HackerBox 0028: JamBox: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

JamBox - ในเดือนนี้ HackerBox Hackers กำลังสำรวจการสร้างเสียงและการเชื่อมต่อบนแพลตฟอร์ม JamBox Audio IOT คำแนะนำนี้มีข้อมูลสำหรับการทำงานกับ HackerBox #0028 ซึ่งคุณสามารถรับได้ที่นี่จนกว่าของจะหมด นอกจากนี้ หากคุณต้องการรับ HackerBox แบบนี้ในกล่องจดหมายของคุณทุกเดือน โปรดสมัครสมาชิกที่ HackerBoxes.com และเข้าร่วมการปฏิวัติ!

หัวข้อและวัตถุประสงค์การเรียนรู้สำหรับ HackerBox 0028:

• กำหนดค่า ESP32 System-on-Chip
• ตั้งโปรแกรม ESP32 จาก Arduino IDE
• ประกอบ JamBox Audio IOT Platform
• ควบคุม I/O สำหรับปุ่ม ลูกบิด และกริด LED
• สร้างอินเทอร์เฟซผู้ใช้จากฮาร์ดแวร์ I/O
• การสื่อสารสตรีมเสียงผ่าน I2S
• สตรีมตัวอย่างเสียงไปยังโมดูล DAC

HackerBoxes เป็นบริการกล่องสมัครสมาชิกรายเดือนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ DIY และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เราเป็นมือสมัครเล่น ผู้สร้าง และผู้ทดลอง เราคือผู้ใฝ่ฝัน แฮ็คดาวเคราะห์!

ขั้นตอนที่ 1: HackerBox 0028: เนื้อหาในกล่อง

• HackerBoxes #0028 การ์ดอ้างอิงสำหรับสะสม
• แผงวงจรพิมพ์ JamBox พิเศษ
• ESP32 DevKitC
• CJMCU PCM5102 I2S โมดูลดิจิตอลเป็นอนาล็อก
• โมดูลเมทริกซ์ LED MAX7219 8x8 สี่ชุด
• โพเทนชิโอมิเตอร์ RV09 10K โอห์มห้าตัว
• ลูกบิดโพเทนชิออมิเตอร์ห้าตัว
• ปุ่มสัมผัสชั่วขณะแปดปุ่ม
• สี่ฟุตยางกาว
• สายแพทช์เสียง 3.5 มม.
• สาย MicroUSB
• เอียร์บัดพร้อมเคส
• สติ๊กเกอร์หัวกะโหลก HackerBoxes สุดพิเศษ
• แผ่นรูปลอกแฟนอาร์ต Octocat

สิ่งอื่น ๆ ที่จะเป็นประโยชน์:

• หัวแร้ง หัวแร้ง และเครื่องมือบัดกรีพื้นฐาน
• คอมพิวเตอร์สำหรับใช้งานเครื่องมือซอฟต์แวร์

ที่สำคัญที่สุด คุณจะต้องมีความรู้สึกของการผจญภัย จิตวิญญาณของ DIY และความอยากรู้อยากเห็นของแฮ็กเกอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ DIY ที่ไม่ยอมใครง่ายๆ ไม่ใช่เรื่องง่าย และเราไม่ได้ทำเพื่อคุณ เป้าหมายคือความก้าวหน้า ไม่ใช่ความสมบูรณ์แบบ เมื่อคุณยืนกรานและสนุกไปกับการผจญภัย คุณจะเกิดความพึงพอใจอย่างมากจากการเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ ๆ และหวังว่าโครงการบางโครงการจะได้ผล เราขอแนะนำให้ทำแต่ละขั้นตอนอย่างช้าๆ ใส่ใจในรายละเอียด และอย่ากลัวที่จะขอความช่วยเหลือ

โปรดทราบว่ามีข้อมูลมากมายสำหรับสมาชิกปัจจุบันและที่คาดหวังในคำถามที่พบบ่อยของ HackerBox

ขั้นตอนที่ 2: แผงวงจรพิมพ์ JamBox แบบพิเศษ

JamBox PCB รองรับโมดูลไมโครโปรเซสเซอร์ ESP32 โมดูลเมทริกซ์ LED MAX7219 8x8 สี่ตัว โพเทนชิโอมิเตอร์ 10K ห้าตัวสำหรับอินพุตแบบอะนาล็อก และปุ่มชั่วขณะสัมผัสแปดปุ่มสำหรับอินพุตดิจิตอล เอาต์พุตเสียงมีให้โดยใช้บล็อก Digital-to-Analog Converter (DAC) ภายในของ ESP32 หรือเลือกที่จะเชื่อมต่อกับโมดูล DAC CJMCU PCM5102 I2S DAC ภายนอก PCB มีรูสำหรับยึด หรืออาจใช้ฐานยางกาว

หมายเหตุประกอบที่สำคัญ:

• ในการใช้ DAC ในตัวของ ESP32 สำหรับเอาต์พุตเสียง ห้ามบัดกรีโมดูล PCM5102 เข้าที่ เพียงใช้พิน IO25 และ GND เพื่อขับหูฟังหรือลำโพงขยายเสียง
• โมดูลเมทริกซ์ LED 8x8 สี่ตัวถูกวางแนวด้วยบรรทัดอินพุตที่ด้านบนและบรรทัดเอาต์พุตที่ด้านล่าง
• "หมุด" ความเครียดทางกลบนโพเทนชิโอมิเตอร์ทั้งห้านั้นกว้างเกินไปเล็กน้อยสำหรับรูในรอยเท้า RV09 มาตรฐาน วิธีแก้ไขง่ายๆ คือการใช้คีมขนาดเล็กพับ "หมุด" แบบแบนให้เป็นรูปทรงทาโก้หรือตากีโตมากขึ้น จากนั้นพวกเขาควรจะเข้าไปข้างใน [วิดีโอ]
• ตารางการสร้างต้นแบบ 15x5 อาจใช้สำหรับการเชื่อมต่อ I/O เพิ่มเติม MIDI ใคร?

ขั้นตอนที่ 3: ESP32 และ Arduino IDE

ESP32 เป็นคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียว มีการบูรณาการอย่างสูงด้วย Wi-Fi 2.4 GHz และ Bluetooth ESP32 รวมสวิตช์เสาอากาศ, RF balun, เพาเวอร์แอมป์, แอมพลิฟายเออร์รับสัญญาณรบกวนต่ำ, ฟิลเตอร์และโมดูลการจัดการพลังงาน ด้วยเหตุนี้ โซลูชันทั้งหมดจึงใช้พื้นที่แผงวงจรพิมพ์ (PCB) น้อยที่สุด

ESP32DevKitC เป็นบอร์ดพัฒนาขนาดเล็กที่ใช้ ESP32 ที่ผลิตโดย Espressif พิน I/O ส่วนใหญ่จะหมดไปที่ส่วนหัวของพินทั้งสองด้านเพื่อการเชื่อมต่อที่ง่ายดาย ชิปอินเทอร์เฟซ USB และตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ารวมอยู่ในโมดูล ESP32 ได้รับการสนับสนุนภายในระบบนิเวศ Arduino และ IDE ซึ่งเป็นวิธีการทำงานกับ ESP32 ที่รวดเร็วและง่ายดาย

ที่เก็บ GitHub ของ Arduino ESP32 มีคำแนะนำในการติดตั้งสำหรับ LInux, OSX และ Windows คลิกที่ลิงค์นั้นและทำตามคำแนะนำที่สอดคล้องกับระบบปฏิบัติการบนคอมพิวเตอร์ของคุณ

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม:ESP32 เอกสารข้อมูลESP32DevKitC SchematicESP32 Technical Reference ManualESP32 Arduino Instructable

ขั้นตอนที่ 4: การสาธิต JamBox I/O

รหัสสาธิตที่แนบมา (IOdemo.ino) มีประโยชน์ในการสาธิตการทำงานพื้นฐานของเอาต์พุต LED 8x8 และอินพุตของผู้ใช้จากปุ่มกดแปดปุ่มและโพเทนชิโอมิเตอร์แบบอะนาล็อกห้าตัว องค์ประกอบฮาร์ดแวร์ I/O เหล่านี้เป็นพื้นฐานของระบบอินเทอร์เฟซผู้ใช้ของเรา

Arduino Library สำหรับโมดูล LED 8x8

ขั้นตอนที่ 5: ESP32 Internal DAC สำหรับเสียง

ตัวแปลงดิจิทัลเป็นแอนะล็อก (DAC หรือ D-to-A) คือระบบที่แปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณแอนะล็อก โดยทั่วไปจะใช้ DAC ในเครื่องเล่นเพลงเพื่อแปลงสตรีมข้อมูลดิจิทัลเป็นสัญญาณเสียงแอนะล็อก DAC เสียงโดยทั่วไปความถี่ต่ำและความละเอียดสูง [วิกิพีเดีย]

ESP32 มี DAC 8 บิตภายในสองตัว DAC เหล่านี้สามารถแปลงค่า 8 บิตใดๆ ให้เป็นเอาต์พุตแรงดันแอนะล็อกได้ ค่าอินพุต 8 บิต 0-255 จะจับคู่กับช่วงแรงดันไฟ 0V ถึง 3.3V บน ESP32 โดยประมาณ สามารถเล่นตัวอย่างเสียงดิจิทัลผ่าน DAC ได้