WI-FI-høyttaler av Raspberry Pi: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Dette prosjektet handler om å lage en WI-FI-høyttaler. Jeg hadde en gammel ødelagt datamaskinhøyttaler og en ubrukt Raspberry Pi 1B. Min grunnleggende idé var å ganske enkelt sette pi i den gamle høyttaleren for å oppgradere den. Gjenbruk gamle ting uten å lage nytt avfall. Det viste seg at høyttalerforsterkeren ikke fungerer lenger, og jeg bestemte meg for å lage en enkel lydforsterker. Til slutt ønsket jeg å bruke en Spotify connect -tjeneste for å spille musikk.

Rekvisita

Trinn 1: Ting som brukes til prosjektet

For å sette opp WI-FI-høyttaleren brukte jeg følgende rekvisita

• Bringebær Pi minst modell 1 B (~ 15 €)
• Gammel datamaskinhøyttalerboks
• 3,5 mm lydtilkobling fra gamle hodetelefoner
• DC-DC-omformer (0,39 €)
• USB -lydkort (10 €)
• USB WI-FI-dongle (9 €)
• Kabler
• LED

For forsterkerkortet bestemte jeg meg for å bruke LM386N-4. Denne IC er en enkel forsterker med gode resultater for lydapplikasjoner.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Motstander: 5Ω, 2x 1kΩ og 200Ω
• Kondensatorer: 4700µF, 1000µF, 100µF og 100nF
• Kretskort

Det utgjør omtrent 36 €. Fordi jeg allerede hadde det meste, måtte jeg bare kjøpe DC-DC-omformeren, USB-lydkortet og LM386N.

Trinn 2: Lag forsterkerkretsen

Hjertet til forsterkeren er LM386N-4. LM386N-Family er en populær forsterker-IC som brukes til mange bærbare musikkenheter som CD-spiller, Bluetooth-bokser, etc. Det er allerede mange opplæringsprogrammer som beskriver denne forsterkeren: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Kretsen for dette prosjektet var hovedsakelig inspirert av denne YouTube -opplæringen: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g og en god venn av meg som hjalp meg mye. Jeg velger LM386N-4 fordi den har mer kraft enn de andre, og jeg bestemte meg for å kjøre brettet med 12V.

Det første trinnet for å lage brettet er å teste kretsen på et brødbrett. Min første tilnærming hadde mange forstyrrelser og lyder. Til slutt kom jeg med følgende liste over punkter som forbedret lydkvaliteten dramatisk.

• Unngå lange og kryssende ledninger. Jeg justerte komponentene og reduserte kabelen.
• Høyttalerboksen til prosjektet mitt var en subwoofer, så høyttaleren skulle spille lave frekvenser. Jeg integrerte en andre høyttaler for høye frekvenser som fullfører lyden til et fint resultat.
• Bruk et USB -lydkort. Bringebær-pi som en veldig dårlig lydkvalitet, fordi den innebygde digital-analoge omformeren ikke var designet for HIFI-lydapplikasjoner.
• Koble pin 2 bare til bakken av lydsignalet. Bakken til 12V og bakken til USB -lydkortet er forskjellig med noe støy. LM386N forsterker forskjellen på Pin 2 og Pin 3, og derfor ble støyen også forsterket. Jeg bestemte meg for ikke å koble Pin 2 til bakken, men bare med USB-audio-bakken og til slutt forsvant støyen.

Trinn 3: Integrer høyttaler for høye frekvenser

Høyttalerboksen jeg ønsket å hacke var opprinnelig en subwoofer. Fordi høyttaleren ofte var dårlig for høye frekvenser. For å løse det, la jeg til en andre høyttaler fra en ødelagt Bluetooth -høyttalerboks. Ved å kombinere de to høyttalerne parallelt resulterer det i god lyd for både høye og lave frekvenser.

Trinn 4: Koble til alle komponenter

Jeg bestemte meg for å slå forsterkeren på med 12 volt. Boksen hadde allerede en strømbryter, så jeg brukte den igjen. Selve Raspberry Pi trenger 5 volt og 700-1000mA, og jeg kobler til en USB WI-FI-pinne og et USB-lydkort. Utfordringen nå var å komme ned til 5v av 12v. Mitt første forsøk var å bruke L7805, det vil si en 5v regulator. Her er en veldig god beskrivelse av regulatoren: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Imidlertid er ytelsen til lineære regulatorer veldig dårlig. Regulering fra 12v til 5v brannsår (12v - 5v) * 1000mA = 7 Watt i bare en komponent. Det ville være et enormt sløsing med energi.

Til slutt bestemte jeg meg for å bruke en DC-DC-omformer. På DaoRier LM2596 LM2596S justerte jeg brettet for å lage 5v. Omformeren gjør en god jobb, og jeg kjente ikke igjen varmeskapning på det brettet.

En status -LED skal indikere statusen til Raspberry Pi. Høyttalerboksen hadde allerede en LED, så jeg brukte den igjen. Lysdioden trenger 1.7v og 20mA. Så en motstand må brenne 3,3-1,7v ved 20mA:

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

Jeg koblet LED -en til Raspberry Pi GPIO -ene. Jord til Pin 9 og positiv tilførsel til Pin 11 (GPIO 17). Dette gjør at Pi kan indikere status (strøm, WI-FI, avspilling) med forskjellige blinkende moduser.

Trinn 5: Sett opp Raspberry Pi

Raspbian Buster Lite OS er helt tilstrekkelig. Jeg koblet Pi til en skjerm og et tastatur for å konfigurere den. Med raspi-config-kommandoen kan du enkelt konfigurere WI-FI-legitimasjonen.

Et enkelt oppstartsskript skal spille en oppstartlyd. Et python -skript bør sjekke internettforbindelsen. Hvis Pi har internettilgang, skal statuslampen være på, ellers bør LED -en blinke. Derfor opprettet jeg et bash -skript i init.d

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

Med følgende innhold

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Leverer: startsound # Required-Start: $ local_fs $ network $ remote_fs # Required-Stop: $ local_fs $ network $ remote_fs # Standard-Start: 2 3 4 5 # Standard-Stop: 0 1 6 # Kort beskrivelse: spill startlyd # Beskrivelse: Spill startlyd ### SLUTT INIT INFO # Start internettilgang vaktbikkje python /home/pi/access_status.py &#Spill startlyd mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ home/pi/mpg123.log

Gjør skriptet kjørbart

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

For å utføre skriptet ved oppstart registrerte jeg skriptet følgende kommando

sudo update-rc.d troubadix.sh standardinnstillinger

Sett den vedlagte python-vakthunden i hjemmekatalogen /home/pi/access_status.py Python-skriptet må sløyfes. Den første sløyfen sjekker internettforbindelsen ved å pinge www.google.com hvert 2. sekund. Den andre sløyfen lar GPIO Pin 17 blinke, avhengig av gjeldende internettstatus.

Installasjonen av Spotify connect -tjenesten er veldig enkel. Her er et depot som er vert for et installasjonsskript: https://github.com/dtcooper/raspotify Så endelig er installasjonen bare en enkelt kommando.

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

Trinn 6: Konklusjon

I løpet av prosjektet lærte jeg mye. Å bruke en 5v-regulator i stedet for DC-DC-omformeren i en tidlig prototype var en dårlig idé. Men den feilen fikk meg til å tenke på hva regulatoren egentlig gjør. Forbedringene av lydkvaliteten var også en enorm læringsprosess. Det er en grunn til at profesjonell lydforsterkning er som rakettvitenskap:-)