HackerBox 0028: JamBox: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

JamBox - Tháng này, các Hacker HackerBox đang khám phá khả năng tạo và giao tiếp âm thanh trên Nền tảng IOT âm thanh JamBox. Có thể hướng dẫn này chứa thông tin về cách làm việc với HackerBox # 0028 mà bạn có thể lấy tại đây khi nguồn cung cấp cuối cùng. Ngoài ra, nếu bạn muốn nhận được một HackerBox như thế này ngay trong hộp thư của mình mỗi tháng, hãy đăng ký tại HackerBoxes.com và tham gia cuộc cách mạng!

Các chủ đề và mục tiêu học tập cho HackerBox 0028:

• Định cấu hình Hệ thống trên chip ESP32
• Lập trình ESP32 từ Arduino IDE
• Lắp ráp Nền tảng IOT âm thanh JamBox
• Điều khiển I / O cho các nút, núm vặn và lưới LED
• Xây dựng giao diện người dùng từ phần cứng I / O
• Các luồng âm thanh giao tiếp qua I2S
• Truyền các mẫu âm thanh tới các mô-đun DAC

HackerBoxes là dịch vụ hộp đăng ký hàng tháng dành cho công nghệ máy tính và điện tử DIY. Chúng tôi là những người có sở thích, nhà sản xuất và thử nghiệm. Chúng ta là những kẻ mơ mộng. HACK KẾ HOẠCH!

Bước 1: HackerBox 0028: Nội dung hộp

• Thẻ tham chiếu có thể thu thập được của HackerBoxes # 0028
• Bảng mạch in JamBox độc quyền
• ESP32 DevKitC
• CJMCU PCM5102 I2S Mô-đun Digital-to-Analog
• Bốn mô-đun ma trận LED MAX7219 8x8
• Năm chiết áp RV09 10K Ohm
• Năm nút chiết áp
• Tám nút thời điểm xúc giác
• Bốn chân cao su kết dính
• Cáp vá âm thanh 3,5 mm
• Cáp MicroUSB
• Tai nghe có vỏ
• Decal hộp sọ độc quyền của Hacker
• Tấm Decal Octocat Fan Art

Một số điều khác sẽ hữu ích:

• Hàn sắt, thuốc hàn và các dụng cụ hàn cơ bản
• Máy tính để chạy các công cụ phần mềm

Quan trọng nhất, bạn sẽ cần cảm giác phiêu lưu, tinh thần tự làm và sự tò mò của hacker. Thiết bị điện tử Hardcore DIY không phải là một mục tiêu tầm thường và chúng tôi sẽ không phụ lòng bạn. Mục tiêu là sự tiến bộ, không phải sự hoàn hảo. Khi bạn kiên trì và tận hưởng cuộc phiêu lưu, bạn có thể thấy rất nhiều sự hài lòng khi học công nghệ mới và hy vọng sẽ có được một số dự án hoạt động. Chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện từng bước một cách chậm rãi, chú ý đến các chi tiết và đừng ngại yêu cầu sự giúp đỡ.

Lưu ý rằng có rất nhiều thông tin cho các thành viên hiện tại và tương lai trong Câu hỏi thường gặp về HackerBox.

Bước 2: Bảng mạch in JamBox độc quyền

JamBox PCB hỗ trợ mô-đun vi xử lý ESP32, bốn mô-đun ma trận LED MAX7219 8x8, năm chiết áp 10K cho đầu vào tương tự và tám nút nhanh xúc giác cho đầu vào kỹ thuật số. Đầu ra âm thanh được cung cấp bằng khối Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC) nội bộ ESP32 hoặc kết nối tùy chọn với Mô-đun DAC CJMCU PCM5102 I2S bên ngoài. PCB có các lỗ gắn hoặc có thể dán các chân cao su kết dính.

LƯU Ý LẮP RÁP QUAN TRỌNG:

• Để sử dụng DAC tích hợp ESP32 cho đầu ra âm thanh, không hàn mô-đun PCM5102 vào vị trí. Chỉ cần sử dụng các chân IO25 và GND để điều khiển tai nghe hoặc loa khuếch đại.
• Bốn Mô-đun Ma trận LED 8x8 được định hướng với các dòng đầu vào ở trên cùng và các dòng đầu ra ở dưới cùng.
• Các "chân" biến dạng cơ học trên năm chiết áp chỉ hơi rộng so với các lỗ trong dấu chân RV09 tiêu chuẩn. Một cách khắc phục dễ dàng là sử dụng kìm nhỏ để gấp các "ghim" căng phẳng thành hình bánh taco hoặc hình con muỗi hơn. Sau đó, họ sẽ vào ngay. [VIDEO]
• Lưới tạo mẫu 15x5 có thể được sử dụng cho giao tiếp I / O bổ sung. MIDI có ai không?

Bước 3: ESP32 và Arduino IDE

ESP32 là một máy tính chip đơn. Nó được tích hợp nhiều tính năng Wi-Fi 2,4 GHz và Bluetooth. ESP32 tích hợp công tắc ăng-ten, RF balun, bộ khuếch đại công suất, bộ khuếch đại nhận tiếng ồn thấp, bộ lọc và mô-đun quản lý điện năng. Như vậy, toàn bộ giải pháp chiếm diện tích Bảng mạch in (PCB) tối thiểu.

ESP32DevKitC là một bảng phát triển nhỏ dựa trên ESP32 do Espressif sản xuất. Hầu hết các chân I / O đều chạy ra đầu pin ở cả hai bên để dễ dàng giao tiếp. Một chip giao diện USB và bộ điều chỉnh điện áp được tích hợp vào mô-đun. ESP32 được hỗ trợ trong hệ sinh thái Arduino và IDE, đây là một cách rất nhanh chóng và dễ dàng để làm việc với ESP32.

Kho lưu trữ github Arduino ESP32 bao gồm hướng dẫn cài đặt cho LInux, OSX và Windows. Nhấp vào liên kết đó và làm theo hướng dẫn tương ứng với hệ điều hành trên máy tính của bạn.

Tài nguyên bổ sung: Biểu dữ liệu ESP32

Bước 4: JamBox I / O Demo

Mã demo đính kèm (IOdemo.ino) rất hữu ích để chứng minh hoạt động cơ bản của đầu ra LED 8x8 và đầu vào của người dùng từ tám nút nhấn và năm chiết áp tương tự. Các yếu tố phần cứng I / O này là cơ sở của hệ thống giao diện người dùng của chúng tôi.

Thư viện Arduino cho các mô-đun LED 8x8.

Bước 5: Bộ DAC nội bộ ESP32 cho âm thanh

Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC hoặc D-to-A) là một hệ thống chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số thành tín hiệu tương tự. DAC thường được sử dụng trong máy nghe nhạc để chuyển đổi các luồng dữ liệu kỹ thuật số thành tín hiệu âm thanh analog. Audio DAC thường có tần số thấp và độ phân giải cao. [Wikipedia]

ESP32 có hai DAC 8bit bên trong. Các DAC này có thể chuyển đổi bất kỳ giá trị 8 bit nào thành đầu ra điện áp tương tự. Các giá trị đầu vào 8 bit 0-255 ánh xạ gần đúng với dải điện áp từ 0V đến 3,3V trên ESP32. Một mẫu âm thanh số hóa có thể được phát lại qua DAC.