WI-FI-högtalare från Raspberry Pi: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Detta projekt handlar om att skapa en WI-FI-högtalare. Jag hade en gammal trasig datorhögtalare och en oanvänd Raspberry Pi 1B. Min grundidé var att helt enkelt sätta pi i den gamla högtalaren för att cykla upp den. Återanvänd gamla saker utan att skapa nytt avfall. Det visade sig att högtalarförstärkaren inte fungerar längre och jag bestämde mig för att skapa en enkel ljudförstärkare. Slutligen ville jag använda en Spotify -anslutningstjänst för att spela musik.

Tillbehör

Steg 1: Saker som används för projektet

För att installera WI-FI-högtalaren använde jag följande tillbehör

• Hallon Pi minst modell 1 B (~ 15 €)
• Gammal datorhögtalarlåda
• 3,5 mm ljudanslutning från gamla hörlurar
• DC-DC-omvandlare (0,39 €)
• USB -ljudkort (10 €)
• USB WI-FI-dongel (9 €)
• Kablar
• LED

För förstärkarkortet bestämde jag mig för att använda LM386N-4. Denna IC är en enkel förstärkare med bra resultat för ljudapplikationer.

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

Det uppgår till cirka 36 €. Eftersom jag redan hade de flesta grejerna var jag bara tvungen att köpa DC-DC-omvandlaren, USB-ljudkortet och LM386N.

Steg 2: Skapa förstärkarkretsen

Förstärkarens hjärta är LM386N-4. LM386N-familjen är en populär förstärkare-IC som används för många bärbara musikenheter som CD-spelare, Bluetooth-lådor, etc. Det finns redan många självstudier som beskriver denna förstärkare: https://www.instructables.com /howto/LM386/

Kretsen för detta projekt var främst inspirerad av denna YouTube -handledning: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g och en bra vän till mig som hjälpte mig mycket. Jag väljer LM386N-4 eftersom den har mer effekt än de andra och jag bestämde mig för att köra kortet med 12V.

Det första steget för att skapa brädet är att testa kretsen på en brödbräda. Mitt första tillvägagångssätt hade många störningar och ljud. Slutligen kom jag med följande lista med punkter som förbättrade ljudkvaliteten dramatiskt.

• Undvik långa och korsande trådar. Jag anpassade komponenter och reducerade kabel.
• Högtalarlådan i mitt projekt var en subwoofer, så högtalaren skulle spela låga frekvenser. Jag integrerade en andra högtalare för höga frekvenser som kompletterar ljudet till ett bra resultat.
• Använd ett USB -ljudkort. Raspberry pi som en mycket dålig ljudkvalitet, eftersom den inbyggda digital-analoga omvandlaren inte var utformad för HIFI-ljudapplikationer.
• Anslut stift 2 bara till jord av ljudsignalen. Marken på 12V och marken på USB -ljudkortet skiljer sig åt med lite brus. LM386N förstärker skillnaden mellan Pin 2 och Pin 3 och därför förstärktes också bruset. Jag bestämde mig för att inte ansluta stift 2 med jord, utan bara med USB-ljudjorden och slutligen försvann bruset.

Steg 3: Integrera högtalare för höga frekvenser

Högtalarlådan jag ville hacka var ursprungligen en subwoofer. För ofta var högtalaren väldigt dålig för höga frekvenser. För att lösa det lade jag till en andra högtalare från en trasig Bluetooth -högtalarlåda. Att kombinera de två högtalarna parallellt ger bra ljud för både höga och låga frekvenser.

Steg 4: Anslut alla komponenter

Jag bestämde mig för att driva förstärkaren med 12 volt. Lådan hade redan en strömbrytare så jag använde den igen. Själva Raspberry Pi behöver 5 volt och 700-1000mA och jag ansluter ett USB WI-FI-minne och ett USB-ljudkort. Utmaningen nu var att komma ner till 5v av 12v. Mitt första försök var att använda L7805, det vill säga en 5v -regulator. Här är en mycket bra beskrivning av regulatorn: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Prestandan hos linjära regulatorer är dock mycket dålig. Reglering från 12v till 5v brännskador (12v - 5v) * 1000mA = 7 Watt i bara en komponent. Det skulle vara ett massivt slöseri med energi.

Slutligen bestämde jag mig för att använda en DC-DC-omvandlare. På DaoRier LM2596 LM2596S justerade jag kortet för att skapa 5v. Omvandlaren gör ett bra jobb och jag kände inte igen någon värmeskapning på det kortet.

En status -LED bör indikera status för Raspberry Pi. Högtalarlådan hade redan en LED, så jag återanvändde den. Lysdioden behöver 1,7v och 20mA. Så ett motstånd måste brinna 3,3-1,7v vid 20mA:

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

Jag kopplade lysdioden till Raspberry Pi GPIO: erna. Jorda till stift 9 och den positiva tillförseln till stift 11 (GPIO 17). Detta gör att Pi kan indikera status (ström, WI-FI, uppspelning) med olika blinkande lägen.

Steg 5: Konfigurera Raspberry Pi

Raspbian Buster Lite OS är helt tillräckligt. Jag kopplade Pi till en bildskärm och tangentbord för att konfigurera den. Raspi-config-kommandot låter dig enkelt konfigurera WI-FI-referenser.

Ett enkelt startskript bör spela ett startljud. Ett python -skript bör kontrollera internetanslutningen. Om Pi har internetåtkomst ska statuslampan lysa, annars ska lysdioden blinka. Därför skapade jag ett bash -skript i init.d

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

Med följande innehåll

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Ger: 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 beskrivning: spela startljud # Beskrivning: Spela startljud ### END INIT INFO # Start internet access watchdog python /home/pi/access_status.py &#Play start sound mpg123 /home/pi/startup.mp3 &>/ home/pi/mpg123.log

Gör skriptet körbart

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

För att köra skriptet vid start registrerade jag skriptet följande kommando

sudo update-rc.d troubadix.sh standard

Lägg den bifogade python-vakthunden i hemkatalogen /home/pi/access_status.py Python-skriptet måste loopas. Den första slingan kontrollerar internetanslutningen genom att pinga www.google.com varannan sekund. Den andra slingan låter GPIO Pin 17 blinka, beroende på den aktuella internetstatusen.

Installationen av Spotify connect -tjänsten är mycket enkel. Här är ett arkiv som är värd för ett installationsskript: https://github.com/dtcooper/raspotify Så slutligen är installationen bara ett enda kommando.

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

Steg 6: Slutsats

Under projektet lärde jag mig mycket. Att använda en 5v-regulator istället för DC-DC-omvandlaren i en tidig prototyp var en dålig idé. Men det misstaget fick mig att tänka på vad regulatorn verkligen gör. Förbättringarna av ljudkvaliteten var också en enorm inlärningsprocess. Det finns en anledning till varför professionell ljudförstärkning är som raketvetenskap:-)