Дерево и 3D-печать ESP32 Webradio: 5 шагов

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

В этом руководстве я собираюсь показать вам, как сделать веб-радио / MP3-плеер с SD-картой, используя ESP32, и как сделать для него напечатанный на 3D-принтере корпус с деревянными вставками.

Моя мама недавно переехала в новый дом и хотела заменить старую магнитолу, которая использовалась для воспроизведения музыки в ванной, поэтому я разработал это радио специально для установки на полке в новой ванной. Это не Hi-Fi система, но ее достаточно, чтобы подпевать какой-нибудь мелодии в душе.

Программное обеспечение взято из замечательного проекта GitHub Эда Смалленбурга. Он написан для Arduino IDE и очень хорошо документирован, поэтому, даже если вы мало знаете о ESP32 или о том, как его программировать, у вас не должно возникнуть проблем с его работой: https://github.com / Edzelf / ESP32-Радио

Тебе понадобится:

• Комплект разработчика ESP32
• Плата декодера MP3 VS1053B
• 1,8-дюймовый ЖК-дисплей TFT со слотом для SD-карты
• Усилитель стерео звука класса D
• Стереодинамики 3 Вт, 4 Ом
• Коммутационная плата USB Micro-B
• Гибкие перемычки
• Кнопка (ВКЛ-ВЫКЛ)
• Крепежные винты и гайки M3
• Деревянный шпон (орех прекрасно контрастирует с черным PLA)
• Любой 3D-принтер FFF или служба печати, например, 3D-концентраторы.
• Утилий нож
• Лак для дерева
• CA клей
• Горячий клей

Шаг 1: запрограммируйте ESP32

Начнем с загрузки ESP32 с программным обеспечением и настройкой контактов, которые мы хотим использовать. Загрузите репозиторий GitHub в виде zip-файла или клонируйте его на свой компьютер отсюда. Разархивируйте архив и откройте основной файл.ino в среде Arduino IDE. Подключите ESP32 к компьютеру через USB-кабель.

Если вы никогда не использовали ESP32 с Arduino IDE, добавьте следующий URL-адрес в список «Альтернативных URL-адресов Board Manager» в настройках IDE: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.js. Затем перейдите в Инструменты> Доска> Boardmanager…, найдите «ESP32» и установите новый Boardmanager. После его установки вы можете выбрать «ESP32 Dev Module» из списка плат.

Возможно, вам потребуется установить некоторые дополнительные библиотеки, но если это так, среда IDE уведомит вас об этом при первой попытке загрузить код на доску. На веб-сайте Arduino очень красиво объясняется, как добавлять библиотеки.

После загрузки кода ESP создаст точку доступа Wi-Fi, из которой вы сможете получить доступ к веб-интерфейсу, где вы можете изменить конфигурацию веб-радио. Детали могут измениться в будущем по мере развития проекта, поэтому я буду ссылаться на документацию в формате PDF вместо того, чтобы повторять то, что уже было написано.

В окне конфигурации вы можете ввести один или несколько наборов учетных данных WiFi, изменить некоторые контакты, используемые на ESP, а также добавить и удалить до 100 предустановок радиостанций.

Шаг 2: Распечатайте корпус

Я разработал корпус для веб-радио в Fusion360 и напечатал его черным PLA на своем 3D-принтере. Конструкция состоит из основного корпуса с передней и задней пластинами, которые защелкиваются на месте. Все детали печатаются с минимальной поддержкой. Я включил файлы.f3d, а также файлы.stl, так что не стесняйтесь менять корпус, как вам нравится. Вы также можете найти файлы САПР на моей странице «Вселенная».

Есть также некоторые крышки динамиков, которые можно распечатать. Я хотел накрыть их акустической тканью и прикрепить к корпусу с помощью магнитов, чтобы их можно было снять. К сожалению, комбинация магнит / винт, которую я использовал, не работала, и я думал о намагничивании винтов только после того, как было слишком поздно (см. Следующий шаг), поэтому я не использовал их.

На передней панели находится ЖК-дисплей, энкодер и оба динамика, и она должна быть напечатана лицевой стороной вниз. На задней панели есть стойки для ESP32 и коммутационной платы micro USB. В основном корпусе есть отверстие для 12-миллиметровой кнопки с фиксацией светодиода, которая может действовать как кнопка питания.

Я также разработал ручку с накаткой для поворотного энкодера, так как я не смог найти в Интернете ни одной, которая была бы в рамках моего бюджета и выглядела достаточно хорошо. Я был удивлен тем, насколько хорошо он поворачивается, и не ожидал, что мой Anet A8 сможет справиться с крошечной накаткой. Это также печатает без поддержки.

Шаг 3: нанесение деревянного шпона

Хотя вы можете оставить корпус как есть, я хотел добавить в него несколько деревянных акцентов. Если вы печатаете переднюю и заднюю пластину лицевой стороной вниз, вы не только используете наименьшую поддержку, но и поверхности достаточно, чтобы приклеить к ней немного шпона. Аккуратно вырежьте кусок вернира по грубой форме задней пластины. Нанесите полоску клея CA по краю отпечатка и немного к середине (для этого лучше подходит жидкий вид, чем гель). Переверните отпечаток вверх дном и медленно опустите его на фанеру, затем сильно прижмите. Сделайте это на плоской поверхности и сотрите излишки клея, которые могут сочиться с боков. Через несколько секунд клей должен застыть достаточно, чтобы вы смогли поднять пластину с наложенным на нее шпоном.

Затем вы можете обрезать лишнюю фанеру канцелярским ножом или бритвой. Не торопитесь, так как шпон легко режется вместе с волокном, но при разрезании становится довольно хрупким. Подойдите как можно ближе к отпечатку с помощью лезвия, затем отшлифуйте края фанеры наждачной бумагой заподлицо. Я очень торопился, поэтому обрезал лезвие до самого отпечатка и отколол часть шпона с задней пластины. Я приклеил его на место, и вы этого не заметите, но этого можно было бы избежать, если бы я потратил на это немного больше времени.

Передняя панель немного сложнее, так как есть больше отверстий, которые нужно вырезать и обрезать, но процедура в основном такая же. Я не хотел, чтобы винты, удерживающие динамики, были видны позже, поэтому я прикрутил их на место с помощью крепежных винтов M3 и соответствующих гаек перед нанесением облицовки. Это делает вырезание отверстий для динамиков немного более утомительным, так как вы должны быть осторожны, чтобы не врезаться в мембрану динамика. Если вам неудобно делать это, просто приклейте шпон сначала, а потом вырежьте отверстия для шурупов.

Если хотите, можете попробовать окрасить винир, но я не уверен, как это повлияет на клей под ним. Я решил использовать лак на основе воска, который лишь в определенной степени защитит древесину, но определенно сделает текстуру более заметной, что выглядит очень красиво.

Шаг 4: Подключите электронику

Электроника относительно проста, но может стать беспорядочной, если вы торопитесь, как я:

При необходимости соберите усилитель и установите перемычку на соответствующее усиление. (Примечание: усиление не равно громкости. Выбор высокого усиления также может внести больше шума в аудиосигнал.)

Поскольку каждый компонент каким-то образом подключен к ESP32, вы можете использовать кабели-перемычки для большинства подключений. Некоторые контакты могут зависеть от того, как вы настроили конфигурацию, но макет по умолчанию также закомментирован в первых нескольких строках основного файла Arduino.

Поскольку здесь задействованы некоторые последовательные соединения, некоторые контакты на ESP, возможно, потребуется подключить более чем к одной другой плате. Я просто нарезал необходимые кабели вместе, однако я сожалею, что не разработал специальную печатную плату, на которую я мог бы просто подключить большинство плат через их выводы. Это спасло бы меня от последовавшего за этим хаоса проводов. Если сращивание кажется слишком хаотичным, а проектирование печатной платы вызывает большую суету, вы можете использовать небольшой кусок перфорированной платы.

В конце концов, я мог бы разработать печатную плату, чтобы немного попрактиковаться. Если я это сделаю, я добавлю сюда файлы gerber.

Не забудьте сначала прикрутить кнопку питания на место, если вы планируете припаять ее к другим компонентам.

При подключении усилителя к VS1053 вы можете либо разрезать старые наушники на части для гнезда 3,5 мм и припаять провода к усилителю, либо припаять перемычки к контактным площадкам цилиндрического разъема в нижней части декодера MP3 VS1053 (см. рисунок). В руководстве Adafruits по усилителю также объясняется, как подключать различные входы.

Подключите все, кроме динамиков. Их проще подключать к винтовым клеммам усилителя последними.

Шаг 5: Окончательная сборка

Последний шаг - уместить все в корпус.

Начните с передней пластины. Прижмите ЖК-дисплей к стойкам и закрепите его там горячим клеем по задним краям. Если вы еще не подключили динамики, сделайте это сейчас. Отсоединение ЖК-дисплея значительно упрощает его прикрепление (совет: используйте горячий клей, чтобы соединить разъемы перемычек вместе, чтобы они оставались в правильном порядке, и вам не нужно было дважды проверять их перед повторным подключением к ЖК-дисплею). Энкодер крепится с помощью шайбы и гайки.

Затем прикрепите ESP32 к стойке на задней панели, а также к разъему micro USB и прикрепите их горячим клеем. (Следите за тем, чтобы клей не попал в разъем USB, вытаскивать обратно сложно. Попробуйте приклеить его на место с помощью подключенного к нему кабеля USB). Усилитель также можно приклеить к задней панели.

Остается только плата декодера MP3. Куда вы будете приклеивать, это зависит от вас и может зависеть от вашей системы управления кабелями. Я приклеил свою к одной из вертикальных стенок внутри основного корпуса.

Пропустите провода динамика через основной корпус, отрежьте разъем JST и прикрепите их к усилителю с помощью винтовых клемм.

При закрытии корпуса вам может потребоваться приложить некоторую силу. Попробуйте сжать основной корпус, чтобы задняя и передняя пластины встали на место.

Наконец, приклейте циферблат к вращающемуся энкодеру. Он должен плотно прилегать и не требовать клея.

Надеюсь, вам понравилась эта сборка веб-радио. Зайдите на страницу Эда на GitHub, у него также есть аналогичный проект, использующий ESP8266. Если у вас есть какие-либо вопросы или идеи по улучшению, оставьте мне комментарий ниже, и я постараюсь ответить вам как можно скорее. Если вы попробуете добавить фанеру к одному из своих отпечатков, дайте мне знать, как у вас дела, я бы хотел услышать об этом.