Reproduktor WI-FI od Raspberry Pi: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Tento projekt je o vytvorení reproduktora WI-FI. Mal som starý pokazený reproduktor k počítaču a nepoužívaný Raspberry Pi 1B. Mojou základnou myšlienkou bolo jednoducho vložiť pí do starého reproduktora a tak ho cyklovať. Znovu použite staré veci bez vytvárania nového odpadu. Ukázalo sa, že zosilňovač reproduktorov už nefunguje a rozhodol som sa vytvoriť jednoduchý zosilňovač zvuku. Nakoniec som chcel použiť službu Spotify connect na prehrávanie hudby.

Zásoby

Krok 1: Veci použité na projekt

Na nastavenie reproduktora WI-FI som použil nasledujúci spotrebný materiál

• Raspberry Pi najmenej model 1 B (~ 15 €)
• Starý reproduktorový box k počítaču
• 3,5 mm zvukové pripojenie zo starých slúchadiel
• Prevodník DC-DC (0,39 €)
• USB zvuková karta (10 €)
• USB kľúč WI-FI (9 €)
• Káble
• LED

Ako dosku zosilňovača som sa rozhodol použiť LM386N-4. Tento IC je jednoduchý zosilňovač s dobrými výsledkami pre zvukové aplikácie.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Rezistory: 5Ω, 2x 1kΩ a 200Ω
• Kondenzátory: 4700 µF, 1 000 µF, 100 µF a 100 nF
• Obvodová doska

To je spolu približne 36 €. Pretože som už mal väčšinu vecí, musel som si kúpiť konvertor DC-DC, zvukovú kartu USB a LM386N.

Krok 2: Vytvorte obvod zosilňovača

Srdcom zosilňovača je LM386N-4. LM386N-Family je populárny zosilňovač IC, ktorý sa používa pre mnoho prenosných hudobných zariadení, ako sú prehrávače diskov CD, Bluetooth-boxy atď. Existuje už veľa návodov popisujúcich tento zosilňovač: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Okruh pre tento projekt bol inšpirovaný predovšetkým týmto návodom na YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g a mojim dobrým priateľom, ktorý mi veľmi pomohol. Vybral som LM386N-4, pretože má väčší výkon ako ostatné a rozhodol som sa riadiť dosku s 12V.

Prvým krokom k vytvoreniu dosky je otestovanie obvodu na doske. Môj prvý prístup mal veľa interferencií a zvukov. Nakoniec som prišiel s nasledujúcim zoznamom bodov, ktoré dramaticky zlepšili kvalitu zvuku.

• Vyhnite sa dlhým a kríženým drôtom. Prerovnal som komponenty a znížil kábel.
• Reproduktorový box môjho projektu bol subwoofer, takže reproduktor mal hrať nízke frekvencie. Integroval som druhý reproduktor pre vysoké frekvencie, ktorý dotvára zvuk k peknému výsledku.
• Použite zvukovú kartu USB. Malina pi ako veľmi zlá kvalita zvuku, pretože vstavaný digitálno-analógový prevodník nebol navrhnutý pre zvukové aplikácie HIFI.
• Pripojte kolík 2 len k uzemneniu zvukového signálu. Uzemnenie 12V a uzemnenie zvukovej dosky USB sa líši určitým šumom. LM386N zosilňuje rozdiel pinov 2 a pin 3, a preto bol zosilnený aj šum. Rozhodol som sa nespájať Pin 2 so zemou, ale iba s USB-audio-uzemnením a nakoniec šum zmizol.

Krok 3: Integrujte reproduktor pre vysoké frekvencie

Reproduktorový box, ktorý som chcel hacknúť, bol pôvodne subwoofer. Reproduktor bol často veľmi zlý pre vysoké frekvencie. Aby som to vyriešil, pridal som druhý reproduktor z pokazeného boxu reproduktorov Bluetooth. Paralelné spojenie dvoch reproduktorov prináša dobrý zvuk pre vysoké aj nízke frekvencie.

Krok 4: Pripojte všetky súčasti

Rozhodol som sa napájať zosilňovač 12 voltami. Krabica už mala vypínač, tak som ju použil znova. Samotný Raspberry Pi potrebuje 5 voltov a 700-1 000 mA a pripojím USB WI-FI kľúč a zvukovú kartu USB. Úlohou teraz bolo dosiahnuť zníženie napätia na 5 V z 12 V. Môj prvý pokus bol použiť L7805, čo je 5v regulátor. Tu je veľmi dobrý popis regulátora: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Výkon lineárnych regulátorov je však veľmi zlý. Regulácia od 12 V do 5 V pri popáleninách (12 V - 5 V) * 1 000 mA = 7 W v jednom komponente. To by bolo obrovské plytvanie energiou.

Nakoniec som sa rozhodol použiť prevodník DC-DC. Na DaoRier LM2596 LM2596S som upravil dosku tak, aby vytvorila 5v. Konvertor odvádza skvelú prácu a nepoznal som žiadne vytváranie tepla na tejto doske.

Stavová LED dióda by mala indikovať stav Raspberry Pi. Reproduktorová skrinka už mala diódu LED, takže som ju znova použil. LED dióda potrebuje 1,7 V a 20 mA. Rezistor teda musí spaľovať 3,3-1,7 V pri 20 mA:

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

LED som pripojil k Raspberry Pi GPIO. Uzemnenie na pin 9 a kladné napájanie na pin 11 (GPIO 17). To umožňuje Pi indikovať stav (napájanie, WI-FI, prehrávanie) rôznymi režimami blikania.

Krok 5: Nastavte Raspberry Pi

Operačný systém Raspbian Buster Lite je úplne dostačujúci. Pripojil som Pi k monitoru a klávesnici, aby som to nakonfiguroval. Príkaz raspi-config vám umožňuje ľahko konfigurovať poverenia WI-FI.

Jednoduchý spúšťací skript by mal hrať zvuk pri spustení. Python skript by mal skontrolovať internetové pripojenie. Ak má Pi prístup na internet, stavová LED dióda by mala svietiť, inak by mala LED dióda blikať. Preto som vytvoril bash skript v init.d

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

S nasledujúcim obsahom

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Poskytuje: začiatok zvuku # Požadovaný začiatok: $ local_fs $ sieť $ remote_fs # Požadované zastavenie: $ lokálne_fs $ sieť $ remote_fs # Predvolené spustenie: 2 3 4 5 # Predvolené zastavenie: 0 1 6 # Krátky popis: Spustiť zvuk spustenia # Popis: Spustiť zvuk spustenia ### END INIT INFO # Spustiť prístup na internet strážny pes python /home/pi/access_status.py &#Spustiť zvuk spustenia mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ home/pi/mpg123.log

Vykonajte skript spustiteľným

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

Na spustenie skriptu pri spustení som skript zaregistroval nasledujúci príkaz

predvolené nastavenia sudo update-rc.d troubadix.sh

Priloženého strážneho psa pythona vložte do domovského adresára /home/pi/access_status.py Python-skript musí vytvárať slučky. Prvá slučka kontroluje internetové pripojenie odoslaním príkazu ping na stránku www.google.com každé 2 sekundy. Druhá slučka nechá GPIO Pin 17 blikať, v závislosti od aktuálneho stavu internetu.

Inštalácia služby Spotify connect je veľmi jednoduchá. Tu je úložisko, ktoré je hostiteľom inštalačného skriptu: https://github.com/dtcooper/raspotify Takže inštalácia je nakoniec iba jeden príkaz.

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

Krok 6: Záver

Počas projektu som sa veľa naučil. Použitie 5v regulátora namiesto meniča DC-DC v ranom prototype bol zlý nápad. Ale táto chyba ma prinútila premýšľať o tom, čo regulátor skutočne robí. Vylepšenia kvality zvuku boli tiež veľkým vzdelávacím procesom. Existuje dôvod, prečo je profesionálne zosilnenie zvuku ako raketová veda:-)