HackerBox 0028: JamBox: 9 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

JamBox - Tento mesiac hackeri HackerBox skúmajú generovanie zvuku a rozhrania na platforme JamBox Audio IOT. Tento návod obsahuje informácie o práci s HackerBox #0028, ktoré si môžete vyzdvihnúť tu do vypredania zásob. Tiež, ak by ste chceli dostávať HackerBox takto priamo do vašej schránky každý mesiac, prihláste sa na odber HackerBoxes.com a zapojte sa do revolúcie!

Témy a vzdelávacie ciele pre HackerBox 0028:

• Nakonfigurujte systém ESP32 System-on-Chip
• Programujte ESP32 z Arduino IDE
• Zostavte platformu IOT JamBox Audio
• Ovládací I/O pre tlačidlá, gombíky a LED mriežky
• Vytvárajte používateľské rozhrania z hardvéru I/O
• Komunikačné zvukové toky cez I2S
• Streamujte zvukové ukážky do modulov DAC

HackerBoxes je služba mesačného predplatného pre elektroniku a počítačovú technológiu pre domácich majstrov. Sme nadšenci, tvorcovia a experimentátori. Sme snílkami snov. Hacknite planétu!

Krok 1: HackerBox 0028: obsah balenia

• Zberateľská referenčná karta HackerBoxes #0028
• Exkluzívna doska s plošnými spojmi JamBox
• ESP32 DevKitC
• Digitálno-analógový modul CJMCU PCM5102 I2S
• Štyri maticové moduly LED MAX7219 8x8
• Päť 10K ohmov RV09 potenciometrov
• Päť gombíkov potenciometra
• Osem hmatových chvíľkových tlačidiel
• Štyri lepiace gumové nožičky
• 3,5 mm zvukový prepojovací kábel
• MicroUSB kábel
• Slúchadlá s puzdrom
• Exkluzívny štítok lebky HackerBoxes
• Obtlačkový arch ventilátora Octocat Fan

Pomôžu aj ďalšie veci:

• Spájkovačka, spájkovačka a základné spájkovacie nástroje
• Počítač na spustenie softvérových nástrojov

A čo je najdôležitejšie, budete potrebovať zmysel pre dobrodružstvo, kutilského ducha a hackerskú zvedavosť. Hardcore DIY elektronika nie je triviálna záležitosť a my ju pre vás neznižujeme. Cieľom je pokrok, nie dokonalosť. Keď vytrváte a užívate si dobrodružstvo, veľká spokojnosť sa dá odvodiť z učenia sa novej technológie a dúfajme, že sa podarí realizovať niektoré projekty. Odporúčame urobiť každý krok pomaly, dbať na detaily a nebojte sa požiadať o pomoc.

Všimnite si toho, že v HackerBox FAQ je množstvo informácií o súčasných a potenciálnych členoch.

Krok 2: Exkluzívna doska s plošnými spojmi JamBox

DPS JamBox podporuje mikroprocesorový modul ESP32, štyri maticové moduly LED MAX7219 8x8, päť 10K potenciometrov pre analógový vstup a osem hmatateľných momentálnych tlačidiel pre digitálny vstup. Zvukový výstup je zabezpečený pomocou bloku interného prevodníka digitálneho signálu na analógový (DAC) ESP32 alebo voliteľne pripojením k externému modulu DAC CJMCU PCM5102 I2S. Doska plošných spojov má montážne otvory alebo je možné použiť lepiace gumové nožičky.

DÔLEŽITÉ POZNÁMKY K MONTÁŽI:

• Ak chcete použiť vstavaný DAC prevodník ESP32 na zvukový výstup, modul PCM5102 nespájkujte na miesto. Jednoducho použite piny IO25 a GND na ovládanie slúchadiel alebo zosilneného reproduktora.
• Štyri maticové moduly 8x8 LED sú orientované tak, aby vstupné riadky boli v hornej časti a výstupné v spodnej časti.
• „Kolíky“mechanického namáhania na piatich potenciometroch sú príliš malé na otvory v štandardnej stope RV09. Jednoduchou opravou je pomocou malých klieští zložiť „špendlíky“s plochým kmeňom do tvaru taco alebo taquito. Potom by mali vkĺznuť priamo dovnútra. [VIDEO]
• Mriežka prototypu 15x5 sa môže použiť na ďalšie rozhranie I/O. MIDI niekto?

Krok 3: ESP32 a Arduino IDE

ESP32 je počítač s jedným čipom. Je vysoko integrovaný a ponúka 2,4 GHz Wi-Fi a Bluetooth. ESP32 integruje prepínač antény, RF balun, výkonový zosilňovač, zosilňovač s nízkym šumom, filtre a moduly správy napájania. Celé riešenie ako také zaberá minimálnu plochu plošných spojov (PCB).

ESP32DevKitC je malá vývojová doska založená na ESP32 od spoločnosti Espressif. Väčšina I/O kolíkov je vyvedená do konektorov na oboch stranách kvôli jednoduchému prepojeniu. V module je integrovaný čip rozhrania USB a regulátor napätia. ESP32 je podporovaný v ekosystéme Arduino a IDE, čo je veľmi rýchly a ľahký spôsob práce s ESP32.

Úložisko Arduino ESP32 github obsahuje pokyny na inštaláciu pre LInux, OSX a Windows. Kliknite na príslušný odkaz a postupujte podľa pokynov, ktoré zodpovedajú operačnému systému vo vašom počítači.

Ďalšie zdroje: ESP32 Datasheet ESP32DevKitC SchémaESP32 Technická referenčná príručkaESP32 Arduino Inštrukcia

Krok 4: Demo I/O JamBox

Priložený demo kód (IOdemo.ino) je užitočný na ukážku základnej činnosti výstupov LED 8x8 a užívateľských vstupov z ôsmich tlačidiel a piatich analógových potenciometrov. Tieto hardvérové prvky I/O sú základom nášho systému používateľského rozhrania.

Knižnica Arduino pre moduly LED 8x8.

Krok 5: Interný DAC prevodník ESP32 pre zvuk

Prevodník digitálneho signálu na analógový (DAC alebo D-to-A) je systém, ktorý prevádza digitálny signál na analógový. DAC sa bežne používajú v prehrávačoch hudby na prevod digitálnych dátových tokov na analógové zvukové signály. Zvukové prevodníky DAC majú spravidla nízku frekvenciu a vysoké rozlíšenie. [Wikipedia]

ESP32 má dva interné 8bitové DAC. Tieto DAC môžu prevádzať ľubovoľnú 8 -bitovú hodnotu na analógový výstup napätia. 8- bitové vstupné hodnoty 0-255 mapujú zhruba na rozsah napätia 0V až 3,3V na ESP32. Digitalizovanú zvukovú ukážku je možné prehrať prostredníctvom DAC.