HackerBox 0028: JamBox: 9 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

JamBox - Αυτό το μήνα, οι HackerBox Hackers διερευνούν τη δημιουργία ήχου και διασυνδέονται στην πλατφόρμα IOT JamBox Audio. Αυτό το Εγχειρίδιο περιέχει πληροφορίες για εργασία με το HackerBox #0028, τις οποίες μπορείτε να παραλάβετε εδώ, μέχρι εξαντλήσεως των αποθεμάτων. Επίσης, εάν θα θέλατε να λαμβάνετε ένα HackerBox όπως αυτό απευθείας στο γραμματοκιβώτιό σας κάθε μήνα, εγγραφείτε στο HackerBoxes.com και λάβετε μέρος στην επανάσταση!

Θέματα και μαθησιακοί στόχοι για το HackerBox 0028:

• Διαμορφώστε το ESP32 System-on-Chip
• Προγραμματίστε το ESP32 από το Arduino IDE
• Συγκεντρώστε την πλατφόρμα IOT JamBox Audio
• Έλεγχος εισόδου/εξόδου για κουμπιά, κουμπιά και πλέγματα LED
• Δημιουργία διεπαφών χρήστη από υλικό I/O
• Ροές ήχου επικοινωνίας μέσω I2S
• Μεταδώστε δείγματα ήχου σε μονάδες DAC

Το HackerBoxes είναι η μηνιαία υπηρεσία συνδρομής για ηλεκτρονικά είδη DIY και τεχνολογία υπολογιστών. Είμαστε χομπίστες, κατασκευαστές και πειραματιστές. Είμαστε οι ονειροπόλοι των ονείρων. ΧΑΚ ΣΤΟΝ ΠΛΑΝΗΤΗ!

Βήμα 1: HackerBox 0028: Περιεχόμενα κουτιού

• HackerBoxes #0028 Συλλεκτική κάρτα αναφοράς
• Αποκλειστική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος JamBox
• ESP32 DevKitC
• CJMCU PCM5102 I2S Digitalηφιακή σε αναλογική μονάδα
• Τέσσερις μονάδες MAX7219 8x8 LED μήτρας
• Πέντε Ποτενσιόμετρα 10K Ohm RV09
• Πέντε πόμολα ποτενσιόμετρου
• Οκτώ απτικά στιγμιαία κουμπιά
• Τέσσερα κολλητικά ελαστικά πόδια
• Καλώδιο ήχου Patch 3,5 mm
• Καλώδιο MicroUSB
• Ακουστικά με θήκη
• Αποκλειστικό αυτοκόλλητο κρανίου HackerBoxes
• Octocat Fan Art Decal Sheet

Κάποια άλλα πράγματα που θα σας βοηθήσουν:

• Συγκολλητικό σίδερο, συγκόλληση και βασικά εργαλεία συγκόλλησης
• Υπολογιστής για τη λειτουργία εργαλείων λογισμικού

Το πιο σημαντικό, θα χρειαστείτε μια αίσθηση περιπέτειας, DIY πνεύμα και χάκερ περιέργεια. Τα σκληρά DIY ηλεκτρονικά δεν είναι μια ασήμαντη επιδίωξη και δεν σας την αδειάζουμε. Ο στόχος είναι η πρόοδος και όχι η τελειότητα. Όταν επιμένετε και απολαμβάνετε την περιπέτεια, μπορεί να προκύψει μεγάλη ικανοποίηση από την εκμάθηση νέας τεχνολογίας και ελπίζουμε ότι κάποια έργα θα λειτουργήσουν. Προτείνουμε να κάνετε κάθε βήμα αργά, προσέχοντας τις λεπτομέρειες και μην φοβάστε να ζητήσετε βοήθεια.

Σημειώστε ότι υπάρχει πληθώρα πληροφοριών για τα τρέχοντα και μελλοντικά μέλη στις Συνήθεις Ερωτήσεις του HackerBox.

Βήμα 2: Αποκλειστική πλακέτα τυπωμένων κυκλωμάτων JamBox

Το JamBox PCB υποστηρίζει μια μονάδα μικροεπεξεργαστή ESP32, τέσσερις μονάδες μήτρας MAX7219 8x8 LED, πέντε ποτενσιόμετρα 10K για αναλογική είσοδο και οκτώ απτικά στιγμιαία κουμπιά για ψηφιακή είσοδο. Η έξοδος ήχου παρέχεται χρησιμοποιώντας ένα μπλοκ ESP32 εσωτερικού ψηφιακού σε αναλογικό μετατροπέα (DAC) ή προαιρετικά με εξωτερική μονάδα CJMCU PCM5102 I2S DAC. Το PCB έχει οπές στερέωσης ή μπορεί να εφαρμοστούν κολλητικά ελαστικά πόδια.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΥΝΕΛΕΥΣΗΣ:

• Για να χρησιμοποιήσετε το ενσωματωμένο DAC ESP32 για έξοδο ήχου, μην κολλήσετε τη μονάδα PCM5102 στη θέση της. Απλώς χρησιμοποιήστε τις ακίδες IO25 και GND για να οδηγήσετε ακουστικά ή ενισχυμένο ηχείο.
• Οι τέσσερις μονάδες μήτρας LED 8x8 προσανατολίζονται με τις γραμμές εισόδου στο επάνω μέρος και τις γραμμές εξόδου στο κάτω μέρος.
• Η μηχανική καταπόνηση "καρφίτσες" στα πέντε ποτενσιόμετρα είναι λίγο πολύ μεγάλη για τις τρύπες στο τυπικό αποτύπωμα RV09. Μια εύκολη λύση είναι να χρησιμοποιήσετε μικρές πένσες για να διπλώσετε τις επίπεδες "καρφίτσες" σε περισσότερο σχήμα taco ή taquito. Στη συνέχεια θα πρέπει να γλιστρήσουν μέσα. [VIDEO]
• Το πλέγμα πρωτοτύπων 15x5 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επιπλέον διασύνδεση εισόδου/εξόδου. MIDI κανείς;

Βήμα 3: ESP32 και Arduino IDE

Το ESP32 είναι ένας υπολογιστής με ένα τσιπ. Είναι εξαιρετικά ενσωματωμένο με Wi-Fi 2,4 GHz και Bluetooth. Το ESP32 ενσωματώνει τον διακόπτη κεραίας, το RF balun, τον ενισχυτή ισχύος, τον ενισχυτή λήψης χαμηλού θορύβου, τα φίλτρα και τις μονάδες διαχείρισης ισχύος. Ως εκ τούτου, ολόκληρη η λύση καταλαμβάνει ελάχιστη περιοχή τυπωμένου κυκλώματος (PCB).

Το ESP32DevKitC είναι ένας μικρός πίνακας ανάπτυξης βασισμένος στο ESP32 που παράγεται από την Espressif. Οι περισσότερες ακίδες εισόδου/εξόδου εξαντλούνται στις επικεφαλίδες των ακίδων και στις δύο πλευρές για εύκολη διασύνδεση. Ένα τσιπ διεπαφής USB και ένας ρυθμιστής τάσης είναι ενσωματωμένα στη μονάδα. Το ESP32 υποστηρίζεται στο οικοσύστημα Arduino και το IDE, το οποίο είναι ένας πολύ γρήγορος και εύκολος τρόπος εργασίας με το ESP32.

Το αποθετήριο github Arduino ESP32 περιλαμβάνει οδηγίες εγκατάστασης για LInux, OSX και Windows. Κάντε κλικ σε αυτόν τον σύνδεσμο και ακολουθήστε τις οδηγίες που αντιστοιχούν στο λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή σας.

Πρόσθετοι πόροι: Φύλλο δεδομένων ESP32 ESP32DevKitC Schematic Εγχειρίδιο τεχνικής αναφοράς ESP32 Arduino Instructable

Βήμα 4: Επίδειξη JamBox I/O

Ο συνημμένος κωδικός επίδειξης (IOdemo.ino) είναι χρήσιμος για να δείξει τη βασική λειτουργία των εξόδων LED 8x8 και των εισόδων χρήστη από τα οκτώ κουμπιά και τα πέντε αναλογικά ποτενσιόμετρα. Αυτά τα στοιχεία υλικού εισόδου/εξόδου αποτελούν τη βάση του συστήματος διεπαφής χρήστη.

Βιβλιοθήκη Arduino για τις μονάδες LED 8x8.

Βήμα 5: ESP32 Εσωτερικό DAC για ήχο

Ο μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό (DAC ή D-σε-A) είναι ένα σύστημα που μετατρέπει ένα ψηφιακό σήμα σε αναλογικό σήμα. Τα DAC χρησιμοποιούνται συνήθως σε συσκευές αναπαραγωγής μουσικής για τη μετατροπή ροών ψηφιακών δεδομένων σε αναλογικά σήματα ήχου. Τα DAC ήχου γενικά είναι χαμηλής συχνότητας και υψηλής ανάλυσης. [Wikipedia]

Το ESP32 διαθέτει δύο εσωτερικά DAC 8bit. Αυτά τα DAC μπορούν να μετατρέψουν οποιαδήποτε τιμή 8 bit σε αναλογική έξοδο τάσης. Οι τιμές εισόδου 0-255 8-bit αντιστοιχούν περίπου στο εύρος τάσης από 0V έως 3,3V στο ESP32. Ένα ψηφιοποιημένο δείγμα ήχου μπορεί να αναπαραχθεί μέσω του DAC.