ESP32 Webradio z nadrukiem w drewnie i 3D: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

W tej instrukcji pokażę, jak zrobić odtwarzacz webradio / „SDcard MP3” za pomocą ESP32 i jak zrobić obudowę wydrukowaną w 3D z drewnianymi akcentami.

Moja mama niedawno przeprowadziła się do nowego domu i chciała wymienić stary boombox, który kiedyś odtwarzał muzykę w łazience, więc zaprojektowałem to radio tak, aby pasowało na półkę w nowej łazience. To nie jest system HiFi, ale jest wystarczająco dobry, aby śpiewać pod prysznicem.

Oprogramowanie pochodzi z niesamowitego projektu GitHub autorstwa Eda Smallenburga. Jest napisany dla Arduino IDE i jest bardzo dobrze udokumentowany, więc nawet jeśli nie wiesz zbyt wiele o ESP32 lub jak go zaprogramować, nie powinieneś mieć żadnych problemów z uruchomieniem tego: https://github.com /Edzelf/ESP32-Radio

Będziesz potrzebować:

• Zestaw deweloperski ESP32
• Płytka dekodera MP3 VS1053B
• Wyświetlacz LCD TFT o przekątnej 1,8 cala z gniazdem kart SD
• Stereofoniczny wzmacniacz audio klasy D
• Głośniki stereo 3W 4Ohm
• Płytka zaciskowa Micro-B USB
• Elastyczne przewody połączeniowe
• Przycisk (ON-OFF)
• Śruby i nakrętki maszynowe M3
• Fornir drewniany (orzech ładnie kontrastuje z czarnym PLA)
• Dowolna drukarka 3D FFF lub usługa drukowania, taka jak 3D Huby
• Nóż użytkowy
• Lakier do drewna
• Klej CA
• Gorący klej

Krok 1: Zaprogramuj ESP32

Zacznijmy od załadowania ESP32 oprogramowaniem i skonfigurujmy, których pinów chcemy użyć. Pobierz repozytorium GitHub jako plik zip lub sklonuj je na swój komputer stąd. Rozpakuj archiwum i otwórz główny plik.ino w Arduino IDE. Podłącz ESP32 do komputera za pomocą kabla USB.

Jeśli nigdy nie używałeś ESP32 z Arduino IDE, dodaj następujący adres URL do listy „Alternative Board Manager URL's” w preferencjach IDE: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.js. Następnie przejdź do Tools>Board>Boardmanager…, wyszukaj „ESP32” i zainstaluj nowy boardmanager. Po zainstalowaniu możesz wybrać "ESP32 Dev Module" z listy płyt.

Być może będziesz musiał zainstalować dodatkowe biblioteki, ale jeśli tak, IDE powiadomi Cię o tym przy pierwszej próbie załadowania kodu na płytkę. Strona Arduino bardzo ładnie wyjaśnia, jak dodawać biblioteki.

Po wgraniu kodu, ESP utworzy WiFi AP, z którego można uzyskać dostęp do interfejsu internetowego, w którym można zmienić konfigurację webradio. Szczegóły mogą się zmienić w przyszłości, w miarę rozwoju projektu, więc zamiast powtarzać to, co już zostało napisane, podam link do dokumentacji PDF.

W oknie konfiguracji możesz wprowadzić jeden lub wiele zestawów danych uwierzytelniających Wi-Fi, zmienić niektóre piny używane w ESP, a także dodać i usunąć do 100 ustawień stacji radiowych.

Krok 2: Wydrukuj obudowę

Zaprojektowałem obudowę dla webradio w Fusion360 i wydrukowałem ją w czarnym PLA na mojej drukarce 3D. Konstrukcja składa się z korpusu głównego, z przednią i tylną płytą, które zatrzaskują się na swoim miejscu. Wszystkie części są drukowane przy minimalnym wsparciu. Dołączyłem pliki.f3d oraz.stl, więc możesz dowolnie zmieniać obudowę. Możesz również znaleźć pliki CAD na mojej stronie thingiverse.

Istnieje również kilka osłon głośników, które można wydrukować. Chciałem przykryć je ściereczką akustyczną i przymocować do obudowy za pomocą magnesów, aby można je było wyjąć. Niestety zastosowana przeze mnie kombinacja magnes/śruba nie działała i myślałem tylko o namagnesowaniu śrub, gdy było już za późno (patrz następny krok), więc ich nie użyłem.

Przednia płyta zawiera wyświetlacz LCD, enkoder i oba głośniki i powinna być zadrukowana stroną zadrukowaną w dół. Tylna płyta ma wypustki dla ESP32 i płytkę zaciskową micro USB. W korpusie znajduje się otwór na 12 mm zatrzaskowy przycisk LED, który może pełnić funkcję przycisku zasilania.

Zaprojektowałem również radełkowane pokrętło do enkodera obrotowego, ponieważ nie mogłem znaleźć żadnego w Internecie, które mieściło się w moim budżecie i wyglądało wystarczająco ładnie. Byłem zaskoczony tym, jak dobrze się obrócił i nie spodziewałem się, że mój Anet A8 poradzi sobie z maleńkim radełkowaniem. To również drukuje bez wsparcia.

Krok 3: Nakładanie forniru drewnianego

Chociaż można było zostawić obudowę taką, jaka jest, chciałem dodać do niej drewniane akcenty. Jeśli drukujesz przednią i tylną płytę stroną zadrukowaną do dołu, nie tylko zużywasz najmniej podpór, ale powierzchnia jest wystarczająca, aby przykleić do niej trochę forniru. Ostrożnie przyciąć kawałek forniru do szorstkiego kształtu tylnej płyty. Nałóż kroplę kleju CA wokół krawędzi nadruku, a trochę także na środek (lepiej do tego nadaje się płynny niż żelowy). Odwróć wydruk do góry nogami i powoli opuść go na fornir, a następnie mocno dociśnij. Zrób to na płaskiej powierzchni i zetrzyj nadmiar kleju, który może wyciekać z boków. Po kilku sekundach klej powinien stwardnieć na tyle, abyś mógł podnieść płytkę z okleiną z powrotem.

Nadmiar forniru można następnie przyciąć nożem lub żyletką. Poświęć na to trochę czasu, ponieważ fornir łatwo tnie się z słojami, ale jest dość kruchy podczas przecinania go. Zbliż się do wydruku tak blisko, jak chcesz, za pomocą ostrza, a następnie wyszlifuj krawędzie forniru równo papierem ściernym. Spieszyłem się, więc przyciąłem ostrzem aż do odcisku i oderwałem część forniru z tylnej płyty. Przykleiłem go z powrotem na miejsce i prawie tego nie widać, ale można było tego uniknąć, gdybym spędził nad nim trochę więcej czasu.

Przednia płyta jest nieco trudniejsza, ponieważ jest więcej otworów do wycięcia i przycięcia, ale procedura jest w zasadzie taka sama. Nie chciałem, aby śruby mocujące głośniki były później widoczne, więc przykręciłem je za pomocą śrub maszynowych M3 i odpowiednich nakrętek przed nałożeniem okleiny. To sprawia, że wycinanie otworów głośnikowych jest nieco bardziej uciążliwe, ponieważ trzeba uważać, aby nie przeciąć membrany głośnika. Jeśli nie czujesz się z tym komfortowo, po prostu najpierw przyklej okleinę, a następnie wytnij otwory na śruby.

Gdybyś chciał, mógłbyś spróbować poplamić okleinę, ale nie jestem pewien, jak wpłynęłoby to na klej CA pod spodem. Zdecydowałem się na lakier na bazie wosku, który tylko do pewnego stopnia zabezpieczy drewno, ale zdecydowanie poprawił słoje, co wygląda bardzo ładnie.

Krok 4: Podłącz elektronikę

Elektronika jest stosunkowo prosta, ale może stać się bałaganem, jeśli się spieszysz, tak jak ja:

W razie potrzeby zmontuj wzmacniacz i ustaw zworkę na odpowiednie wzmocnienie. (Uwaga: Wzmocnienie nie jest równe głośności. Wybranie wysokiego wzmocnienia może również wprowadzić więcej szumu do sygnału audio.)

Ponieważ każdy komponent jest w jakiś sposób podłączony do ESP32, możesz użyć kabli Jumper do większości połączeń. Niektóre piny mogą zależeć od tego, jak skonfigurowałeś konfigurację, ale domyślny układ jest również skomentowany w pierwszych kilku wierszach głównego pliku Arduino.

Ponieważ w grę wchodzą pewne połączenia szeregowe, niektóre piny na ESP mogą wymagać podłączenia do więcej niż jednej innej płyty. Po prostu pokroiłem wymagane kable razem, jednak żałowałem, że nie zaprojektowałem niestandardowej płytki drukowanej, do której mogłem po prostu podłączyć większość płytek za pomocą ich pinów nagłówkowych. Uratowałoby mnie to przed chaosem drutów, który powstał. Jeśli łączenie wydaje się zbyt chaotyczne, a projektowanie PCB wydaje się być dużym zamieszaniem, możesz użyć małego kawałka płyty perforowanej.

Może w końcu zaprojektuję płytkę drukowaną, aby zdobyć trochę praktyki. Jeśli to zrobię, dodam tutaj pliki gerber.

Pamiętaj, aby najpierw wkręcić przycisk zasilania na miejsce, jeśli planujesz przylutować go do innych komponentów.

Podłączając wzmacniacz do VS1053 można albo rozciąć stary zestaw słuchawek na gniazdo 3,5 mm i przylutować przewody do wzmacniacza, albo przylutować przewody połączeniowe do padów złącza tulei na spodzie dekodera MP3 VS1053 (patrz szkic). Samouczek Adafruits dotyczący wzmacniacza wyjaśnia również, jak podłączyć różne wejścia.

Podłącz wszystko oprócz głośników. Łatwiej jest podłączyć je na końcu do zacisków śrubowych wzmacniacza.

Krok 5: Montaż końcowy

Ostatnim krokiem jest dopasowanie wszystkiego do obudowy.

Zacznij od płyty czołowej. Dociśnij wyświetlacz LCD do wsporników i przymocuj go tam za pomocą gorącego kleju wokół tylnych krawędzi. Jeśli jeszcze nie podłączyłeś głośników, zrób to teraz. Odłączenie wyświetlacza LCD znacznie ułatwia jego podłączenie (Wskazówka: użyj gorącego kleju, aby połączyć ze sobą nagłówki zworek, dzięki czemu pozostaną we właściwej kolejności i nie będziesz musiał ich sprawdzać przed ponownym podłączeniem ich do wyświetlacza LCD). Enkoder obrotowy jest przymocowany podkładką i nakrętką.

Następnie przymocuj ESP32 do wspornika na tylnej płycie, a także do złącza micro USB i przymocuj oba za pomocą gorącego kleju. (Uważaj, aby klej nie dostał się do złącza USB, wydostawanie się z niego jest uciążliwe. Spróbuj przykleić go na miejscu za pomocą podłączonego do niego kabla USB). Wzmacniacz można również przykleić do tylnej ścianki.

Pozostaje tylko płyta dekodera MP3. Miejsce przyklejenia zależy od Ciebie i może zależeć od sposobu zarządzania kablami. Mój przykleiłem do jednej z pionowych ścian wewnątrz korpusu.

Przeprowadź przewody głośnikowe przez główny korpus, odetnij złącze JST i podłącz je do wzmacniacza za pomocą zacisków śrubowych.

Podczas zamykania obudowy może być konieczne użycie pewnej siły. Spróbuj ścisnąć główny korpus, aby zatrzasnąć tylną i przednią płytę na swoim miejscu.

Na koniec przyłóż pokrętło do enkodera obrotowego. Powinien być dopasowany na wcisk i nie wymagać żadnego kleju.

Mam nadzieję, że podobała Ci się ta wersja webradio. Sprawdź stronę GitHub Eda, ma on również podobny projekt przy użyciu ESP8266. Jeśli masz jakieś pytania lub pomysły na ulepszenia, zostaw mi komentarz poniżej, a postaram się odpowiedzieć jak najszybciej. Jeśli spróbujesz dodać trochę forniru do jednego ze swoich odbitek, daj mi znać, jak sobie radzisz, chciałbym o tym usłyszeć.