Loa WI-FI của Raspberry Pi: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Dự án này là về việc tạo ra một loa WI-FI. Tôi có một loa máy tính cũ bị hỏng và một Raspberry Pi 1B không sử dụng. Ý tưởng cơ bản của tôi là chỉ cần đặt số pi vào chiếc loa cũ để tăng chu kỳ của nó. Tái sử dụng đồ cũ mà không tạo ra chất thải mới. Hóa ra là bộ khuếch đại loa không hoạt động nữa và tôi quyết định tạo một bộ khuếch đại âm thanh đơn giản. Cuối cùng, tôi muốn sử dụng dịch vụ kết nối Spotify để phát nhạc.

Quân nhu

Bước 1: Những thứ được sử dụng cho dự án

Để thiết lập loa WI-FI, tôi đã sử dụng các nguồn cung cấp sau

• Raspberry Pi ít nhất là kiểu 1 B (~ 15 €)
• Hộp loa vi tính cũ
• Kết nối âm thanh 3,5 mm từ tai nghe cũ
• Bộ chuyển đổi DC-DC (0,39 €)
• Thẻ âm thanh USB (10 €)
• USB WI-FI dongle (9 €)
• Cabels
• DẪN ĐẾN

Đối với bảng mạch khuếch đại, tôi quyết định sử dụng LM386N-4. IC này là một bộ khuếch đại đơn giản với kết quả tốt cho các ứng dụng âm thanh.

• LM386N-4 (0,81 €)
• Điện trở: 5Ω, 2x 1kΩ và 200Ω
• Tụ điện: 4700µF, 1000µF, 100µF và 100nF
• Bảng mạch

Tổng số tiền lên đến khoảng 36 €. Bởi vì tôi đã có hầu hết mọi thứ, tôi chỉ cần mua bộ chuyển đổi DC-DC, thẻ âm thanh USB và LM386N.

Bước 2: Tạo mạch khuếch đại

Trái tim của bộ khuếch đại là LM386N-4. LM386N-Family là IC khuếch đại thông dụng được sử dụng cho nhiều thiết bị nghe nhạc di động như CD-Player, Bluetooth-Box, … Đã có rất nhiều bài hướng dẫn mô tả về ampli này: https://www.instructables.com / howto / LM386 /

Mạch cho dự án này chủ yếu được lấy cảm hứng từ hướng dẫn này trên YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g và một người bạn tốt của tôi, người đã giúp đỡ tôi rất nhiều. Tôi chọn LM386N-4 vì nó có nhiều năng lượng hơn những cái khác và tôi quyết định chạy bo mạch với 12V.

Bước đầu tiên để tạo bảng là kiểm tra mạch trên bảng mạch. Cách tiếp cận đầu tiên của tôi có rất nhiều nhiễu và tiếng ồn. Cuối cùng, tôi đã đưa ra danh sách sau đây giúp cải thiện chất lượng âm thanh một cách đáng kể.

• Tránh dây dài và chéo. Tôi thiết kế lại các thành phần và giảm cabel.
• Hộp loa trong dự án của tôi là một loa siêu trầm, vì vậy loa được cho là phát các tần số thấp. Tôi đã tích hợp một loa thứ hai cho các tần số cao để hoàn thiện âm thanh cho một kết quả tốt đẹp.
• Sử dụng thẻ âm thanh USB. Raspberry pi có chất lượng âm thanh rất tệ, bởi vì việc tích hợp bộ chuyển đổi kỹ thuật số-tương tự không được thiết kế cho các ứng dụng âm thanh HIFI.
• Chỉ kết nối Chân 2 với mặt đất của tín hiệu âm thanh. Mặt đất của nguồn 12V và mặt đất của bảng âm thanh USB khác nhau với một số tiếng ồn. LM386N khuếch đại sự khác biệt của Chân 2 và Chân 3 và do đó tiếng ồn cũng được khuếch đại. Tôi quyết định không kết nối Pin 2 với mặt đất, mà chỉ kết nối với USB-âm thanh-mặt đất và cuối cùng tiếng ồn đã biến mất.

Bước 3: Tích hợp loa cho tần số cao

Hộp loa mà tôi muốn hack ban đầu là một loa siêu trầm. Do đó loa rất kém đối với tần số cao. Để giải quyết vấn đề đó, tôi đã thêm một loa thứ hai từ một hộp loa Bluetooth bị hỏng. Kết hợp song song hai loa với nhau sẽ tạo ra âm thanh tốt cho cả tần số cao và thấp.

Bước 4: Kết nối tất cả các thành phần

Tôi quyết định cấp nguồn cho bộ khuếch đại với 12 Volts. Hộp đã có một công tắc nguồn nên tôi đã sử dụng lại nó. Bản thân Raspberry Pi cần 5 Volts và 700-1000mA và tôi kết nối thanh USB WI-FI và card âm thanh USB. Thách thức bây giờ là giảm xuống 5v trên 12v. Lần thử đầu tiên của tôi là sử dụng L7805, đó là Bộ điều chỉnh 5v. Đây là mô tả rất tốt về Regulator: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Tuy nhiên hiệu suất của bộ điều chỉnh tuyến tính là rất tệ. Điều hòa từ 12v xuống 5v ghi (12v - 5v) * 1000mA = 7 Watt chỉ trong một linh kiện. Đó sẽ là một sự lãng phí năng lượng lớn.

Cuối cùng, tôi quyết định sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC. Trên DaoRier LM2596 LM2596S tôi đã chỉnh bo mạch để tạo ra 5v. Bộ chuyển đổi hoạt động rất tốt và tôi không nhận ra bất kỳ sự tạo nhiệt nào trên bo mạch đó.

Đèn LED trạng thái sẽ cho biết trạng thái của Raspberry Pi. Hộp loa đã có đèn LED, vì vậy tôi đã sử dụng lại đèn đó. LED cần 1.7v và 20mA. Vì vậy, một điện trở phải ghi 3,3-1,7v ở 20mA:

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

Tôi đã kết nối đèn LED với GPIO Raspberry Pi. Nối đất cho Chân 9 và nguồn dương cho Chân 11 (GPIO 17). Điều này cho phép Pi biểu thị trạng thái (Nguồn, WI-FI, Đang phát) bằng các chế độ nhấp nháy khác nhau.

Bước 5: Thiết lập Raspberry Pi

Hệ điều hành Raspbian Buster Lite là hoàn toàn đủ. Tôi đã kết nối Pi với màn hình và bàn phím để định cấu hình nó. Lệnh raspi-config cho phép bạn dễ dàng định cấu hình thông tin đăng nhập WI-FI.

Một tập lệnh khởi động đơn giản sẽ phát âm thanh khởi động. Tập lệnh python nên kiểm tra kết nối internet. Nếu Pi có truy cập internet, đèn LED trạng thái sẽ sáng, nếu không đèn LED sẽ nhấp nháy. Do đó, tôi đã tạo một tập lệnh bash trong init.d

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

Với nội dung sau

#! / bin / bash

### BEGIN INIT INFO # Cung cấp: startound # Bắt buộc-Bắt đầu: $ local_fs $ network $ remote_fs # Bắt buộc-Dừng: $ local_fs $ network $ remote_fs # Mặc định-Bắt đầu: 2 3 4 5 # Mặc định-Dừng: 0 1 6 # Mô tả ngắn gọn: phát âm thanh bắt đầu # Mô tả: Phát âm thanh bắt đầu ### END INIT INFO # Bắt đầu truy cập internet watchdog python /home/pi/access_status.py &#Phát âm thanh bắt đầu mpg123/home/pi/startup.mp3 &> / home / pi / mpg123.log

Làm cho tập lệnh có thể thực thi được

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

Để thực thi tập lệnh khi khởi động, tôi đã đăng ký tập lệnh lệnh sau

sudo update-rc.d ladbadix.sh mặc định

Đặt cơ quan giám sát python được đính kèm vào thư mục chính /home/pi/access_status.py Tập lệnh python phải lặp lại. Vòng lặp đầu tiên kiểm tra kết nối internet bằng cách ping www.google.com 2 giây một lần. Vòng lặp thứ hai cho phép Chân GPIO 17 nhấp nháy, tùy thuộc vào trạng thái internet hiện tại.

Việc cài đặt dịch vụ kết nối Spotify rất dễ dàng. Đây là kho lưu trữ tập lệnh cài đặt: https://github.com/dtcooper/raspotify Vì vậy, cuối cùng việc cài đặt chỉ là một lệnh duy nhất.

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

Bước 6: Kết luận

Trong quá trình thực hiện dự án, tôi đã học hỏi được rất nhiều điều. Sử dụng Bộ điều chỉnh 5v thay vì bộ chuyển đổi DC-DC trong nguyên mẫu ban đầu là một ý tưởng tồi. Nhưng sai lầm đó đã khiến tôi nghĩ về những gì mà Regulator thực sự làm. Những cải tiến về chất lượng âm thanh cũng là một quá trình học hỏi rất lớn. Có một lý do tại sao khuếch đại âm thanh chuyên nghiệp giống như khoa học tên lửa:-)