„Raspberry Pi“WI-FI garsiakalbis: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Šis projektas skirtas sukurti WI-FI garsiakalbį. Turėjau seną sugedusį kompiuterio garsiakalbį ir nenaudojamą „Raspberry Pi 1B“. Mano pagrindinė idėja buvo tiesiog įdėti pi į seną garsiakalbį, kad būtų atnaujintas ciklas. Pakartotinai naudokite senus daiktus, nesudarydami naujų atliekų. Paaiškėjo, kad garsiakalbių stiprintuvas nebeveikia ir nusprendžiau sukurti paprastą garso stiprintuvą. Galiausiai norėjau muzikai leisti naudoti „Spotify connect“paslaugą.

Prekės

1 žingsnis: Projektui naudojami dalykai

Norėdami nustatyti WI-FI garsiakalbį, naudoju šiuos priedus

• „Raspberry Pi“bent 1 B modelis (~ 15 €)
• Sena kompiuterio garsiakalbių dėžutė
• 3,5 mm garso jungtis iš senų ausinių
• DC-DC keitiklis (0,39 €)
• USB garso plokštė (10 €)
• USB WI-FI raktas (9 €)
• Kabeliai
• LED

Stiprintuvo plokštėje nusprendžiau naudoti LM386N-4. Šis IC yra paprastas stiprintuvas, turintis gerų rezultatų garso programoms.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Rezistoriai: 5Ω, 2x 1kΩ ir 200Ω
• Kondensatoriai: 4700µF, 1000µF, 100µF ir 100nF
• Grandinės plokštė

Tai sudaro apie 36 eurus. Kadangi jau turėjau daugumą daiktų, tiesiog turėjau nusipirkti DC-DC keitiklį, USB garso plokštę ir LM386N.

2 žingsnis: sukurkite stiprintuvo grandinę

Stiprintuvo širdis yra LM386N-4. „LM386N-Family“yra populiarus stiprintuvo IC, naudojamas daugeliui nešiojamų muzikos įrenginių, tokių kaip CD grotuvas, „Bluetooth“dėžės ir tt. Jau yra daug vadovėlių, apibūdinančių šį stiprintuvą: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Šio projekto grandinę daugiausia įkvėpė ši „YouTube“pamoka: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g ir mano geras draugas, kuris man labai padėjo. Aš renkuosi LM386N-4, nes jis turi daugiau galios nei kiti, ir aš nusprendžiau vairuoti plokštę su 12V.

Pirmasis žingsnis kuriant plokštę yra išbandyti grandinę ant duonos lentos. Pirmasis mano požiūris turėjo daug trukdžių ir triukšmo. Galiausiai sugalvojau šį punktų sąrašą, kuris žymiai pagerino garso kokybę.

• Venkite ilgų ir kertančių laidų. Aš pertvarkiau komponentus ir sumažinau kabelį.
• Mano projekto garsiakalbių dėžutė buvo žemų dažnių garsiakalbis, todėl garsiakalbis turėjo groti žemus dažnius. Aš integravau antrą garsiakalbį aukštiems dažniams, kuris užbaigia garsą iki gražaus rezultato.
• Naudokite USB garso plokštę. „Aviečių pi“yra labai bloga garso kokybė, nes skaitmeninio analoginio keitiklio konstrukcija nebuvo skirta HIFI garso programoms.
• Prijunkite 2 kaištį tik prie garso signalo įžeminimo. 12 V ir USB garso plokštės įžeminimas skiriasi nuo triukšmo. LM386N sustiprina 2 kaiščio ir 3 kaiščio skirtumą, todėl triukšmas taip pat buvo sustiprintas. Aš nusprendžiau ne prijungti 2 kaiščio prie žemės, o tik su USB garso įžeminimu ir galiausiai triukšmas išnyko.

3 veiksmas: integruokite garsiakalbį aukšto dažnio dažniams

Garsiakalbių dėžutė, kurią norėjau nulaužti, iš pradžių buvo žemų dažnių garsiakalbis. Dėl šios priežasties garsiakalbis buvo labai blogas aukštiems dažniams. Norėdami tai išspręsti, pridėjau antrą garsiakalbį iš sugedusios „Bluetooth“garsiakalbių dėžutės. Lygiagrečiai sujungus du garsiakalbius gaunamas geras garsas tiek aukštu, tiek žemu dažniu.

4 žingsnis: prijunkite visus komponentus

Aš nusprendžiau maitinti stiprintuvą 12 voltų. Dėžutėje jau buvo maitinimo jungiklis, todėl aš jį pakartotinai panaudojau. „Raspberry Pi“reikia 5 voltų ir 700–1000 mA, o aš prijungsiu USB WI-FI atmintinę ir USB garso plokštę. Dabar iššūkis buvo nusileisti iki 5 voltų iš 12 voltų. Mano pirmasis bandymas buvo naudoti L7805, tai yra 5 V reguliatorius. Čia yra labai geras Reguliatoriaus aprašymas: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Tačiau linijinių reguliatorių veikimas yra labai prastas. Reguliuojamas nuo 12 V iki 5 V (12 V - 5 V) * 1000 mA = 7 vatai tik viename komponente. Tai būtų didžiulis energijos švaistymas.

Galiausiai nusprendžiau naudoti DC-DC keitiklį. „DaoRier LM2596 LM2596S“plokštę sureguliavau taip, kad būtų sukurta 5v. Keitiklis atlieka puikų darbą, ir aš neatpažinau jokios šilumos, susidarančios toje plokštėje.

Būsenos šviesos diodas turėtų parodyti „Raspberry Pi“būseną. Garsiakalbių dėžutė jau turėjo šviesos diodą, todėl aš jį pakartotinai panaudojau. Šviesos diodui reikia 1,7 V ir 20 mA. Taigi rezistorius turi degti 3,3-1,7 V esant 20 mA:

R = U / I = (3.3v - 1.7v) / 20mA = 80Ω

Prijungiau šviesos diodą prie „Raspberry Pi GPIO“. Įžeminkite iki 9 kaiščio ir teigiamą maitinimą prie 11 kaiščio (GPIO 17). Tai leidžia „Pi“rodyti būseną (maitinimas, WI-FI, grojimas) įvairiais mirksėjimo režimais.

5 veiksmas: nustatykite „Raspberry Pi“

Raspbian Buster Lite OS visiškai pakanka. Prijungiau „Pi“prie monitoriaus ir klaviatūros, kad ją sukonfigūruosiu. „Raspi-config“komanda leidžia lengvai konfigūruoti WI-FI prisijungimo duomenis.

Paprastas paleidimo scenarijus turėtų paleisti paleidimo garsą. „Python“scenarijus turėtų patikrinti interneto ryšį. Jei „Pi“turi prieigą prie interneto, būsenos šviesos diodas turėtų degti, priešingu atveju šviesos diodas turėtų mirksėti. Todėl „init.d“sukūriau „bash“scenarijų

sudo nano /etc/init.d/troubadix.sh

Su tokiu turiniu

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Teikia: startsound # Būtina-Pradėti: $ local_fs $ network $ remote_fs # Būtina-Stop: $ local_fs $ network $ remote_fs # Default-Start: 2 3 4 5 # Default-Stop: 0 1 6 # Trumpas aprašymas: paleisti pradžios garsą # Aprašymas: Paleisti pradžios garsą ### END INIT INFO # Pradėti prieigą prie interneto stebėtoją python /home/pi/access_status.py &#Leisti pradžios garsą mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ home/pi/mpg123.log

Padarykite scenarijų vykdomąjį

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

Norėdami paleisti scenarijų paleidžiant, aš užregistravau scenarijų šia komanda

sudo update-rc.d troubadix.sh numatytieji nustatymai

Įdėkite pridėtą „python“stebėtoją į namų katalogą /home/pi/access_status.py „Python“scenarijus turi kilpoti. Pirmoji kilpa tikrina interneto ryšį, kas 2 sekundes pateikdama pingą www.google.com. Antroji kilpa leidžia mirksėti GPIO kaiščiui 17, atsižvelgiant į esamą interneto būseną.

„Spotify connect“paslaugos diegimas yra labai lengvas. Čia yra saugykla, kurioje yra diegimo scenarijus: https://github.com/dtcooper/raspotify Taigi galiausiai diegimas yra tik viena komanda.

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

6 žingsnis: Išvada

Projekto metu daug išmokau. Naudoti 5 V reguliatorių vietoj DC-DC keitiklio ankstyvame prototipe buvo bloga idėja. Tačiau ši klaida privertė mane pagalvoti, ką Reguliatorius iš tikrųjų daro. Garso kokybės patobulinimas taip pat buvo didžiulis mokymosi procesas. Yra priežastis, kodėl profesionalus garso stiprinimas yra tarsi raketų mokslas:-)