WI-FI zvočnik podjetja Raspberry Pi: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta projekt govori o ustvarjanju zvočnika WI-FI. Imel sem star pokvarjen računalniški zvočnik in neuporabljeno Raspberry Pi 1B. Moja osnovna ideja je bila, da pi preprosto vstavim v stari zvočnik, da ga nadgradim. Ponovno uporabite stare stvari, ne da bi ustvarili nove odpadke. Izkazalo se je, da ojačevalnik zvočnikov ne deluje več in odločil sem se ustvariti preprost zvočni ojačevalnik. Nazadnje sem za predvajanje glasbe želel uporabiti storitev Spotify connect.

Zaloge

1. korak: Stvari, uporabljene za projekt

Za nastavitev zvočnika WI-FI sem uporabil naslednje zaloge

• Raspberry Pi vsaj model 1 B (~ 15 €)
• Stara računalniška škatla za zvočnike
• 3,5 mm zvočna povezava iz starih slušalk
• DC-DC pretvornik (0,39 €)
• Zvočna kartica USB (10 €)
• USB WI-FI ključ (9 €)
• Oznake
• LED

Za ojačevalno ploščo sem se odločil uporabiti LM386N-4. Ta IC je preprost ojačevalnik z dobrimi rezultati za avdio aplikacije.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Upori: 5Ω, 2x 1kΩ in 200Ω
• Kondenzatorji: 4700µF, 1000µF, 100µF in 100nF
• Vezje

To znese približno 36 €. Ker sem večino stvari že imel, sem moral kupiti pretvornik DC-DC, zvočno kartico USB in LM386N.

2. korak: Ustvarite ojačevalno vezje

Srce ojačevalnika je LM386N-4. LM386N-Family je priljubljen ojačevalni mikrofon, ki se uporablja za številne prenosne glasbene naprave, kot so CD-predvajalnik, Bluetooth-škatle itd. Ta ojačevalnik opisuje že veliko vadnic: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Vezje za ta projekt je v glavnem navdihnila ta vadnica za YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g in moj dober prijatelj, ki mi je veliko pomagal. Izbral sem LM386N-4, ker ima večjo moč kot drugi in sem se odločil za pogon plošče z 12V.

Prvi korak pri ustvarjanju plošče je preizkusiti vezje na plošči. Moj prvi pristop je imel veliko motenj in hrupa. Končno sem prišel do naslednjega seznama točk, ki so dramatično izboljšale kakovost zvoka.

• Izogibajte se dolgim in križajočim se žicam. Preuredil sem komponente in zmanjšal kabel.
• Zvočniški okvir mojega projekta je bil nizkotonec, zato naj bi zvočnik predvajal nizke frekvence. Integriral sem drugi zvočnik za visoke frekvence, ki zvok dopolni do lepega rezultata.
• Uporabite zvočno kartico USB. Malina pi kot zelo slaba kakovost zvoka, ker vgrajen digitalno-analogni pretvornik ni bil zasnovan za avdio aplikacije HIFI.
• Pin 2 priključite samo na ozemljitev zvočnega signala. Ozemljitev 12V in ozemljitev avdio plošče USB se razlikujeta z nekaj hrupa. LM386N poveča razliko med Pin 2 in Pin 3, zato je bil hrup tudi povečan. Odločil sem se, da Pin 2 ne povežem z ozemljitvijo, ampak samo z ozemljitvijo USB-avdio in končno je šum izginil.

3. korak: Vključite zvočnik za visoke frekvence

Ohišje zvočnikov, ki sem ga hotel vdreti, je bil prvotno nizkotonec. Zaradi tega je bil zvočnik zelo slab za visoke frekvence. Da bi to rešil, sem dodal drugi zvočnik iz pokvarjene škatle za zvočnike Bluetooth. Kombiniranje dveh zvočnikov hkrati vzpostavi dober zvok za visoke in nizke frekvence.

4. korak: Povežite vse komponente

Odločil sem se, da napajam ojačevalnik z 12 volti. Škatla je že imela stikalo za vklop, zato sem jo ponovno uporabil. Raspberry Pi sam potrebuje 5 voltov in 700-1000 mA in povežem USB WI-FI palico in zvočno kartico USB. Zdaj je bil izziv znižati na 5V od 12V. Moj prvi poskus je bil uporabiti L7805, to je 5v regulator. Tukaj je zelo dober opis regulatorja: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Vendar je delovanje linearnih regulatorjev zelo slabo. Regulacija od 12v do 5v opeklin (12v - 5v) * 1000mA = 7 W v samo eni komponenti. To bi bila velika izguba energije.

Nazadnje sem se odločil za uporabo DC-DC pretvornika. Na DaoRier LM2596 LM2596S sem prilagodil ploščo za ustvarjanje 5v. Pretvornik se odlično obnese in na tej plošči nisem prepoznal nobene toplote.

LED -lučka stanja mora označevati stanje Raspberry Pi. Zvočnik je že imel LED, zato sem ga ponovno uporabil. LED potrebuje 1,7v in 20mA. Torej mora upor izgoreti 3,3-1,7 V pri 20 mA:

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

LED sem priključil na Raspberry Pi GPIO. Ozemljite na Pin 9 in pozitivni vir na Pin 11 (GPIO 17). To omogoča, da Pi prikaže stanje (Napajanje, WI-FI, Predvajanje) z različnimi načini utripanja.

5. korak: Namestite Raspberry Pi

OS Raspbian Buster Lite je povsem zadosten. Za konfiguracijo sem povezal Pi z monitorjem in tipkovnico. Ukaz raspi-config vam omogoča preprosto konfiguriranje poverilnic WI-FI.

Preprost zagonski skript bi moral predvajati zagonski zvok. Skript python mora preveriti internetno povezavo. Če ima Pi dostop do interneta, mora svetleča dioda stanja sveti, sicer naj LED utripa. Zato sem v init.d ustvaril bash skript

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

Z naslednjo vsebino

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Ponuja: startound # Zahtevano-Start: $ local_fs $ network $ remote_fs # Required-Stop: $ local_fs $ network $ remote_fs # Default-Start: 2 3 4 5 # Default-Stop: 0 1 6 # Kratek opis: predvajaj začetni zvok # Opis: Predvajaj začetni zvok ### END INIT INFO # Začni nadzorni dostop za dostop do interneta python /home/pi/access_status.py &#Predvajaj začetni zvok mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ home/pi/mpg123.log

Naj bo skript izvedljiv

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

Za zagon skripta ob zagonu sem skript registriral z naslednjim ukazom

privzete nastavitve sudo update-rc.d troubadix.sh

Priloženega nadzornega psa python postavite v domači imenik /home/pi/access_status.py Skript python mora zankovati. Prva zanka preveri internetno povezavo tako, da vsake 2 sekundi pokliče www.google.com. Druga zanka omogoča, da GPIO Pin 17 utripa, odvisno od trenutnega stanja interneta.

Namestitev storitve Spotify connect je zelo enostavna. Tu je skladišče, ki gosti namestitveni skript: https://github.com/dtcooper/raspotify Torej je namestitev samo en sam ukaz.

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

6. korak: Zaključek

Med projektom sem se veliko naučil. Uporaba 5v regulatorja namesto pretvornika DC-DC v zgodnjem prototipu je bila slaba ideja. Toda zaradi te napake sem pomislil, kaj regulator v resnici počne. Izboljšanje kakovosti zvoka je bil tudi velik učni proces. Obstaja razlog, zakaj je profesionalno ojačanje zvoka kot raketna znanost:-)