Raspberry Pi: WI-FI-kaiutin: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tämä projekti koskee WI-FI-kaiuttimen luomista. Minulla oli vanha rikki tietokoneen kaiutin ja käyttämätön Raspberry Pi 1B. Perusideani oli yksinkertaisesti laittaa pi vanhaan kaiuttimeen kiertämään sitä. Käytä vanhaa tavaraa ilman uutta jätettä. Kävi ilmi, että kaiutinvahvistin ei enää toimi, ja päätin luoda yksinkertaisen äänivahvistimen. Lopuksi halusin käyttää Spotify connect -palvelua musiikin toistamiseen.

Tarvikkeet

Vaihe 1: Projektissa käytetyt asiat

WI-FI-kaiuttimen asennuksessa käytin seuraavia tarvikkeita

• Raspberry Pi vähintään malli 1 B (~ 15 €)
• Vanha tietokoneen kaiutinkotelo
• 3,5 mm: n ääniliitäntä vanhoista kuulokkeista
• DC-DC-muunnin (0,39 €)
• USB -äänikortti (10 €)
• USB WI-FI -avain (9 €)
• Kaapelit
• LED

Vahvistinkortille päätin käyttää LM386N-4. Tämä IC on yksinkertainen vahvistin, jolla on hyvät tulokset äänisovelluksiin.

• LM386N-4 (0.81 €)
• Vastukset: 5Ω, 2x 1kΩ ja 200Ω
• Kondensaattorit: 4700µF, 1000µF, 100µF ja 100nF
• Piirilevy

Summa on noin 36 €. Koska minulla oli jo suurin osa tavaroista, minun oli vain ostettava DC-DC-muunnin, USB-äänikortti ja LM386N.

Vaihe 2: Luo vahvistinpiiri

Vahvistimen sydän on LM386N-4. LM386N-Family on suosittu vahvistinpiiri, jota käytetään monissa kannettavissa musiikkilaitteissa, kuten CD-soittimessa, Bluetooth-laatikossa jne. Tätä vahvistinta on jo kuvattu monissa opetusohjelmissa: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Tämän projektin piiri sai inspiraationsa lähinnä tästä YouTube -opetusohjelmasta: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g ja hyvästä ystäväni, joka auttoi minua paljon. Valitsen LM386N-4: n, koska siinä on enemmän tehoa kuin muissa, ja päätin ajaa levyä 12 V: lla.

Ensimmäinen askel levyn luomiseksi on testata piiri leipälevyllä. Ensimmäisessä lähestymistavassani oli paljon häiriöitä ja ääniä. Lopuksi keksin seuraavan luettelon kohdista, jotka paranivat äänenlaatua dramaattisesti.

• Vältä pitkiä ja risteäviä johtoja. Suunnittelin komponentit ja pienensin kaapelia.
• Projektini kaiutinlaatikko oli subwoofer, joten kaiuttimen piti toistaa matalia taajuuksia. Integroin toisen kaiuttimen korkeille taajuuksille, joka viimeistelee äänen hyvään lopputulokseen.
• Käytä USB -äänikorttia. Vadelma pi erittäin huonona äänenlaaduna, koska digitaalisen analogisen muunninta ei ole suunniteltu HIFI-äänisovelluksiin.
• Liitä nasta 2 vain äänisignaalin maahan. 12 V: n ja USB -äänikortin maadoitus eroaa jonkin verran kohinasta. LM386N vahvistaa nastan 2 ja nastan 3 eron ja siksi kohinaa myös vahvistettiin. Päätin olla kytkemättä nasta 2 maahan, vaan vain USB-audio-maadoitukseen ja lopulta melu katosi.

Vaihe 3: Integroi kaiutin korkeita taajuuksia varten

Kaiutinlaatikko, jonka halusin hakata, oli alun perin subwoofer. Tästä syystä kaiutin oli erittäin huono korkeille taajuuksille. Tämän ratkaisemiseksi lisäsin toisen kaiuttimen rikkoutuneesta Bluetooth -kaiutinkotelosta. Kahden kaiuttimen yhdistäminen rinnakkain tuottaa hyvän äänen sekä korkeille että matalille taajuuksille.

Vaihe 4: Yhdistä kaikki komponentit

Päätin käyttää vahvistinta 12 voltilla. Laatikossa oli jo virtakytkin, joten käytin sitä uudelleen. Raspberry Pi itse tarvitsee 5 volttia ja 700-1000 mA, ja liitän USB-WI-FI-tikun ja USB-äänikortin. Haasteena oli nyt laskea 5 volttiin 12 voltista. Ensimmäinen kokeiluni oli käyttää L7805: tä, joka on 5 voltin säädin. Tässä on erittäin hyvä kuvaus säätimestä: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Lineaaristen säätimien suorituskyky on kuitenkin erittäin huono. Säätö 12 V: stä 5 V: n palovammoihin (12 V - 5 V) * 1000 mA = 7 Wattia vain yhdessä komponentissa. Se olisi valtavaa energian tuhlausta.

Lopulta päätin käyttää DC-DC-muunninta. DaoRier LM2596 LM2596S -laitteessa säädin levyn luomaan 5v. Muunnin tekee hyvää työtä, enkä tunnistanut mitään lämmön syntymistä kyseisellä levyllä.

Tilan merkkivalon pitäisi ilmaista Raspberry Pi: n tila. Kaiutinrasiassa oli jo LED, joten käytin sitä uudelleen. LED tarvitsee 1.7v ja 20mA. Joten vastuksen on poltettava 3,3-1,7 V 20 mA: ssa:

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

Liitin LEDin Raspberry Pi GPIO -laitteisiin. Maadoita nastaan 9 ja positiivinen syöttö nastaan 11 (GPIO 17). Tämän avulla Pi voi ilmoittaa tilan (virta, WI-FI, toisto) eri vilkkutiloilla.

Vaihe 5: Asenna Raspberry Pi

Raspbian Buster Lite -käyttöjärjestelmä on täysin riittävä. Liitin Pi: n näyttöön ja näppäimistöön sen määrittämiseksi. Raspi-config-komennon avulla voit helposti määrittää WI-FI-tunnistetiedot.

Yksinkertaisen käynnistysskriptin pitäisi toistaa käynnistysääni. Python -komentosarjan pitäisi tarkistaa Internet -yhteys. Jos Pi: llä on Internet -yhteys, tilan merkkivalon pitäisi palaa, muuten LED -valon pitäisi vilkkua. Siksi loin bash -komentosarjan init.d -tiedostoon

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

Seuraavan sisällön kanssa

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Tarjoaa: startsound # Required-Start: $ local_fs $ network $ remote_fs # Required-Stop: $ local_fs $ network $ remote_fs # Default-Start: 2 3 4 5 # Default-Stop: 0 1 6 # Lyhyt kuvaus: toista aloitusääni # Kuvaus: Toista aloitusääni ### END INIT INFO # Käynnistä Internet-yhteyden vahtikoira python /home/pi/access_status.py &#Toista aloitusääni mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ etusivu/pi/mpg123.log

Tee komentosarjasta suoritettava

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

Suorittaaksesi komentosarjan käynnistyksen yhteydessä rekisteröin komentosarjan seuraavan komennon

sudo update-rc.d troubadix.sh oletusasetukset

Laita liitteenä oleva python-vahtikoira kotihakemistoon /home/pi/access_status.py Python-komentosarjan täytyy silmukoida. Ensimmäinen silmukka tarkistaa Internet -yhteyden ping -osoitteella www.google.com kahden sekunnin välein. Toisen silmukan avulla GPIO -nasta 17 vilkkuu Internetin nykyisestä tilasta riippuen.

Spotify connect -palvelun asennus on erittäin helppoa. Tässä on arkisto, joka isännöi asennuskomentosarjaa: https://github.com/dtcooper/raspotify Joten asennus on lopulta vain yksi komento.

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

Vaihe 6: Johtopäätös

Projektin aikana opin paljon. 5v-säätimen käyttäminen DC-DC-muuntimen sijasta varhaisessa prototyypissä oli huono idea. Mutta tämä virhe sai minut miettimään, mitä säädin todella tekee. Äänenlaadun parantaminen oli myös valtava oppimisprosessi. On olemassa syy, miksi ammattimainen äänenvahvistus on kuin rakettitiede:-)