесь к революции!

Темы и цели обучения для HackerBox 0028:

• Настройте систему на кристалле ESP32
• Запрограммируйте ESP32 из Arduino IDE
• Соберите платформу JamBox Audio IOT
• Управление вводом / выводом для кнопок, ручек и светодиодных сеток
• Создавайте пользовательские интерфейсы из оборудования ввода-вывода
• Коммуникационные аудиопотоки по I2S
• Потоковая передача аудиосэмплов в модули ЦАП

HackerBoxes - это ежемесячный абонентский ящик для электроники и компьютерной техники своими руками. Мы любители, творцы и экспериментаторы. Мы мечтатели мечты. ВЗЛОМАЙТЕ ПЛАНЕТУ!

Шаг 1: HackerBox 0028: Содержимое коробки

• Коллекционная справочная карточка HackerBoxes # 0028
• Эксклюзивная печатная плата JamBox
• ESP32 DevKitC
• Цифро-аналоговый модуль CJMCU PCM5102 I2S
• Четыре светодиодных матричных модуля MAX7219 8x8
• Пять потенциометров RV09 10 кОм
• Пять регуляторов потенциометра
• Восемь тактильных кнопок мгновенного действия
• Четыре клейкие резиновые ножки
• Коммутационный аудиокабель 3,5 мм
• Кабель MicroUSB
• Наушники с чехлом
• Эксклюзивная наклейка с черепом HackerBoxes
• Лист декалей Octocat Fan Art

Еще кое-что, что будет полезно:

• Паяльник, припой и основные паяльные инструменты
• Компьютер для работы программных средств

Самое главное, вам понадобится чувство приключений, дух DIY и хакерское любопытство. Хардкорная электроника своими руками - нетривиальное занятие, и мы не пытаемся избавиться от него. Цель - прогресс, а не совершенство. Когда вы упорствуете и получаете удовольствие от приключений, большое удовлетворение можно получить, изучая новые технологии и, надеюсь, заставляя некоторые проекты работать. Мы предлагаем делать каждый шаг медленно, обращая внимание на детали, и не бояться просить о помощи.

Обратите внимание, что в разделе часто задаваемых вопросов HackerBox есть много информации для нынешних и потенциальных участников.

Шаг 2: Эксклюзивная печатная плата JamBox

Плата JamBox поддерживает модуль микропроцессора ESP32, четыре модуля светодиодной матрицы MAX7219 8x8, пять потенциометров 10K для аналогового ввода и восемь тактильных кнопок мгновенного действия для цифрового ввода. Аудиовыход обеспечивается с помощью блока внутреннего цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) ESP32 или, при необходимости, подключения к внешнему модулю ЦАП CJMCU PCM5102 I2S. На печатной плате есть монтажные отверстия, или могут быть применены липкие резиновые ножки.

ВАЖНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ ПО СБОРКЕ:

• Чтобы использовать встроенный ЦАП ESP32 для вывода звука, не припаивайте модуль PCM5102 к месту. Просто используйте контакты IO25 и GND для подключения наушников или динамика с усилителем.
• Четыре светодиодных матричных модуля 8x8 ориентированы так, чтобы входные линии были вверху, а выходные линии - внизу.
• «Штифты» механической деформации на пяти потенциометрах чуть шире отверстий в стандартной посадочной поверхности RV09. Простое решение - использовать маленькие плоскогубцы, чтобы сложить плоские «штифты» в форму тако или такито. Тогда они должны проскользнуть прямо внутрь. [ВИДЕО]
• Сетка прототипа 15x5 может использоваться для дополнительных интерфейсов ввода / вывода. MIDI кто-нибудь?

Шаг 3: ESP32 и Arduino IDE

ESP32 - это однокристальный компьютер. Он отличается высокой степенью интеграции с Wi-Fi 2,4 ГГц и Bluetooth. ESP32 объединяет антенный переключатель, ВЧ балун, усилитель мощности, малошумящий усилитель приема, фильтры и модули управления питанием. Таким образом, все решение занимает минимальную площадь печатной платы (PCB).

ESP32DevKitC - это небольшая плата разработки на базе ESP32, производимая Espressif. Большинство контактов ввода / вывода выведены на разъемы с обеих сторон для облегчения взаимодействия. В модуль интегрированы микросхема интерфейса USB и регулятор напряжения. ESP32 поддерживается экосистемой Arduino и IDE, что является очень быстрым и простым способом работы с ESP32.

Репозиторий Arduino ESP32 на github включает инструкции по установке для LInux, OSX и Windows. Щелкните эту ссылку и следуйте инструкциям, которые соответствуют операционной системе на вашем компьютере.

Дополнительные ресурсы: ESP32 DatasheetESP32DevKitC SchematicESP32 Technical Reference ManualESP32 Arduino Instructable

Шаг 4: Демонстрация ввода-вывода JamBox

Прилагаемый демонстрационный код (IOdemo.ino) полезен для демонстрации основных операций светодиодных выходов 8x8 и пользовательских входов с помощью восьми кнопок и пяти аналоговых потенциометров. Эти аппаратные элементы ввода-вывода являются основой нашей системы пользовательского интерфейса.

Библиотека Arduino для светодиодных модулей 8x8.

Шаг 5: Внутренний ЦАП ESP32 для аудио

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП или ЦАП) - это система, преобразующая цифровой сигнал в аналоговый сигнал. ЦАП обычно используются в музыкальных проигрывателях для преобразования потоков цифровых данных в аналоговые аудиосигналы. Аудио ЦАПы в основном низкочастотные и с высоким разрешением. [Википедия]

ESP32 имеет два внутренних 8-битных ЦАП. Эти ЦАП могут преобразовывать любое 8-битное значение в аналоговый выход напряжения. 8-битные входные значения 0–255 соответствуют диапазону напряжения от 0 В до 3,3 В на ESP32. Оцифрованный аудиосэмпл можно воспроизвести через ЦАП.