ไม้และ 3D พิมพ์ ESP32 Webradio: 5 ขั้นตอน

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

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการสร้างเครื่องเล่น webradio/"SDcard MP3" โดยใช้ ESP32 และวิธีสร้างตัวเรือนที่พิมพ์ 3 มิติด้วยการเน้นเสียงด้วยไม้

คุณแม่ของฉันเพิ่งย้ายเข้าไปอยู่ในบ้านหลังใหม่ และต้องการเปลี่ยน Boombox แบบเก่าที่เคยเล่นดนตรีในห้องน้ำ ดังนั้นฉันจึงออกแบบวิทยุนี้ให้พอดีกับชั้นวางของในห้องน้ำใหม่โดยเฉพาะ มันไม่ใช่ระบบไฮไฟ แต่ก็ดีพอที่จะร้องตามเพลงในห้องอาบน้ำ

ซอฟต์แวร์นี้มาจากโครงการ GitHub ที่ยอดเยี่ยมโดย Ed Smallenburg มันถูกเขียนขึ้นสำหรับ Arduino IDE และได้รับการจัดทำเป็นเอกสารไว้อย่างดี ดังนั้นแม้ว่าคุณจะไม่ค่อยรู้เกี่ยวกับ ESP32 หรือวิธีการตั้งโปรแกรมมากนัก คุณก็ไม่น่าจะมีปัญหาใดๆ ในการทำให้มันใช้งานได้: https://github.com /Edzelf/ESP32-Radio

คุณจะต้องการ:

• ESP32 Dev Kit
• บอร์ดถอดรหัส MP3 VS1053B
• จอแสดงผล TFT LCD ขนาด 1.8 นิ้ว พร้อมช่องเสียบการ์ด SD
• เครื่องขยายเสียงระบบเสียงสเตอริโอ Class D
• ลำโพงสเตอริโอ 3W 4Ohm
• บอร์ดฝ่าวงล้อม Micro-B USB
• สายจัมเปอร์ยืดหยุ่น
• ปุ่มกด (ON-OFF)
• สกรูและน๊อตเครื่อง M3
• วีเนียร์ไม้ (วอลนัทตัดกับ PLA สีดำอย่างดี)
• เครื่องพิมพ์ FFF 3D หรือบริการพิมพ์ใดๆ เช่น 3D Hubs
• มีดยูทิลิตี้
• วานิชไม้
• CA กาว
• กาวร้อน

ขั้นตอนที่ 1: ตั้งโปรแกรม ESP32

เริ่มต้นด้วยการโหลด ESP32 ด้วยซอฟต์แวร์และกำหนดค่าพินที่เราต้องการใช้ ดาวน์โหลดที่เก็บ GitHub เป็นไฟล์ zip หรือโคลนไปยังคอมพิวเตอร์ของคุณจากที่นี่ เปิดเครื่องรูดไฟล์เก็บถาวรและเปิดไฟล์.ino หลักใน Arduino IDE เชื่อมต่อ ESP32 กับคอมพิวเตอร์ของคุณผ่านสาย USB

หากคุณไม่เคยใช้ ESP32 กับ Arduino IDE มาก่อน ให้เพิ่ม URL ต่อไปนี้ในรายการ "Alternative Board Manager URL" ในการกำหนดลักษณะของ IDE: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.js ถัดไป ไปที่ Tools>Board>Boardmanager… ค้นหา "ESP32" และติดตั้ง boardmanager ใหม่ เมื่อติดตั้งแล้ว คุณสามารถเลือก "ESP32 Dev Module" จากรายการบอร์ดได้

คุณอาจต้องติดตั้งไลบรารี่เพิ่มเติม แต่ถ้าเป็นเช่นนั้น IDE จะแจ้งให้คุณทราบเมื่อพยายามอัปโหลดโค้ดไปยังบอร์ดในครั้งแรก เว็บไซต์ Arduino อธิบายวิธีการเพิ่มไลบรารีอย่างสวยงาม

หลังจากอัปโหลดรหัสแล้ว ESP จะสร้าง WiFi AP ซึ่งคุณสามารถเข้าถึงอินเทอร์เฟซเว็บที่คุณสามารถเปลี่ยนการกำหนดค่าของ webradio รายละเอียดอาจเปลี่ยนแปลงได้ในอนาคต เมื่อโครงการพัฒนาขึ้น ฉันจะลิงก์ไปยังเอกสาร PDF แทนการทำซ้ำสิ่งที่เขียนไปแล้ว

ในหน้าต่างการกำหนดค่า คุณสามารถป้อนข้อมูลรับรอง WiFi หนึ่งชุดหรือหลายชุด เปลี่ยนหมุดบางตัวที่ใช้กับ ESP รวมถึงเพิ่มและลบสถานีที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของสถานีวิทยุได้ถึง 100 สถานี

ขั้นตอนที่ 2: พิมพ์ที่อยู่อาศัย

ฉันออกแบบเคสสำหรับ webradio ใน Fusion360 และพิมพ์ด้วย PLA สีดำบนเครื่องพิมพ์ 3D ของฉัน การออกแบบประกอบด้วยตัวเครื่องหลัก พร้อมเพลทด้านหน้าและด้านหลังที่ล็อคเข้าที่ พิมพ์ชิ้นส่วนทั้งหมดด้วยการรองรับน้อยที่สุด ฉันได้รวมไฟล์.f3d และไฟล์.stl ด้วย ดังนั้น คุณสามารถเปลี่ยนเคสได้ตามต้องการ คุณยังสามารถค้นหาไฟล์ CAD ได้ในหน้าสิ่งของฉัน

นอกจากนี้ยังมีฝาครอบลำโพงที่คุณสามารถพิมพ์ได้ ฉันตั้งใจจะคลุมมันด้วยผ้ากันเสียงและติดไว้กับตัวเรือนด้วยแม่เหล็ก เพื่อให้สามารถถอดออกได้ น่าเสียดายที่ชุดแม่เหล็ก/สกรูที่ฉันใช้ใช้ไม่ได้ผล และฉันคิดแค่เกี่ยวกับการทำให้สกรูเป็นแม่เหล็กหลังจากที่สายเกินไป (ดูขั้นตอนถัดไป) ดังนั้นฉันจึงไม่ได้ใช้พวกมัน

แผ่นด้านหน้ามี LCD, ตัวเข้ารหัสเสียงคำราม และลำโพงทั้งสองตัว และควรพิมพ์โดยคว่ำหน้าลง แผ่นด้านหลังมีจุดขัดแย้งสำหรับ ESP32 และบอร์ดฝ่าวงล้อม micro USB ตัวเครื่องมีรูสำหรับปุ่มกดสลัก LED ขนาด 12 มม. ที่สามารถทำหน้าที่เป็นปุ่มเปิดปิดได้

ฉันยังออกแบบลูกบิดแบบมีสันสำหรับตัวเข้ารหัสแบบโรตารี่ด้วยเนื่องจากไม่พบทางออนไลน์ ซึ่งทั้งสองอยู่ในงบประมาณของฉันและดูดีพอ ฉันประหลาดใจที่มันหมุนได้ดีแค่ไหน และไม่คาดหวังว่า Anet A8 ของฉันสามารถจัดการกับรอยหยักเล็กๆ ได้ นอกจากนี้ยังพิมพ์โดยไม่มีการสนับสนุน

ขั้นตอนที่ 3: ใช้แผ่นไม้อัด

แม้ว่าคุณจะสามารถทิ้งตัวเรือนไว้ได้ แต่ฉันต้องการเพิ่มการเน้นเสียงด้วยไม้ หากคุณพิมพ์แผ่นด้านหน้าและด้านหลังคว่ำหน้าลง คุณจะไม่เพียงแค่ใช้ส่วนรองรับน้อยที่สุดเท่านั้น แต่พื้นผิวยังเพียงพอที่จะติดแผ่นไม้อัดบางแผ่นลงไปด้วย ตัดแผ่นไม้วีเนียร์อย่างระมัดระวังเพื่อให้เป็นรูปร่างหยาบของแผ่นหลัง ทากาว CA ลูกปัดรอบๆ ขอบของงานพิมพ์ และทาบางๆ ตรงกลางด้วย (ชนิดของเหลวจะเหมาะกว่าแบบเจลมากกว่า) พลิกงานพิมพ์กลับด้านและค่อย ๆ วางลงบนแผ่นไม้อัด จากนั้นกดลงให้แน่น ทำเช่นนี้บนพื้นผิวเรียบและเช็ดกาวส่วนเกินที่อาจไหลซึมจากด้านข้างออก ผ่านไปสองสามวินาที กาวจะแข็งตัวเพียงพอสำหรับคุณที่จะยกแผ่นโดยให้แผ่นไม้อัดติดกลับขึ้น

ถัดไปคุณสามารถตัดแผ่นไม้อัดส่วนเกินด้วยมีดยูทิลิตี้หรือใบมีดโกน ใช้เวลาของคุณในการทำเช่นนี้เนื่องจากแผ่นไม้อัดจะตัดกับเมล็ดพืชได้ง่าย แต่ค่อนข้างเปราะเมื่อตัดผ่าน เข้าใกล้งานพิมพ์ตามที่คุณต้องการด้วยใบมีด จากนั้นขัดขอบแผ่นไม้อัดให้เกลี้ยงเกลาด้วยกระดาษทราย ฉันกำลังรีบ ดังนั้นฉันจึงตัดแต่งไปจนถึงงานพิมพ์ด้วยใบมีดและดึงแผ่นไม้อัดบางส่วนออกจากแผ่นด้านหลัง ฉันติดมันกลับเข้าที่และคุณแทบจะไม่สังเกตเห็นมันเลย แต่มันอาจจะหลีกเลี่ยงได้ถ้าฉันใช้เวลากับมันมากขึ้น

แผ่นด้านหน้านั้นซับซ้อนกว่าเล็กน้อยเนื่องจากมีช่องเปิดให้ตัดและตัดแต่งมากขึ้น แต่ขั้นตอนโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน ฉันไม่ต้องการให้สกรูที่ยึดลำโพงมองเห็นได้ในภายหลัง ดังนั้นฉันจึงขันให้เข้าที่โดยใช้สกรูเครื่อง M3 และน็อตที่เกี่ยวข้องก่อนที่จะใช้แผ่นไม้อัด การทำเช่นนี้จะทำให้การตัดรูลำโพงออกจะน่าเบื่อขึ้นเล็กน้อย เนื่องจากคุณต้องระวังไม่ให้ตัดเข้าไปในเมมเบรนของลำโพง หากคุณรู้สึกไม่สบายใจในการทำเช่นนี้ ให้ติดแผ่นไม้อัดก่อนแล้วจึงตัดรูสกรูออกในภายหลัง

ถ้าคุณต้องการ คุณสามารถลองย้อมแผ่นไม้อัด แต่ฉันไม่แน่ใจว่าจะส่งผลต่อกาว CA ด้านล่างอย่างไร ฉันตัดสินใจเลือกใช้วานิชแบบแว็กซ์ซึ่งจะปกป้องเนื้อไม้ได้ในระดับหนึ่งเท่านั้น แต่ทำให้เกรนดูโดดเด่นมากขึ้นอย่างแน่นอน

ขั้นตอนที่ 4: เชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างง่าย แต่อาจกลายเป็นยุ่งได้หากคุณรีบเหมือนฉัน:

ประกอบเครื่องขยายเสียง ถ้าจำเป็น และตั้งค่าจัมเปอร์ให้เป็นค่าเกนที่เหมาะสม (หมายเหตุ: อัตราขยายไม่เท่ากับระดับเสียง การเลือกอัตราขยายสูงอาจทำให้สัญญาณเสียงมีสัญญาณรบกวนมากขึ้น)

เนื่องจากทุกส่วนประกอบเชื่อมต่อกับ ESP32 ในทางใดทางหนึ่ง คุณสามารถใช้สายจัมเปอร์สำหรับการเชื่อมต่อส่วนใหญ่ได้ พินบางตัวอาจขึ้นอยู่กับว่าคุณตั้งค่าคอนฟิกอย่างไร แต่เลย์เอาต์เริ่มต้นยังแสดงความเห็นในสองสามบรรทัดแรกของไฟล์ Arduino หลักด้วย

เนื่องจากมีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่เกี่ยวข้อง หมุดบางตัวบน ESP อาจจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับบอร์ดอื่นมากกว่าหนึ่งบอร์ด ฉันเพียงแค่ตัดสายเคเบิลที่ต้องการเข้าด้วยกัน แต่ฉันเสียใจที่ไม่ได้ออกแบบ PCB แบบกำหนดเองซึ่งฉันสามารถเชื่อมต่อบอร์ดส่วนใหญ่ผ่านหมุดส่วนหัวได้ มันจะช่วยฉันให้พ้นจากความโกลาหลของสายไฟที่ตามมา หากการประกบดูวุ่นวายเกินไปและการออกแบบ PCB นั้นดูยุ่งยากมาก คุณอาจเลือกใช้แผ่นไม้อัดชิ้นเล็กๆ

ฉันอาจจะลงเอยด้วยการออกแบบ PCB เพื่อฝึกฝน ถ้าฉันทำ ฉันจะเพิ่มไฟล์เกอร์เบอร์ที่นี่

เตือนความจำให้ขันปุ่มเปิดปิดเข้าที่ก่อนหากคุณวางแผนที่จะบัดกรีกับส่วนประกอบอื่น

เมื่อเชื่อมต่อแอมพลิฟายเออร์กับ VS1053 คุณสามารถตัดชุดหูฟังเก่าออกจากแจ็ค 3.5 มม. และบัดกรีสายไฟเข้ากับแอมพลิฟายเออร์ หรือบัดกรีสายจัมเปอร์เข้ากับแผ่นรองของขั้วต่อแบบบาร์เรลที่ด้านล่างของตัวถอดรหัส MP3 VS1053 (ดูแบบร่าง) บทช่วยสอน Adafruits เกี่ยวกับเครื่องขยายเสียงยังอธิบายวิธีเชื่อมต่ออินพุตต่างๆ

เชื่อมต่อทุกอย่างยกเว้นลำโพง ง่ายกว่าที่จะเชื่อมต่อเข้ากับขั้วสกรูของแอมพลิฟายเออร์ล่าสุด

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบขั้นสุดท้าย

ขั้นตอนสุดท้ายคือการใส่ทุกอย่างลงในตัวเรือน

เริ่มจากจานหน้า กด LCD ลงบนแท่นรองและยึดไว้ที่นั่นด้วยกาวร้อนที่ขอบด้านหลัง หากคุณยังไม่ได้ต่อลำโพง ให้ดำเนินการทันที การถอดปลั๊ก LCD ทำให้ติดได้ง่ายขึ้นมาก (เคล็ดลับ: ใช้กาวร้อนเพื่อเชื่อมต่อส่วนหัวจัมเปอร์เข้าด้วยกัน เพื่อให้อยู่ในลำดับที่ถูกต้อง และคุณไม่จำเป็นต้องตรวจสอบอีกครั้งก่อนที่จะเชื่อมต่อกับ LCD อีกครั้ง) ตัวเข้ารหัสแบบโรตารี่ติดอยู่กับวงแหวนและน็อต

ถัดไป ติด ESP32 เข้ากับข้อขัดแย้งบนเพลตด้านหลัง เช่นเดียวกับการฝ่าวงล้อม micro USB และติดทั้งสองอย่างด้วยกาวร้อน (ระวังอย่าให้กาวติดที่ขั้วต่อ USB เพราะเมื่อกลับออกมาแล้วกลับออกมาลำบาก ลองติดกาวให้เข้าที่โดยใช้สาย USB ที่ต่ออยู่) แอมพลิฟายเออร์สามารถติดกาวเข้ากับแผ่นหลังได้

เหลือเพียงบอร์ดถอดรหัส MP3 ตำแหน่งที่คุณติดจะขึ้นอยู่กับคุณและอาจขึ้นอยู่กับการจัดการสายเคเบิลของคุณ ฉันติดกาวของฉันกับผนังแนวตั้งด้านใดด้านหนึ่งในตัวหลัก

ป้อนสายลำโพงผ่านตัวเครื่องหลัก ตัดขั้วต่อ JST และต่อเข้ากับเครื่องขยายเสียงด้วยขั้วต่อสกรู

เมื่อปิดกล่องหุ้มคุณอาจต้องใช้แรงบ้าง ลองบีบตัวหลักเพื่อยึดแผ่นหลังและแผ่นหน้าให้เข้าที่

สุดท้ายติดแป้นหมุนบนตัวเข้ารหัสแบบโรตารี่ ควรเป็นแบบเสียดทานและไม่ต้องใช้กาวใดๆ

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับการสร้าง webradio นี้ ไปตรวจสอบหน้า GitHub ของ Ed เขามีโครงการที่คล้ายกันโดยใช้ ESP8266 หากคุณมีคำถามหรือแนวคิดในการปรับปรุง โปรดแสดงความคิดเห็นด้านล่าง เราจะพยายามติดต่อกลับโดยเร็วที่สุด หากคุณพยายามเพิ่มแผ่นไม้อัดให้กับงานพิมพ์ของคุณ แจ้งให้เราทราบว่าคุณติดได้อย่างไร ฉันชอบที่จะได้ยินเกี่ยวกับมัน