O reprodutor de música MP3 Shuffle "Jumbleum": 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Para este projeto, decidi fazer um reprodutor poderoso e fácil de usar para usar em meu workshop.

Depois de experimentar alguns outros módulos de MP3, escolhi o módulo "DFPlayer Mini" barato e facilmente disponível.

Ele tem um modo de "reprodução aleatória" MAS, por ser aleatório, é possível repetir as músicas!

Meu projeto usa um microcontrolador PIC para "misturar" a música para tocar aleatoriamente sem repetições. (enquanto ligado).

Ele também supera as restrições em nomes de arquivos e pastas causadas pelo sistema de arquivos limitado do DFPlayers. Agora você pode colocar todos os seus arquivos de música diretamente em um cartão micro SD ou cartão de memória USB sem ter que renomeá-los ou se preocupar com os nomes das pastas.

Recursos

• Ao ligar, as músicas são misturadas para evitar repetições.
• Simplesmente controlado por um botão giratório, gire para o volume, pressione para a próxima música!
• Usa um módulo MP3 “DFPlayer” pronto para tocar até 32 Gb de músicas!
• As músicas podem ser reproduzidas a partir de um cartão Micro-SD ou stick USB
• LEDs RGB para iluminação ambiente durante a reprodução e indicações de status.
• Usa dois módulos amplificadores de potência Classe-D de 60W.
• Um sensor pausa a reprodução quando nenhum movimento do usuário é detectado.
• Também pode ser controlado por um controle remoto IR (protocolo NEC)
• Botão para escolher e salvar os modos de equalização
• A configuração do volume é salva mesmo após desligar.
• O amplificador é silenciado entre as faixas e desligado para evitar “estalos”.

Para o caso, usei um reprodutor de streaming de TV antigo "Boxee Box" que foi descontinuado pelo fabricante em 2012.

Etapa 1: suprimentos e ferramentas

• Módulo regulador D-SUN 3 Amp (Ebay ou Aliexpress)
• Módulo Mini MP3 DFPLAYER (Ebay ou Aliexpress)
• TPA3118 PBTL MONO 60W MÓDULO AMPLIFICADOR (Ebay ou Aliexpress) X 2
• Microcontrolador PIC PIC18F14K50-I / P (tipo DIP)
• 100uF Capacitor Radial Eletrolítico 25V Trabalhando
• 47uF Capacitor Radial Eletrolítico 16V Trabalhando
• 0,1uF Capacitor 2,5 mm Y5V Cerâmica 50V trabalhando X 5
• 0,47uF Capacitor 2,5 mm Y5V Cerâmica 50V funcionando
• 100uF Capacitor Radial Eletrolítico 16V Trabalhando X 2
• Díodo de barreira Schottky BAT85
• Fusível 3A poli reinicializável (30v funcionando)
• Comprimentos de tira de cabeçote de pino de 2,54 mm para cortar conforme necessário
• Soquetes de crimpagem fêmea tipo "Dupont" 2,54 mm. 2 vias X 3 e 3 vias X 3
• 2.1mm DC Socket PCB R / Angle Mount
• USB A fêmea através do soquete PCB
• BC327 Transistor TO-92L
• Resistor de filme de carbono 10k 1 / 8W (5%)
• Resistor de filme de carbono 22R 1 / 8W (5%) X 2
• Resistor de filme de carbono 470R 1 / 8W (5%)
• Resistor de filme de carbono 10K 1 / 8W (5%) X 9
• Resistor de filme de carbono 100R 1 / 8W (5%)
• Resistor de filme de carbono 1K 1 / 8W (5%)
• Potenciômetro predefinido de 10k 6mm X 2
• Codificador giratório com interruptor tipo EC11 (Ebay ou Aliexpress)
• LED endereçável PL9823 5mm ou WS2812B SMD (1 ou mais)
• Receptor infravermelho TL1838 VS1838B HX1838 - OPCIONAL (Ebay ou Aliexpress) (Ver Etapa 6)
• Módulo Sensor de Radar de Microondas RCWL-0516 - OPCIONAL (Ebay ou Aliexpress)
• Soquete de 28 pinos DIP / DIL PCB IC (0,3 ") (para o PIC)
• Botão pequeno (normalmente aberto)
• Controle remoto infravermelho IR (Protocolo NEC) - OPCIONAL (Ebay) (Consulte a Etapa 6)
• Botão para codificador rotativo
• Terminais de alto-falante de carga de mola de 4 vias (Ebay)
• Placa de PCB de cobre de dupla face com 1,6 mm de espessura
• Adaptador de energia DC (fonte de alimentação 12 V 5 Amp ou 19,5 V 4 Amp PC)
• Alto-falantes X 2 (usei impedância de 6 Ohms de até 65 W)
• Solda
• Fio de equipamento
• Papel para impressora a laser "transferência de toner"
• Ferramentas de gravação PCB - Cloreto férrico e recipiente de plástico, etc.
• Parafusos e porcas distantes de plástico PCB X 4
• Parafusos e porcas M3 (para terminais de alto-falante) X 4

• Manga termorretrátil

Ferramentas

• Ferro de soldar pequeno e fino.
• Óculos de segurança para uso durante a soldagem, gravura etc.
• Impressora a laser com alimentação manual de papel (para método de PCB de transferência de toner)
• Ferro doméstico (para método de PCB de transferência de toner)
• Correia de pulso ESD (para manusear peças sensíveis à estática)
• Broca PCB
• Brocas PCB, 0,8 mm, 1 mm e uma broca escalonada (3-13 mm)
• Alicates, cortadores, serra fina, lima
• PC
• Programador Microchip PIC (por exemplo, Pickit2)
• Software programador autônomo Microchip MPLAB ou PICkit2
• Pistola de cola quente derretida e bastões de cola
• Ferramenta giratória tipo "Dremel"
• Ferramenta de crimpagem (SN-28B) para soquetes "Dupont" (Ebay ou Aliexpress)

Etapa 2: Diagrama de circuito e como funciona

Microcontrolador Microchip PIC

O coração do circuito é um microcontrolador Microchip PIC18F14K50. Este chip foi escolhido por possuir memória suficiente apenas para embaralhar a música, bastante pequeno (20 pinos) e de baixo custo. Ele é programado em Assembler Language para controlar um módulo DFPlayer Mini MP3 usando um protocolo de dados seriais. (9600 Baud).

Módulo Dfplayer MP3

O módulo DFPlayer é um dispositivo de custo muito baixo para reproduzir arquivos MP3 usando um suporte Mini-SDCard integrado ou através de um stick USB externo, se instalado. Ele tem uma saída DAC de 24 bits e um amplificador de 2 watts (não usado neste projeto). Este módulo está facilmente disponível no Ebay.

Ele tem alguns problemas.

• O layout do módulo causa alguma interferência de ruído audível (particularmente ao selecionar uma música ou ao tocar seções muito silenciosas.
• Nem todos os vendedores fornecem os módulos com o chip YX5200-24SS original. (Alguns dos chips alternativos podem não funcionar como esperado.)

Este design tenta minimizar o problema de ruído silenciando os módulos do amplificador sempre que a música não estiver tocando.

O PCB possui planos de solo para ajudar a reduzir o ruído. (Não use placa de ensaio!).

Ao ligar, o PIC solicita o número total de músicas disponíveis no cartão SD do DFplayer ou no stick USB.

Ele confunde essas músicas e, em seguida, comanda o jogador para começar a tocar.

A seqüência de reprodução completa é mantida na memória PIC enquanto ligado. Isso garante que, enquanto ligado, uma melodia não pode ser repetida até que todas as melodias do SD-CARD tenham sido tocadas.

Quando uma música termina, a linha ocupada do jogador fica alta, o PIC seleciona a próxima música e envia o comando de reprodução para o jogador.

Codificador rotativo

O volume do player é controlado por um codificador rotativo. Em cada rotação do botão, o PIC detecta a direção da curva e envia comandos ao jogador para definir o novo nível de volume. O nível de volume selecionado é salvo no eeprom PIC para ser retido mesmo após o desligamento.

O botão rotativo do codificador

Um toque curto instrui o PIC a selecionar uma nova melodia. Se o botão for mantido pressionado por alguns segundos, o PIC interrompe a melodia atual e silencia os amplificadores. O próximo toque do botão seleciona e reproduz uma nova melodia.

O botão EQ

Cada vez que o botão EQ é pressionado, o PIC alterna entre os modos de EQ disponíveis e envia o comando ao reprodutor. O modo escolhido é salvo no eeprom.

Os seis modos de EQ disponíveis são indicados pela cor do led RGB:

1. Desligado (sem EQ)
2. Vermelho (Pop)
3. Verde (Pedra)
4. Azul (Jazz)
5. Branco (Clássico)
6. Magenta (Baixo)

Esses modos de equalização não parecem corresponder muito bem às suas descrições! (O modo Blue (Jazz) é o meu favorito).

Módulo regulador de tensão D-SUN

O microcontrolador PIC, o módulo DFplayer e os LEDs RGB são alimentados a 5 V por um módulo regulador de comutação de alta eficiência D-Sun 3 Amp. (disponível no Ebay).

O módulo regulador possui um resistor variável que deve ser ajustado para produzir exatamente 5 Volts antes de conectá-lo a qualquer parte do circuito. Como alternativa, há uma versão semelhante do módulo regulador D-SUN disponível em alguns vendedores do Ebay que tem uma saída fixa de 5V. Parece idêntico ao módulo original, exceto que o pequeno resistor variável foi substituído por um resistor SMD de 44,2KOhm (63C).

Módulos amplificadores TPA3118

Os dois módulos amplificadores de potência de 60 W TPA3118 Classe D (Digital) são alimentados diretamente de uma fonte de alimentação CC externa que pode ser entre 8 a 19,5 Volts com classificação de pelo menos 3 Amps. (Um adaptador de força de laptop de 12 V ou 19,5 V pode ser usado).

O chip TPA3118 é na verdade um amplificador estéreo de 30W que está sendo usado no modo mono (PBTL) para atingir um máximo de 60W de potência a 10% THD (usando um alto-falante de 4 Ohms e fonte de alimentação de 21V).

Na realidade, cerca de 30W no máximo por módulo é possível com menos de 1% THD, pois eles não têm um dissipador de calor. Há uma entrada “Standby” (mudo) em cada módulo. Isso é comutado pelo transistor PNP Q1. O PIC os coloca em modo de espera sempre que não estiverem tocando músicas e também durante o desligamento, o diodo D1 e o capacitor C11 mantêm uma tensão para manter o Q1 ligado por tempo suficiente para evitar o “estouro” do alto-falante.

O jumper JP1 define o sinal de polaridade de espera para corresponder ao Módulo de amplificador (isso permite que diferentes tipos de módulo de amplificador sejam usados, se desejar).

LED / s RGB endereçável

A iluminação ambiente e de status é fornecida por um ou mais LEDs RGB endereçáveis. Pode ser usado um furo passante de 5 mm do tipo PL9823 ou SMD WS2812B.

O jumper JP2 precisa ser definido para corresponder ao tipo de LED, pois eles têm tabelas de cores ligeiramente diferentes. Isso garante que as cores de status corretas sejam sempre exibidas.

Se mais de um LED for usado, ele pode ser conectado em paralelo com o primeiro. (O pino Data OUT não é usado).

Controle remoto

Um sensor remoto VS1838B IR 38Khz pode ser instalado no J4. Isso permite que o reprodutor seja opcionalmente controlado por um controle remoto IR do protocolo NEC.

O controle remoto executa as mesmas funções (Volume, Próxima faixa, Parar e seleção de EQ) mais Pausar / Reiniciar. O controle remoto foi obtido no Ebay.

O reprodutor é pré-programado para funcionar com os códigos de tecla NEC desse modelo exato. Outros tipos que usam o protocolo NEC podem ser configurados (consulte a seção Configuração do controle remoto a seguir).

Sensor de Movimento

Isso pausa o player se ninguém estiver ouvindo. Um sensor de movimento corporal pode ser conectado ao J5. Um módulo de micro-ondas “radar” tipo RCWL-0516 funciona bem porque tem boa sensibilidade / alcance de movimento e pode ser facilmente encaixado dentro da caixa do mp3 player (não de metal).

Qualquer movimento detectado mantém as músicas tocando. Se não houver movimento em 5 minutos, o jogador pausa a melodia e coloca os amplificadores no modo de espera. Quando o movimento é detectado novamente, a melodia é retomada.

Se o sensor de movimento não estiver instalado, o player não desligará.

Etapa 3: construção

Fiz o PCB usando o "método de transferência de toner" em uma placa de dupla face (aproximadamente 10,3 x 7,3 cm). Veja os dois arquivos PDF no final desta seção (um para cada camada de cobre). Imprima-os na transferência de toner papel usando uma impressora a laser em escala 100%. As duas folhas de transferência precisam ser precisamente alinhadas. (Obtive melhores resultados usando papel de transferência especial (folhas amarelas finas brilhantes) obtido no Ebay ou Aliexpress).

O regulador D-SUN precisa ser preparado soldando pares de pinos principais de 2,54 mm ao lado do componente dos orifícios de entrada e saída do módulo, conforme mostrado na foto. (isso permite que o módulo seja instalado de cabeça para baixo no pcb posteriormente). Conecte uma fonte de alimentação CC (cerca de 9-12 V) aos pinos IN + e IN- e meça a tensão nos pinos OUT + e OUT-. Ajuste o pequeno resistor variável para obter a tensão o mais próximo possível de 5,00 V. O ajuste do resistor é muito sensível, se 5,00 V for difícil de conseguir, ajuste-o ligeiramente abaixo.

Os dois módulos TPA3118 Amp podem ser montados com pinos de cabeçalho no lado inferior para encaixe na PCB. Uma pequena modificação pode ser feita para melhorar a qualidade do som. Por padrão, o ganho do amplificador é predefinido muito alto (36dB) para o volume máximo. Isso causa algum chiado e instabilidade. Ele pode ser opcionalmente reduzido para 20dB, resultando em muito menos chiado e melhor qualidade de áudio (em detrimento do volume máximo), removendo um resistor SMD R27 em cada módulo.

O resistor R27 (veja a foto) pode ser removido aquecendo-o cuidadosamente com uma ponta de ferro de solda fina e removendo-o com uma pinça. (É um resistor muito pequeno, uma lupa pode ser necessária para fazer isso!).

Jumper JP1 (polaridade muting do amplificador)

Ao usar o módulo TPA3118 padrão. Jumper os dois pads esquerdos de JP1 como mostrado na foto.

Jumper JP2 (tipo RGB LED)

Se estiver usando WS2812 LED, faça um jumper dos dois pads esquerdos de JP2 conforme mostrado na foto.

Para LEDs do tipo PL9223, conecte os dois blocos direitos de JP2.

Etapa 4: Software

Aqui está o firmware do arquivo HEX para o microcontrolador PIC18F14K50.

Etapa 5: preparando o cartão de memória e os arquivos MP3

O player pode usar um cartão Micro-SD ou um stick USB com capacidade de até 32 GB.

Antes da primeira utilização, o cartão de memória / stick deverá ser formatado em um PC.

Se a capacidade do cartão for inferior a 4 GB, os PCs geralmente usam automaticamente o sistema de arquivos FAT ou FAT16 (o que é bom).

Se o cartão tiver mais de 4 GB, pode ser necessário selecionar manualmente o sistema de arquivos FAT32 ao formatar para que funcione.

Se você tiver uma coleção de músicas muito grande para caber no cartão de memória, use um programa gerenciador de música como o MediaMonkey para criar uma nova lista de reprodução. Edite a nova lista de reprodução e classifique por “aleatório” para misturar toda a sua coleção de músicas. Em seguida, escolha a opção “Enviar para” e depois “Copiar pasta” e selecione copiar para a letra da unidade do cartão de memória. O MediaMonkey irá então copiar uma seleção aleatória de sua coleção de músicas para o cartão de memória até que esteja cheio.

Etapa 6: verificações iniciais e configuração

Ao ligar, o LED RGB deve brilhar em azul. O DFPlayer tem um LED vermelho ou azul que deve acender quando começa a tocar. O LED RGB deve começar a mudar lentamente de cor. Gire o botão para verificar se ele controla o volume corretamente. (Se ele diminuir quando girado no sentido horário, as conexões dos pinos A e B no codificador precisam ser transpostas). Pressione o botão e a próxima música deve ser reproduzida. Ajuste os dois resistores variáveis para obter o melhor volume e equilíbrio dos alto-falantes.

Configuração do controle remoto

Apenas o protocolo de controle remoto NEC é compatível. O reprodutor é pré-programado para funcionar com o controle remoto mostrado na foto acima.

Eu o obtive no Ebay (descrito como: HX1838 VS1838 Arduino Infrared IR Wireless Remote Control Sensor Module Kits). Ele veio completo com o sensor IR em um pequeno PCB.

Possui os botões de seta abaixo do teclado, conforme mostrado na foto.

(Um tipo semelhante disponível marcado "KEYES" com os botões de seta acima do teclado tem diferentes códigos de tecla que exigem que você programe-o conforme mostrado abaixo)

Se o seu controle remoto não for exatamente igual à foto acima, será necessário configurá-lo:

• Mantenha o botão do codificador pressionado e ligue a alimentação. (O LED deve piscar em verde)
• Solte o botão (o LED para de piscar e fica verde claro).
• Pressione o botão do controle remoto que deseja usar para a próxima sintonia, por exemplo ">"
• O jogador deve então começar a tocar uma música e o LED fica vermelho.
• Pressione o botão remoto para usar para AUMENTAR O VOLUME, por exemplo "^"
• O LED deve ficar amarelo.
• Pressione o botão remoto para usar para BAIXAR VOLUME, por exemplo "v"
• O LED deve ficar verde
• Pressione o botão remoto para usar para PARAR, por exemplo "OK"
• O LED deve ficar azul celeste • Pressione o botão remoto para usar em PAUSA, por exemplo, “#”
• O LED deve ficar violeta • Pressione o botão remoto para usar para EQ, por exemplo, “1”
• O LED deve ficar branco por 1,5 segundos
• Em seguida, o LED pisca verde
• Pressione o botão Codificador até que o LED pare de piscar - para salvar as configurações.

Etapa 7: códigos de erro

LED pisca rapidamente em azul - ou Nenhum cartão SD, pendrive USB ou arquivos encontrados

Se isso acontecer ao ligar - Verifique se o cartão SD ou pendrive USB está formatado corretamente e os arquivos mp3 estão presentes. Se isso acontecer durante a reprodução, pode haver um problema de leitura de um arquivo devido a um cartão SD / pendrive USB lento ou incompatível. Tente usar um stick sdcard / USB diferente.

LED pisca rapidamente em vermelho - tempo limite aguardando a inicialização do módulo Dfplayer

Isso pode ocorrer na inicialização se o módulo dfplayer falhar ao inicializar em 5 segundos. Isso pode ser causado por um cartão SD / USB incompatível ou lento, um módulo Dfplayer com defeito ou uma falha de circuito.

Tente usar um cartão SD / USB diferente. Se ainda for o mesmo, remova o stick sdcard / usb e ligue-o. O LED agora deve piscar em verde se o Dfplayer estiver funcionando. Se ainda piscar em vermelho, verifique toda a fiação ou substitua o módulo Dfplayer.

LED pisca rapidamente em Verde - Nenhum cartão SD ou pen drive foi encontrado na inicialização

Insira um cartão SD ou pendrive USB.

Etapa 8: Colocando em uma Caixa

Você provavelmente poderia colocá-lo em uma caixa de plástico de uso geral ou em alguma outra caixa de equipamento redundante.

Eu tinha uma velha caixa de streaming de TV "Boxee Box" por aí desde que o fabricante interrompeu o suporte para ela em 2012

Tirei as placas eletrônicas e montei novamente as duas metades do chassi de metal que seguravam a placa principal. Furei orifícios na parte superior do chassi e coloquei espaçadores de plástico para segurar a nova placa (apenas três espaçadores puderam ser colocados porque o chassi boxee tinha um grande corte onde o quarto espaçador deve ir.)

Eu mantive o botão e o cabo boxee (alimentação) para serem reutilizados como o botão EQ.

O boxee tinha um logotipo iluminado no painel frontal. Tirei os dois leds originais e substituí-os por dois leds de pixel WS2812 RGB fixados com cola quente.

(Eu também alterei o logotipo "BOXEE" para mostrar "BOX" usando um pouco de tinta preta.)

Um orifício foi feito na parte superior para o codificador rotativo.

O painel traseiro teve que ter vários recortes feitos cuidadosamente com um cortador rotativo "Dremel" e lima para a alimentação, soquete USB, slot para cartão SD e os dois conectores de alto-falante.

O receptor remoto IR foi encaixado no painel frontal perto do logotipo, perfurando um pequeno orifício parcialmente no plástico preto, apenas o suficiente para alcançar a folha de plástico transparente do painel frontal (e raspando o revestimento preto traseiro). Foi então fixado coloque com cola termofusível.

O sensor de movimento "radar" foi isolado com luva termorretrátil e colado no painel frontal.

A caixa foi então montada de volta (é difícil fazer tudo voltar junto!).