WI-FI високоговорител от Raspberry Pi: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Този проект е за създаване на WI-FI говорител. Имах стар счупен високоговорител за компютър и неизползван Raspberry Pi 1B. Основната ми идея беше просто да сложа пи в стария високоговорител, за да го циклирам нагоре. Използвайте повторно стари неща, без да създавате нови отпадъци. Оказа се, че усилвателят на високоговорителите вече не работи и реших да създам прост аудио усилвател. И накрая, исках да използвам услуга Spotify connect за възпроизвеждане на музика.

Консумативи

Стъпка 1: Неща, използвани за проекта

За да настроя WI-FI високоговорителя, използвах следните консумативи

• Raspberry Pi поне модел 1 B (~ 15 €)
• Стара кутия за високоговорители на компютъра
• 3,5 мм аудио връзка от стари слушалки
• DC-DC конвертор (0,39 €)
• USB аудио карта (10 €)
• USB WI-FI ключ (9 €)
• Кабели
• LED

За платката на усилвателя реших да използвам LM386N-4. Тази интегрална схема е прост усилвател с добри резултати за аудио приложения.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Резистори: 5Ω, 2x 1kΩ и 200Ω
• Кондензатори: 4700µF, 1000µF, 100µF и 100nF
• Платка

Това възлиза на приблизително 36 €. Тъй като вече имах повечето неща, просто трябваше да купя DC-DC конвертор, USB аудио карта и LM386N.

Стъпка 2: Създайте схема на усилвателя

Сърцето на усилвателя е LM386N-4. LM386N-Family е популярен усилвател IC, който се използва за много преносими музикални устройства като CD-плейър, Bluetooth-кутии и др. Вече има много уроци, описващи този усилвател: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Схемата за този проект беше основно вдъхновена от този урок в YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g и мой добър приятел, който ми помогна много. Избирам LM386N-4, защото има по-голяма мощност от останалите и реших да задвижа платката с 12V.

Първата стъпка за създаване на платката е да се тества веригата на макет. Първият ми подход имаше много смущения и шумове. Накрая стигнах до следния списък с точки, които подобриха драстично качеството на звука.

• Избягвайте дългите и пресичащи се проводници. Пренастроих компонентите и редуциращия кабел.
• Кутията на високоговорителя на моя проект беше субуфер, така че високоговорителят трябваше да възпроизвежда ниски честоти. Интегрирах втори високоговорител за високи честоти, който допълва звука до приятен резултат.
• Използвайте USB аудио карта. Малина pi като много лошо аудио качество, тъй като вграденият цифрово-аналогов конвертор не е предназначен за HIFI аудио приложения.
• Свържете Pin 2 само към земята на аудио сигнала. Земята на 12V и земята на USB аудио платката се различават с известен шум. LM386N усилва разликата между Pin 2 и Pin 3 и следователно шумът също се усилва. Реших да не свързвам Pin 2 със земята, а само с USB-аудио земята и накрая шумът изчезна.

Стъпка 3: Интегрирайте високоговорителя за високи честоти

Кутията с високоговорители, която исках да хакна, първоначално беше субуфер. Поради това високоговорителят беше много лош за високи честоти. За да разреша това, добавих втори високоговорител от счупена кутия за високоговорители на Bluetooth. Комбинирането на двата високоговорителя паралелно води до добър звук както за високи, така и за ниски честоти.

Стъпка 4: Свържете всички компоненти

Реших да захранвам усилвателя с 12 волта. Кутията вече имаше ключ за захранване, така че го използвах повторно. Самият Raspberry Pi се нуждае от 5 волта и 700-1000mA и свързвам USB WI-FI стик и USB звукова карта. Предизвикателството сега беше да се сведе до 5v от 12v. Първият ми опит беше да използвам L7805, това е 5v регулатор. Ето едно много добро описание на регулатора: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Работата на линейните регулатори обаче е много лоша. Регулиране от 12v до 5v изгаряния (12v - 5v) * 1000mA = 7 вата само в един компонент. Това би било огромно разхищение на енергия.

Накрая реших да използвам DC-DC конвертор. На DaoRier LM2596 LM2596S коригирах платката, за да създам 5v. Конверторът върши чудесна работа и не разпознах никакво топлинно създаване на тази платка.

Светодиод за състояние трябва да показва състоянието на Raspberry Pi. Кутията на високоговорителя вече имаше светодиод, затова го използвах повторно. Светодиодът се нуждае от 1.7v и 20mA. Така че резистор трябва да изгори 3.3-1.7v при 20mA:

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

Свързах светодиода към Raspberry Pi GPIO. Заземяване към Pin 9 и положителното захранване към Pin 11 (GPIO 17). Това позволява на Pi да показва състоянието (Power, WI-FI, Playing) чрез различни мигащи режими.

Стъпка 5: Настройте Raspberry Pi

OS Raspbian Buster Lite е напълно достатъчна. Свързах Pi към монитор и клавиатура, за да го конфигурирам. Командата raspi-config ви позволява лесно да конфигурирате идентификационните данни за WI-FI.

Един прост скрипт за стартиране трябва да възпроизвежда начален звук. Скриптът на python трябва да проверява интернет връзката. Ако Pi има достъп до интернет, светодиодът за състоянието трябва да свети, в противен случай светодиодът трябва да мига. Затова създадох bash скрипт в init.d

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

Със следното съдържание

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Предоставя: startound # Задължително-Старт: $ local_fs $ network $ remote_fs # Задължително-Stop: $ local_fs $ network $ remote_fs # Default-Start: 2 3 4 5 # Default-Stop: 0 1 6 # Кратко описание: пускане на начален звук # Описание: Пускане на начален звук ### END INIT INFO # Стартиране на достъп до интернет наблюдател python /home/pi/access_status.py &#Възпроизвеждане на начален звук mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ начало/pi/mpg123.log

Направете скрипта изпълним

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

За да изпълня скрипта при стартиране, регистрирах скрипта следната команда

sudo update-rc.d troubadix.sh по подразбиране

Поставете прикрепения наблюдател на python в началната директория /home/pi/access_status.py Python-скриптът трябва да се цикли. Първият цикъл проверява интернет връзката, като пингва www.google.com на всеки 2 секунди. Вторият цикъл позволява на GPIO Pin 17 да мига, в зависимост от текущото състояние на интернет.

Инсталирането на услугата Spotify connect е много лесно. Ето хранилище, което съдържа инсталационен скрипт: https://github.com/dtcooper/raspotify Така че накрая инсталацията е само една команда.

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

Стъпка 6: Заключение

По време на проекта научих много. Използването на 5v регулатор вместо DC-DC конвертор в ранен прототип беше лоша идея. Но тази грешка ме накара да се замисля какво всъщност прави регулаторът. Подобренията в качеството на звука също бяха огромен процес на обучение. Има причина професионалното аудио усилване да е като ракетна наука:-)