Wood and 3D Printed ESP32 Webradio: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Neste Instructable vou mostrar como fazer uma webradio / "SDcard MP3" player usando um ESP32 e como fazer uma caixa impressa em 3D com detalhes em madeira para ela.

Minha mãe mudou-se recentemente para uma nova casa e queria substituir o velho boombox que costumava tocar música no banheiro, então projetei este rádio para caber especificamente em uma prateleira no novo banheiro. Não é um sistema HiFi, mas é bom o suficiente para cantar algumas músicas no chuveiro.

O software é de um projeto GitHub incrível de Ed Smallenburg. Ele foi escrito para o IDE do Arduino e está muito bem documentado, então mesmo que você não saiba muito sobre o ESP32, ou como programá-lo, você não deverá ter problemas para fazer isso funcionar: https://github.com / Edzelf / ESP32-Radio

Você vai precisar de:

• Um ESP32 Dev Kit
• Uma placa decodificadora de MP3 VS1053B
• Um display LCD TFT de 1,8 "com slot para cartão SD
• Um amplificador de áudio estéreo de classe D
• Alto-falantes estéreo 3W 4Ohm
• A Placa Breakout USB Micro-B
• Fios de jumpers flexíveis
• Botão A (ON-OFF)
• Parafusos e porcas da máquina M3
• Folheado de madeira (nogueira contrasta bem com PLA preto)
• Qualquer impressora 3D FFF ou serviço de impressão, como hubs 3D
• Faca Utiliy
• Verniz para madeira
• Cola CA
• Cola quente

Etapa 1: programe o ESP32

Vamos começar carregando o ESP32 com o software e configurar quais pinos queremos usar. Baixe o repositório GitHub como um arquivo zip ou clone-o em seu computador a partir daqui. Descompacte o arquivo e abra o arquivo.ino principal no IDE do Arduino. Conecte o ESP32 ao seu computador por meio de um cabo USB.

Se você nunca usou um ESP32 com o Arduino IDE, adicione a seguinte URL à lista de "Alternative Board Manager URL's" nas preferências do IDE: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.js. Em seguida, vá para Ferramentas> Placa> Boardmanager…, procure por "ESP32" e instale o novo boardmanager. Uma vez instalado, você pode escolher o "ESP32 Dev Module" na lista de placas.

Você pode precisar instalar algumas bibliotecas adicionais, mas se for o caso, o IDE irá notificá-lo sobre isso quando tentar fazer o upload do código para a placa pela primeira vez. O site do Arduino explica como adicionar bibliotecas muito bem.

Depois de fazer o upload do código, o ESP criará um AP WiFi a partir do qual você pode acessar uma interface da web onde pode alterar a configuração do webradio. Os detalhes podem mudar no futuro, conforme o projeto se desenvolve, então farei um link para a documentação em PDF em vez de repetir o que já foi escrito.

Na janela de configuração, você pode inserir um ou vários conjuntos de credenciais WiFi, alterar alguns dos pinos usados no ESP, bem como adicionar e remover até 100 predefinições de estação de rádio.

Etapa 2: imprimir a caixa

Projetei a caixa da webradio no Fusion360 e imprimi em PLA preto na minha impressora 3D. O design consiste em um corpo principal, com uma placa dianteira e traseira que se encaixam no lugar. Todas as peças são impressas com suporte mínimo. Incluí os arquivos.f3d, bem como os arquivos.stl, portanto, sinta-se à vontade para alterar a caixa como quiser. Você também pode encontrar os arquivos CAD na minha página thingiverse.

Existem também algumas capas de alto-falante que você pode imprimir. Eu pretendia cobri-los com um pano acústico e prendê-los à caixa com ímãs, para que pudessem ser removidos. Infelizmente a combinação ímã / parafuso que usei não funcionou e só pensei em magnetizar os parafusos quando já era tarde demais (veja a próxima etapa), por isso não os usei.

A placa frontal contém o LCD, o codificador roary e os dois alto-falantes e deve ser impressa com a face para baixo. A placa traseira possui espaçadores para o ESP32 e uma placa de breakout micro USB. O corpo principal tem um orifício para um botão de travamento de LED de 12 mm que pode atuar como um botão liga / desliga.

Eu também projetei um botão serrilhado para o codificador rotativo, pois não consegui encontrar nenhum online, que estava dentro do meu orçamento e parecia bom o suficiente. Fiquei surpreso com o quão bem ele girou e não esperava que minha Anet A8 fosse capaz de lidar com o minúsculo serrilhado. Isso também imprime sem suporte.

Etapa 3: Aplicação do folheado de madeira

Embora você possa deixar a caixa como está, eu queria adicionar alguns detalhes de madeira a ela. Se você imprimir as placas frontal e traseira voltadas para baixo, não apenas usará o mínimo de suporte, mas a superfície será uniforme o suficiente para colar um pouco de verniz nela. Corte com cuidado um pedaço de verneer no formato áspero da placa traseira. Aplique uma gota de cola CA ao redor da borda da impressão e um pouco no meio também (o tipo líquido é mais adequado para isso do que o tipo gel). Vire a impressão de cabeça para baixo e abaixe-a lentamente sobre o verniz e pressione com firmeza. Faça isso em uma superfície plana e limpe qualquer excesso de cola que possa vazar das laterais. Depois de alguns segundos, a cola deve ter curado o suficiente para você levantar a placa com o verniz.

Em seguida, você pode cortar o excesso de verniz com uma faca ou lâmina de barbear. Leve o seu tempo fazendo isso, pois o verniz cortará facilmente com o grão, mas é bastante frágil ao cortá-lo. Chegue o mais próximo possível da impressão com a lâmina e, em seguida, lixe as bordas do folheado com um pouco de lixa. Eu estava com pressa, então cortei todo o caminho até a impressão com uma lâmina e arranquei um pouco do verniz da placa traseira. Colei de volta no lugar e quase não dá para notar, mas poderia ter sido evitado se eu tivesse dedicado mais tempo.

A placa frontal é um pouco mais complicada, pois há mais aberturas para cortar e aparar, mas o procedimento é basicamente o mesmo. Eu não queria que os parafusos que prendem os alto-falantes fiquem visíveis mais tarde, então os parafusei no lugar usando parafusos de máquina M3 e as porcas correspondentes antes de aplicar o verniz. Isso torna o corte dos orifícios do alto-falante um pouco mais tedioso, pois você deve tomar cuidado para não cortar a membrana do alto-falante. Se você não se sentir confortável fazendo isso, apenas cole o verniz primeiro e depois corte os orifícios dos parafusos.

Se você quiser, pode tentar manchar o verniz, mas não tenho certeza de como isso afetaria a cola CA por baixo. Decidi ir com um verniz à base de cera que só vai proteger a madeira até certo ponto, mas definitivamente fez o grão estourar mais, o que parece muito bom.

Etapa 4: conecte os eletrônicos

A eletrônica é relativamente simples, mas pode ficar complicada se você estiver com pressa como eu:

Monte o amplificador, se necessário, e ajuste o jumper para o ganho apropriado. (Observação: o ganho não é igual ao volume. A escolha de um ganho alto também pode introduzir mais ruído no sinal de áudio.)

Como cada componente é conectado ao ESP32 de alguma forma, você pode usar cabos Jumper para a maioria das conexões. Alguns pinos podem depender de como você definiu a configuração, mas o layout padrão também é comentado nas primeiras linhas do arquivo principal do Arduino.

Como existem algumas conexões seriais envolvidas, alguns pinos no ESP podem precisar ser conectados a mais de uma placa. Eu simplesmente cortei os cabos necessários, no entanto, lamento não ter projetado um PCB personalizado no qual eu poderia simplesmente conectar a maioria das placas por meio de seus pinos de cabeçalho. Isso teria me salvado do caos de fios que se seguiram. Se a emenda parecer muito caótica e projetar um PCB parecer muito complicado, você pode escolher um pequeno pedaço de perfboard.

Posso acabar projetando um PCB, afinal, para ter um pouco de prática. Se eu fizer isso, adicionarei os arquivos gerber aqui.

Lembre-se de apertar o botão liga / desliga no lugar primeiro, se você planeja soldá-lo em outros componentes.

Ao conectar o amplificador ao VS1053, você pode cortar um antigo conjunto de fones de ouvido para o conector de 3,5 mm e soldar os fios ao amplificador ou soldar os fios do jumper nas almofadas do conector cilíndrico na parte inferior do decodificador de MP3 VS1053 (veja o esboço). O tutorial Adafruits no amplificador também explica como conectar as diferentes entradas.

Conecte tudo, exceto os alto-falantes. É mais fácil conectá-los aos terminais de parafuso do amplificador por último.

Etapa 5: Montagem final

A última etapa é encaixar tudo na caixa.

Comece com a placa frontal. Pressione o LCD nos espaçadores e fixe-o com um pouco de cola quente nas bordas traseiras. Se você ainda não conectou os alto-falantes, faça-o agora. Desconectar o LCD torna muito mais fácil conectá-lo (Dica: Use cola quente para conectar os conectores de jumpers, dessa forma eles ficam na ordem certa e você não precisa verificá-los antes de reconectá-los ao LCD). O codificador rotativo é conectado com uma arruela e porca.

Em seguida, prenda o ESP32 ao espaçador na placa traseira, bem como ao breakout micro USB e prenda ambos com um pouco de cola quente. (Cuidado para não sujar o conector USB, é muito difícil sair. Tente colar no lugar com um cabo USB conectado a ele). O amplificador também pode ser colado à placa traseira.

Isso deixa apenas a placa do decodificador de MP3. Aonde você cola isso é com você e pode depender do seu gerenciamento de cabos. Colei o meu em uma das paredes verticais dentro do corpo principal.

Passe os fios do alto-falante pelo corpo principal, corte o conector JST e conecte-os ao amplificador com os terminais de parafuso.

Ao fechar o gabinete, você pode precisar usar um pouco de força. Experimente apertar o corpo principal para encaixar as placas traseira e frontal no lugar.

Por último, coloque o dial no codificador rotativo. Deve ser um ajuste de fricção e não requer qualquer cola.

Espero que tenham gostado desta construção da webradio. Vá verificar a página GitHub de Ed, ele também tem um projeto semelhante usando um ESP8266. Se você tiver alguma dúvida ou ideia de melhoria, deixe-me um comentário abaixo e tentarei entrar em contato com você o mais rápido possível. Se você tentar adicionar algum verniz a uma de suas impressões, diga-me como você se saiu, adoraria saber mais sobre isso.