Głośnik WI-FI firmy Raspberry Pi: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Ten projekt dotyczy stworzenia głośnika WI-FI. Miałem stary zepsuty głośnik komputerowy i nieużywany Raspberry Pi 1B. Moim podstawowym pomysłem było po prostu włożenie pi do starego głośnika, aby go przerobić. Używaj starych rzeczy bez tworzenia nowych odpadów. Okazało się, że wzmacniacz głośnikowy już nie działa i postanowiłem stworzyć prosty wzmacniacz audio. Na koniec chciałem skorzystać z usługi Spotify Connect do odtwarzania muzyki.

Kieszonkowe dzieci

Krok 1: Rzeczy użyte w projekcie

Aby skonfigurować głośnik WI-FI, użyłem następujących materiałów eksploatacyjnych:

• Raspberry Pi przynajmniej model 1 B (~15€)
• Stary głośnik komputerowy
• Połączenie audio 3,5 mm ze starych słuchawek
• Konwerter DC-DC (0,39 €)
• Karta audio USB (10€)
• Klucz USB WI-FI (9 €)
• Kable
• PROWADZONY

Do płytki wzmacniacza zdecydowałem się użyć LM386N-4. Ten układ scalony jest prostym wzmacniaczem o dobrych wynikach w zastosowaniach audio.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Rezystory: 5Ω, 2x 1kΩ i 200Ω
• Kondensatory: 4700µF, 1000µF, 100µF i 100nF
• Płytka drukowana

To suma około 36 €. Ponieważ miałem już większość rzeczy, po prostu musiałem kupić konwerter DC-DC, kartę dźwiękową USB i LM386N.

Krok 2: Utwórz obwód wzmacniacza

Sercem wzmacniacza jest LM386N-4. LM386N-Family to popularny układ scalony wzmacniacza, który jest używany do wielu przenośnych urządzeń muzycznych, takich jak CD-Player, Bluetooth-Boxy itp. Istnieje już wiele samouczków opisujących ten wzmacniacz: https://www.instructables.com /poradnik/LM386/

Obwód dla tego projektu był głównie zainspirowany tym samouczkiem YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g i moim dobrym przyjacielem, który bardzo mi pomógł. Wybrałem LM386N-4 bo ma większą moc niż pozostałe i postanowiłem wysterować płytkę 12V.

Pierwszym krokiem do stworzenia płytki jest przetestowanie obwodu na płytce stykowej. Moje pierwsze podejście miało wiele zakłóceń i szumów. W końcu wymyśliłem poniższą listę punktów, które radykalnie poprawiły jakość dźwięku.

• Unikaj długich i krzyżujących się przewodów. Dopasowałem komponenty i zredukowałem kabel.
• Głośnik w moim projekcie był subwooferem, więc głośnik miał odtwarzać niskie częstotliwości. Zintegrowałem drugi głośnik dla wysokich częstotliwości, który uzupełnia dźwięk z niezłym rezultatem.
• Użyj karty dźwiękowej USB. Raspberry pi jako bardzo zła jakość dźwięku, ponieważ wbudowany przetwornik cyfrowo-analogowy nie był przeznaczony do zastosowań audio HIFI.
• Podłącz pin 2 tylko do masy sygnału audio. Masa 12 V i masa płyty audio USB różni się pewnym szumem. LM386N wzmacnia różnicę między pinem 2 i pinem 3, a zatem szum został również wzmocniony. Postanowiłem nie łączyć Pin 2 z masą, a tylko z masą USB-audio i wreszcie szum zniknął.

Krok 3: Zintegruj głośnik dla wysokich częstotliwości

Głośnik, który chciałem zhakować, był pierwotnie subwooferem. Z tego powodu głośnik bardzo źle radził sobie z wysokimi częstotliwościami. Aby rozwiązać ten problem, dodałem drugi głośnik ze zepsutego głośnika Bluetooth. Połączenie dwóch głośników równolegle daje dobry dźwięk zarówno dla wysokich, jak i niskich częstotliwości.

Krok 4: Połącz wszystkie komponenty

Postanowiłem zasilić wzmacniacz napięciem 12 V. Pudełko miało już wyłącznik zasilania, więc użyłem go ponownie. Samo Raspberry Pi potrzebuje 5 V i 700-1000 mA i podłączam pamięć USB WI-FI i kartę dźwiękową USB. Wyzwaniem było teraz zejść do 5v z 12v. Moją pierwszą próbą było użycie L7805, czyli regulatora 5v. Oto bardzo dobry opis Regulatora: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Jednak działanie regulatorów liniowych jest bardzo złe. Regulacja od 12 V do 5 V (12 V – 5 V) * 1000 mA = 7 W tylko w jednym komponencie. To byłaby ogromna strata energii.

Ostatecznie zdecydowałem się na zastosowanie przetwornika DC-DC. Na DaoRier LM2596 LM2596S dostosowałem płytkę, aby stworzyć 5v. Konwerter robi świetną robotę i nie rozpoznałem na tej płycie żadnego ciepła.

Dioda LED stanu powinna wskazywać stan Raspberry Pi. Głośnik miał już diodę LED, więc użyłem tego ponownie. Dioda LED potrzebuje 1,7V i 20mA. Czyli rezystor musi spalić 3,3-1,7V przy 20mA:

R = U / I = (3,3v - 1,7v) / 20mA = 80Ω

Podłączyłem diodę do GPIO Raspberry Pi. Uziemienie do styku 9 i dodatnie zasilanie do styku 11 (GPIO 17). Dzięki temu Pi może wskazywać status (zasilanie, WI-FI, odtwarzanie) za pomocą różnych trybów migania.

Krok 5: Skonfiguruj Raspberry Pi

Raspbian Buster Lite OS jest całkowicie wystarczający. Podłączyłem Pi do monitora i klawiatury, aby go skonfigurować. Polecenie raspi-config pozwala łatwo skonfigurować poświadczenia WI-FI.

Prosty skrypt startowy powinien odtworzyć dźwięk startowy. Skrypt Pythona powinien sprawdzić połączenie internetowe. Jeśli Pi ma dostęp do Internetu, dioda LED stanu powinna się świecić, w przeciwnym razie dioda LED powinna migać. Dlatego stworzyłem skrypt bash w init.d

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

Z następującą treścią

#!/kosz/bash

### BEGIN INIT INFO # Zapewnia: Startound # Wymagane-Start: $local_fs $network $remote_fs # Wymagane-Stop: $local_fs $network $remote_fs # Domyślne-Start: 2 3 4 5 # Domyślne-Stop: 0 1 6 # Krótki opis: odtwórz dźwięk startowy # Opis: Odtwórz dźwięk startowy ### END INIT INFO # Rozpocznij dostęp do internetu watchdog python /home/pi/access_status.py &#Odtwórz dźwięk startowy mpg123 /home/pi/startup.mp3 &> / strona główna/pi/mpg123.log

Uczyń skrypt wykonywalnym

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

Aby wykonać skrypt przy starcie, zarejestrowałem skrypt następującą komendą

sudo update-rc.d troubadix.sh domyślnie

Umieść załączony watchdog Pythona w katalogu domowym /home/pi/access_status.py Skrypt Pythona musi się zapętlać. Pierwsza pętla sprawdza połączenie internetowe, pingując www.google.com co 2 sekundy. Druga pętla pozwala na miganie GPIO Pin 17, w zależności od aktualnego stanu Internetu.

Instalacja usługi Spotify connect jest bardzo łatwa. Oto repozytorium, w którym znajduje się skrypt instalacyjny: https://github.com/dtcooper/raspotify W końcu instalacja to tylko jedno polecenie.

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

Krok 6: Wniosek

Podczas projektu wiele się nauczyłem. Używanie regulatora 5V zamiast konwertera DC-DC we wczesnym prototypie było złym pomysłem. Ale ten błąd skłonił mnie do zastanowienia się nad tym, czym tak naprawdę jest Regulator. Poprawa jakości dźwięku była również ogromnym procesem uczenia się. Nie bez powodu profesjonalne wzmocnienie dźwięku jest jak nauka rakietowa:-)