WI-FI højttaler fra Raspberry Pi: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Dette projekt handler om at oprette en WI-FI højttaler. Jeg havde en gammel ødelagt computerhøjttaler og en ubrugt Raspberry Pi 1B. Min grundtanke var simpelthen at sætte pi'en i den gamle højttaler for at op-cykle den. Genbrug gamle ting uden at skabe nyt affald. Det viste sig, at højttalerforstærkeren ikke længere virker, og jeg besluttede at oprette en simpel lydforstærker. Endelig ville jeg bruge en Spotify -forbindelsestjeneste til at afspille musik.

Forbrugsvarer

Trin 1: Ting, der bruges til projektet

Til opsætning af WI-FI-højttaleren brugte jeg følgende forbrugsvarer

• Hindbær Pi mindst model 1 B (~ 15 €)
• Gammel computer højttalerkasse
• 3,5 mm lydforbindelse fra gamle hovedtelefoner
• DC-DC-omformer (0,39 €)
• USB -lydkort (10 €)
• USB WI-FI-dongle (9 €)
• Kabler
• LED

Til forstærkerkortet besluttede jeg at bruge LM386N-4. Denne IC er en simpel forstærker med gode resultater til lydapplikationer.

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

Det beløber sig til cirka 36 €. Fordi jeg allerede havde de fleste ting, skulle jeg bare købe DC-DC-konverteren, USB-lydkortet og LM386N.

Trin 2: Opret forstærkerkredsløbet

Forstærkerens hjerte er LM386N-4. LM386N-familien er en populær forstærker-IC, der bruges til mange bærbare musikkenheder som f.eks. CD-afspiller, Bluetooth-bokse osv. Der er allerede en masse tutorials, der beskriver denne forstærker: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Kredsløbet til dette projekt var hovedsageligt inspireret af denne YouTube -vejledning: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g og en god ven af mig, der hjalp mig meget. Jeg vælger LM386N-4, fordi den har mere effekt end de andre, og jeg besluttede at køre tavlen med 12V.

Det første trin til at oprette tavlen er at teste kredsløbet på et brødbræt. Min første tilgang havde mange forstyrrelser og lyde. Endelig kom jeg med følgende liste over punkter, der forbedrede lydkvaliteten dramatisk.

• Undgå lange og krydsende ledninger. Jeg justerede komponenter og reducerede kabler.
• Højttalerboksen i mit projekt var en subwoofer, så højttaleren skulle afspille lave frekvenser. Jeg integrerede en anden højttaler til høje frekvenser, der fuldender lyden til et flot resultat.
• Brug et USB -lydkort. Hindbær pi som en meget dårlig lydkvalitet, fordi den indbyggede digital-analoge konverter ikke var designet til HIFI-lydprogrammer.
• Tilslut Pin 2 bare til jorden af lydsignalet. Jorden på 12V og jorden på USB -lydkortet adskiller sig med en vis støj. LM386N forstærker forskellen på Pin 2 og Pin 3, og derfor blev støjen også forstærket. Jeg besluttede ikke at forbinde Pin 2 med jord, men bare med USB-audio-jorden og til sidst forsvandt støjen.

Trin 3: Integrer højttaler til høje frekvenser

Højttalerboksen, jeg ville hacke, var oprindeligt en subwoofer. Fordi højttaleren ofte var meget dårlig til høje frekvenser. For at løse det tilføjede jeg en anden højttaler fra en ødelagt Bluetooth -højttalerboks. Kombination af de to højttalere parallelt resulterer i god lyd til både høje og lave frekvenser.

Trin 4: Tilslut alle komponenter

Jeg besluttede at drive forstærkeren med 12 volt. Boksen havde allerede en afbryder, så jeg genbrugte den. Selve Raspberry Pi har brug for 5 volt og 700-1000mA, og jeg tilslutter en USB WI-FI-stick og et USB-lydkort. Udfordringen nu var at komme ned til 5v ud af 12v. Mit første forsøg var at bruge L7805, det er en 5v regulator. Her er en meget god beskrivelse af regulatoren: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Imidlertid er ydelsen af lineære regulatorer meget dårlig. Regulering fra 12v ned til 5v forbrændinger (12v - 5v) * 1000mA = 7 Watt i kun en komponent. Det ville være et massivt spild af energi.

Endelig besluttede jeg mig for at bruge en DC-DC-omformer. På DaoRier LM2596 LM2596S justerede jeg tavlen til at skabe 5v. Konverteren gør et godt stykke arbejde, og jeg genkendte ikke nogen varmeskabelse på dette bord.

En status -LED skal angive status for Raspberry Pi. Højttalerboksen havde allerede en LED, så jeg genbrugte den. LED'en har brug for 1.7v og 20mA. Så en modstand skal brænde 3,3-1,7v ved 20mA:

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

Jeg tilsluttede LED'en til Raspberry Pi GPIO'erne. Jord til Pin 9 og den positive forsyning til Pin 11 (GPIO 17). Dette gør det muligt for Pi at angive status (strøm, WI-FI, afspilning) ved forskellige blinkende tilstande.

Trin 5: Konfigurer Raspberry Pi

Raspbian Buster Lite OS er helt tilstrækkeligt. Jeg sluttede Pi til en skærm og et tastatur for at konfigurere den. Raspi-config-kommandoen giver dig mulighed for let at konfigurere WI-FI-legitimationsoplysningerne.

Et simpelt opstartsscript skal afspille en startlyd. Et python -script skal kontrollere internetforbindelsen. Hvis Pi har internetadgang, skal status -LED'en være tændt, ellers skal LED'en blinke. Derfor oprettede jeg et bash script i init.d

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

Med følgende indhold

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Giver: 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: afspil startlyd # Beskrivelse: Afspil startlyd ### END INIT INFO # Start internetadgang vagthund python /home/pi/access_status.py &#Play start sound mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ home/pi/mpg123.log

Gør scriptet eksekverbart

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

For at udføre scriptet ved opstart registrerede jeg scriptet følgende kommando

sudo update-rc.d troubadix.sh standardindstillinger

Læg den vedhæftede python-vagthund i hjemmemappen /home/pi/access_status.py Python-scriptet skal sløjfer. Den første sløjfe tjekker internetforbindelsen ved at pinge www.google.com hvert andet sekund. Den anden sløjfe lader GPIO Pin 17 blinke, afhængigt af den aktuelle internetstatus.

Installationen af Spotify connect -tjenesten er meget let. Her er et lager, der er vært for et installationsskript: https://github.com/dtcooper/raspotify Så endelig er installationen kun en enkelt kommando.

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

Trin 6: Konklusion

Under projektet lærte jeg meget. At bruge en 5v-regulator i stedet for DC-DC-omformeren i en tidlig prototype var en dårlig idé. Men den fejl fik mig til at tænke over, hvad regulatoren egentlig gør. Forbedringerne af lydkvaliteten var også en enorm læringsproces. Der er en grund til, at professionel lydforstærkning er som raketvidenskab:-)