WI-FI Speaker by Raspberry Pi: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το έργο αφορά τη δημιουργία ενός ηχείου WI-FI. Είχα ένα παλιό σπασμένο ηχείο υπολογιστή και ένα αχρησιμοποίητο Raspberry Pi 1B. Η βασική μου ιδέα ήταν να βάλω απλά το pi στο παλιό ηχείο για να το ανακυκλώσω. Επαναχρησιμοποιήστε παλιά πράγματα χωρίς να δημιουργήσετε νέα απόβλητα. Αποδείχθηκε ότι ο ενισχυτής ηχείων δεν λειτουργεί πια και αποφάσισα να δημιουργήσω έναν απλό ενισχυτή ήχου. Τέλος, ήθελα να χρησιμοποιήσω μια υπηρεσία Spotify Connect για να παίξω μουσική.

Προμήθειες

Βήμα 1: Πράγματα που χρησιμοποιούνται για το έργο

Για τη ρύθμιση του ηχείου WI-FI, χρησιμοποίησα τα ακόλουθα αναλώσιμα

• Raspberry Pi τουλάχιστον μοντέλο 1 B (~ 15 €)
• Παλαιό κουτί ηχείων υπολογιστή
• Σύνδεση ήχου 3,5 mm από παλιά ακουστικά
• Μετατροπέας DC-DC (0,39 €)
• Κάρτα ήχου USB (10 €)
• Dongle USB WI-FI (9 €)
• Cabels
• LED

Για την πλακέτα ενισχυτή αποφάσισα να χρησιμοποιήσω το LM386N-4. Αυτό το IC είναι ένας απλός ενισχυτής με καλά αποτελέσματα για εφαρμογές ήχου.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Αντιστάσεις: 5Ω, 2x 1kΩ και 200Ω
• Πυκνωτές: 4700μF, 1000μF, 100μF και 100nF
• Ηλεκτρονική πλακέτα

Το ποσό αυτό ανέρχεται περίπου στα 36 €. Επειδή είχα ήδη τα περισσότερα πράγματα, απλώς έπρεπε να αγοράσω τον μετατροπέα DC-DC, την κάρτα ήχου USB και το LM386N.

Βήμα 2: Δημιουργήστε το κύκλωμα ενισχυτή

Η καρδιά του ενισχυτή είναι το LM386N-4. Το LM386N-Family είναι ένα δημοφιλές IC ενισχυτή που χρησιμοποιείται για πολλές φορητές συσκευές μουσικής όπως CD-Player, Bluetooth-Boxes, κ.λπ. Υπάρχουν ήδη πολλά σεμινάρια που περιγράφουν αυτόν τον ενισχυτή: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Το κύκλωμα για αυτό το έργο εμπνεύστηκε κυρίως από αυτό το σεμινάριο YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g και ένας καλός μου φίλος που με βοήθησε πολύ. Επιλέγω το LM386N-4 γιατί έχει περισσότερη ισχύ από τα άλλα και αποφάσισα να οδηγήσω την πλακέτα με 12V.

Το πρώτο βήμα για να δημιουργήσετε τον πίνακα είναι να δοκιμάσετε το κύκλωμα σε μια σανίδα ψωμιού. Η πρώτη μου προσέγγιση είχε πολλές παρεμβολές και θορύβους. Τέλος, κατέληξα στην ακόλουθη λίστα σημείων που βελτίωσαν την ποιότητα του ήχου δραματικά.

• Αποφύγετε μακριά και διασταυρούμενα καλώδια. Επανατοποθέτησα εξαρτήματα και μειωμένη καμπίνα.
• Το κουτί ηχείων του έργου μου ήταν ένα subwoofer, οπότε το ηχείο υποτίθεται ότι έπαιζε χαμηλές συχνότητες. Ενσωμάτωσα ένα δεύτερο ηχείο για υψηλές συχνότητες που ολοκληρώνει τον ήχο σε ένα ωραίο αποτέλεσμα.
• Χρησιμοποιήστε κάρτα ήχου USB. Το raspberry pi ως πολύ κακή ποιότητα ήχου, επειδή ο ενσωματωμένος μετατροπέας ψηφιακού αναλογικού δεν είχε σχεδιαστεί για εφαρμογές ήχου HIFI.
• Συνδέστε τον ακροδέκτη 2 μόνο στη γείωση του ηχητικού σήματος. Η γείωση των 12V και η γείωση της κάρτας ήχου USB διαφέρουν με κάποιο θόρυβο. Το LM386N ενισχύει τη διαφορά του Pin 2 και του Pin 3 και επομένως ο θόρυβος ενισχύθηκε επίσης. Αποφάσισα να μην συνδέσω το Pin 2 με τη γείωση, αλλά μόνο με το USB-audio-ground και τελικά ο θόρυβος εξαφανίστηκε.

Βήμα 3: Ενσωμάτωση ηχείου για υψηλές συχνότητες

Το κουτί ηχείων που ήθελα να χακάρω ήταν αρχικά ένα subwoofer. Εξαιτίας αυτού, το ηχείο ήταν πολύ κακό για υψηλές συχνότητες. Για να το λύσω, πρόσθεσα ένα δεύτερο ηχείο από ένα σπασμένο κουτί ηχείων Bluetooth. Συνδυάζοντας παράλληλα τα δύο ηχεία, οδηγεί σε καλό ήχο τόσο για υψηλές όσο και για χαμηλές συχνότητες.

Βήμα 4: Συνδέστε όλα τα εξαρτήματα

Αποφάσισα να τροφοδοτήσω τον ενισχυτή με 12 Volt. Το κουτί είχε ήδη διακόπτη τροφοδοσίας, οπότε το ξαναχρησιμοποίησα. Το ίδιο το Raspberry Pi χρειάζεται 5 Volts και 700-1000mA και συνδέω ένα USB WI-FI stick και μια κάρτα ήχου USB. Η πρόκληση τώρα ήταν να κατέβουμε στα 5v από τα 12v. Η πρώτη μου προσπάθεια ήταν να χρησιμοποιήσω το L7805, δηλαδή έναν ρυθμιστή 5v. Ακολουθεί μια πολύ καλή περιγραφή του Ρυθμιστή: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Ωστόσο, η απόδοση των γραμμικών ρυθμιστικών αρχών είναι πολύ κακή. Ρύθμιση από 12v έως 5v εγκαύματα (12v - 5v) * 1000mA = 7 Watt σε ένα μόνο συστατικό. Αυτό θα ήταν μια τεράστια σπατάλη ενέργειας.

Τέλος, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω έναν μετατροπέα DC-DC. Στο DaoRier LM2596 LM2596S ρύθμισα τον πίνακα για να δημιουργήσω 5v. Ο μετατροπέας κάνει εξαιρετική δουλειά και δεν αναγνώρισα καμία δημιουργία θερμότητας σε αυτόν τον πίνακα.

Ένα LED κατάστασης πρέπει να υποδεικνύει την κατάσταση του Raspberry Pi. Το κουτί των ηχείων είχε ήδη LED, οπότε το ξαναχρησιμοποίησα. Το LED χρειάζεται 1,7v και 20mA. Έτσι, μια αντίσταση πρέπει να κάψει 3,3-1,7v στα 20mA:

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

Συνδέσα το LED στα Raspberry Pi GPIO. Γείωση στο Pin 9 και η θετική παροχή στο Pin 11 (GPIO 17). Αυτό επιτρέπει στο Pi να υποδεικνύει την κατάσταση (Power, WI-FI, Playing) με διαφορετικές λειτουργίες αναβοσβήματος.

Βήμα 5: Ρυθμίστε το Raspberry Pi

Το Raspbian Buster Lite OS είναι απολύτως επαρκές. Συνδέω το Pi σε οθόνη και πληκτρολόγιο για να το διαμορφώσω. Η εντολή raspi-config σάς επιτρέπει να διαμορφώσετε εύκολα τα διαπιστευτήρια WI-FI.

Ένα απλό σενάριο εκκίνησης θα πρέπει να αναπαράγει έναν ήχο εκκίνησης. Ένα σενάριο python πρέπει να ελέγχει τη σύνδεση στο Διαδίκτυο. Εάν το Pi έχει πρόσβαση στο διαδίκτυο, η λυχνία LED κατάστασης πρέπει να είναι αναμμένη, διαφορετικά η λυχνία LED θα αναβοσβήνει. Ως εκ τούτου, δημιούργησα ένα σενάριο bash στο init.d

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

Με το ακόλουθο περιεχόμενο

#!/bin/bash

### ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ # Παρέχει: εκκίνηση # Απαιτείται-Έναρξη: $ local_fs $ network $ remote_fs # Απαιτείται-Διακοπή: $ local_fs $ network $ remote_fs # Προεπιλογή-Έναρξη: 2 3 4 5 # Προεπιλογή-Διακοπή: 0 1 6 # Σύντομη περιγραφή: αναπαραγωγή ήχου έναρξης # Περιγραφή: Αναπαραγωγή ήχου έναρξης ### ΤΕΛΟΣ ΕΙΣΟΔΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ # Έναρξη πρόσβασης στο Διαδίκτυο watchdog python /home/pi/access_status.py &#Αναπαραγωγή ήχου έναρξης mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ home/pi/mpg123.log

Κάντε το σενάριο εκτελέσιμο

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

Για να εκτελέσω το σενάριο κατά την εκκίνηση, κατέγραψα το σενάριο στην ακόλουθη εντολή

προεπιλογές sudo update-rc.d troubadix.sh

Τοποθετήστε το συνημμένο φύλακα python στον αρχικό κατάλογο /home/pi/access_status.py Το σενάριο python πρέπει να κάνει βρόχους. Ο πρώτος βρόχος ελέγχει τη σύνδεση στο διαδίκτυο, πραγματοποιώντας ping στο www.google.com κάθε 2 δευτερόλεπτα. Ο δεύτερος βρόχος αφήνει το GPIO Pin 17 να αναβοσβήνει, ανάλογα με την τρέχουσα κατάσταση διαδικτύου.

Η εγκατάσταση της υπηρεσίας σύνδεσης Spotify είναι πολύ εύκολη. Εδώ είναι ένα αποθετήριο που φιλοξενεί ένα σενάριο εγκατάστασης: https://github.com/dtcooper/raspotify Έτσι, τελικά η εγκατάσταση είναι μόνο μία ενιαία εντολή.

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

Βήμα 6: Συμπέρασμα

Κατά τη διάρκεια του έργου έμαθα πολλά. Η χρήση ενός ρυθμιστή 5v αντί του μετατροπέα DC-DC σε ένα πρώιμο πρωτότυπο ήταν μια κακή ιδέα. Αλλά αυτό το λάθος με έκανε να σκεφτώ τι πραγματικά κάνει ο Ρυθμιστής. Οι βελτιώσεις της ποιότητας του ήχου ήταν επίσης μια τεράστια διαδικασία εκμάθησης. Υπάρχει ένας λόγος για τον οποίο η επαγγελματική ενίσχυση ήχου είναι σαν την επιστήμη των πυραύλων:-)