Alto-falante WI-FI por Raspberry Pi: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este projeto é sobre como criar um alto-falante WI-FI. Eu tinha um alto-falante de computador velho e quebrado e um Raspberry Pi 1B não utilizado. Minha ideia básica era simplesmente colocar o pi no alto-falante antigo para atualizá-lo. Reutilize o material antigo sem criar novos resíduos. Acontece que o amplificador de alto-falante não funciona mais e decidi criar um amplificador de áudio simples. Finalmente, eu queria usar um serviço de conexão do Spotify para tocar música.

Suprimentos

Etapa 1: Coisas usadas para o projeto

Para configurar o alto-falante WI-FI, usei os seguintes suprimentos

• Raspberry Pi, pelo menos, modelo 1 B (~ 15 €)
• Caixa de som de computador antiga
• Conexão de áudio de 3,5 mm de fones de ouvido antigos
• Conversor DC-DC (0,39 €)
• Placa de áudio USB (10 €)
• Dongle USB WI-FI (9 €)
• Cabels
• CONDUZIU

Para a placa amplificadora, decidi usar o LM386N-4. Este IC é um amplificador simples com bons resultados para aplicações de áudio.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Resistores: 5Ω, 2x 1kΩ e 200Ω
• Capacitores: 4700µF, 1000µF, 100µF e 100nF
• Placa de circuito

Isso totaliza cerca de 36 €. Como eu já tinha quase tudo, só precisei comprar o conversor DC-DC, a placa de áudio USB e o LM386N.

Etapa 2: criar o circuito amplificador

O coração do amplificador é o LM386N-4. A família LM386N é um amplificador IC popular que é usado para muitos dispositivos portáteis de música, como CD-Player, caixas Bluetooth, etc. Já existem muitos tutoriais que descrevem este amplificador: https://www.instructables.com / howto / LM386 /

O circuito deste projeto foi inspirado principalmente neste tutorial do YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g e um grande amigo meu que me ajudou muito. Escolhi o LM386N-4 porque tem mais potência que os outros e resolvi acionar a placa com 12V.

A primeira etapa para criar a placa é testar o circuito em uma placa de ensaio. Minha primeira abordagem teve muitas interferências e ruídos. Finalmente, eu vim com a seguinte lista de pontos que melhoraram drasticamente a qualidade do som.

• Evite fios longos e cruzados. Realinhei componentes e reduzindo cabel.
• A caixa de som do meu projeto era um subwoofer, então o alto-falante deveria tocar baixas frequências. Eu integrei um segundo alto-falante para altas frequências que completa o som com um bom resultado.
• Use uma placa de áudio USB. O raspberry pi tem uma qualidade de áudio muito ruim, porque o conversor digital-analógico integrado não foi projetado para aplicações de áudio HIFI.
• Conecte o pino 2 apenas ao aterramento do sinal de áudio. O aterramento de 12 V e o aterramento da placa de áudio USB diferem com algum ruído. O LM386N amplifica a diferença do pino 2 e pino 3 e, portanto, o ruído também foi amplificado. Decidi não conectar o pino 2 com aterramento, mas apenas com o aterramento de áudio USB e finalmente o ruído desapareceu.

Etapa 3: Integrar alto-falante para altas frequências

A caixa de alto-falante que eu queria hackear era originalmente um subwoofer. Por causa disso, o alto-falante era muito ruim para altas frequências. Para resolver isso, adicionei um segundo alto-falante de uma caixa de alto-falante Bluetooth quebrada. Combinar os dois alto-falantes em paralelo resulta em um bom som para frequências altas e baixas.

Etapa 4: conectar todos os componentes

Decidi alimentar o amplificador com 12 Volts. A caixa já tinha um botão liga / desliga, então reutilizei. O próprio Raspberry Pi precisa de 5 Volts e 700-1000mA e eu conecto um stick USB WI-FI e uma placa de som USB. O desafio agora era baixar para 5v de 12v. Minha primeira tentativa foi usar o L7805, que é um Regulador de 5v. Aqui está uma descrição muito boa do regulador: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. No entanto, o desempenho dos reguladores lineares é muito ruim. Regulando de 12v a 5v queima (12v - 5v) * 1000mA = 7 Watt em apenas um componente. Isso seria um grande desperdício de energia.

Finalmente, decidi usar um conversor DC-DC. No DaoRier LM2596 LM2596S eu ajustei a placa para criar 5v. O conversor faz um ótimo trabalho e não reconheci nenhuma criação de calor naquela placa.

Um LED de status deve indicar o status do Raspberry Pi. A caixa de alto-falante já tinha um LED, então reutilizei esse. O LED precisa de 1,7 V e 20 mA. Portanto, um resistor deve queimar 3,3-1,7 V a 20mA:

R = U / I = (3,3v - 1,7v) / 20mA = 80Ω

Eu conectei o LED aos GPIOs Raspberry Pi. Aterre no pino 9 e a alimentação positiva no pino 11 (GPIO 17). Isso permite que o Pi indique o status (Power, WI-FI, Playing) por diferentes modos de piscar.

Etapa 5: configurar o Raspberry Pi

O Raspbian Buster Lite OS é totalmente suficiente. Liguei o Pi a um monitor e teclado para configurá-lo. O comando raspi-config permite configurar facilmente as credenciais WI-FI.

Um script de inicialização simples deve reproduzir um som de inicialização. Um script python deve verificar a conexão com a Internet. Se o Pi tiver acesso à Internet, o LED de status deve estar aceso, caso contrário, o LED deve piscar. Portanto, criei um script bash em init.d

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

Com o seguinte conteúdo

#! / bin / bash

### BEGIN INIT INFO # Fornece: 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 # Breve descrição: reproduzir o som inicial # Descrição: reproduzir o som inicial ### END INIT INFO # Iniciar o acesso à Internet watchdog python /home/pi/access_status.py &#Reproduzir o som inicial mpg123 /home/pi/startup.mp3 &> / home / pi / mpg123.log

Torne o script executável

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

Para executar o script na inicialização, registrei o script com o seguinte comando

padrões sudo update-rc.d troubadix.sh

Coloque o watchdog python anexado no diretório home /home/pi/access_status.py O python-script tem que fazer loops. O primeiro loop verifica a conexão com a Internet fazendo ping em www.google.com a cada 2 segundos. O segundo loop permite que o pino 17 do GPIO pisque, dependendo do status atual da Internet.

A instalação do serviço de conexão Spotify é muito fácil. Aqui está um repositório que hospeda um script de instalação: https://github.com/dtcooper/raspotify Então, finalmente, a instalação é apenas um único comando.

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

Etapa 6: Conclusão

Durante o projeto aprendi muito. Usar um regulador de 5 V em vez do conversor DC-DC em um protótipo inicial era uma má ideia. Mas esse erro me fez pensar sobre o que o Regulador realmente faz. As melhorias na qualidade do áudio também foram um grande processo de aprendizagem. Há uma razão pela qual a amplificação de áudio profissional é como a ciência do foguete:-)