HackerBox 0028: JamBox: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

JamBox - Tento měsíc hackeři HackerBox zkoumají generování zvuku a rozhraní na platformě JamBox Audio IOT. Tento Instructable obsahuje informace pro práci s HackerBox #0028, které si můžete vyzvednout zde do vyprodání zásob. Pokud byste také chtěli každý měsíc dostávat HackerBox přímo do své poštovní schránky, přihlaste se k odběru na HackerBoxes.com a připojte se k revoluci!

Témata a vzdělávací cíle pro HackerBox 0028:

• Nakonfigurujte ESP32 System-on-Chip
• Programujte ESP32 z Arduino IDE
• Sestavte platformu IOT JamBox Audio
• Ovládací I/O pro tlačítka, knoflíky a mřížky LED
• Vytvářejte uživatelská rozhraní z hardwaru I/O
• Komunikační zvukové toky přes I2S
• Streamujte zvukové ukázky do modulů DAC

HackerBoxes je služba měsíčního předplatného pro elektroniku a počítačovou technologii pro kutily. Jsme fandové, tvůrci a experimentátoři. Jsme snílci snů. ZRUŠTE PLANETU!

Krok 1: HackerBox 0028: Obsah krabice

• Sběratelská referenční karta HackerBoxes #0028
• Exkluzivní deska plošných spojů JamBox
• ESP32 DevKitC
• Digitálně analogový modul CJMCU PCM5102 I2S
• Čtyři maticové moduly LED MAX7219 8x8
• Pět 10K Ohm RV09 potenciometrů
• Pět knoflíků potenciometru
• Osm hmatových momentálních tlačítek
• Čtyři lepicí gumové nožičky
• 3,5 mm audio propojovací kabel
• MicroUSB kabel
• Sluchátka s pouzdrem
• Exkluzivní potisk lebky HackerBoxes
• Obtisk archu Octocat Fan Art

Některé další věci, které budou užitečné:

• Páječka, pájka a základní pájecí nástroje
• Počítač pro spouštění softwarových nástrojů

A co je nejdůležitější, budete potřebovat smysl pro dobrodružství, kutilského ducha a hackerskou zvědavost. Hardcore DIY elektronika není triviální pronásledování a my to pro vás nezlevňujeme. Cílem je pokrok, ne dokonalost. Když vytrváte a užíváte si dobrodružství, velkou spokojenost lze odvodit z učení se nové technologii a doufejme, že některé projekty budou fungovat. Doporučujeme dělat každý krok pomalu, dbát na detaily a nebojte se požádat o pomoc.

Všimněte si toho, že v HackerBox FAQ je velké množství informací o aktuálních i potenciálních členech.

Krok 2: Exkluzivní deska s plošnými spoji JamBox

PCB JamBox podporuje mikroprocesorový modul ESP32, čtyři maticové moduly LED MAX7219 8x8, pět potenciometrů 10K pro analogový vstup a osm hmatových momentálních tlačítek pro digitální vstup. Zvukový výstup je zajištěn pomocí bloku interního převodníku digitálního signálu na analogový (DAC) ESP32 nebo volitelně připojením k externímu modulu DAC CJMCU PCM5102 I2S. DPS má montážní otvory nebo lze použít lepicí gumové nožičky.

DŮLEŽITÉ POZNÁMKY MONTÁŽE:

• Chcete-li použít integrovaný DAC ESP32 pro zvukový výstup, nepájejte modul PCM5102 na místo. Jednoduše použijte piny IO25 a GND k ovládání sluchátek nebo zesíleného reproduktoru.
• Čtyři maticové moduly 8x8 LED jsou orientovány se vstupními řádky nahoře a výstupními řádky ve spodní části.
• Mechanické napínací „kolíky“na pěti potenciometrech jsou jen trochu příliš široké na otvory ve standardní stopě RV09. Snadnou opravou je pomocí malých kleští složit „špendlíky“plochého kmene do tvaru taco nebo taquito. Pak by měli vklouznout přímo dovnitř. [VIDEO]
• Pro další I/O rozhraní lze použít prototypovací mřížku 15x5. MIDI někdo?

Krok 3: ESP32 a Arduino IDE

ESP32 je počítač s jedním čipem. Je vysoce integrovaný a nabízí 2,4 GHz Wi-Fi a Bluetooth. ESP32 integruje přepínač antény, RF balun, výkonový zesilovač, zesilovač s nízkým šumem, filtry a moduly pro správu napájení. Celé řešení tak zabírá minimální plochu plošných spojů (PCB).

ESP32DevKitC je malá vývojová deska založená na ESP32 od společnosti Espressif. Většina I/O pinů je vybrána do konektorů na obou stranách pro snadné propojení. V modulu je integrován čip rozhraní USB a regulátor napětí. ESP32 je podporován v rámci ekosystému Arduino a IDE, což je velmi rychlý a snadný způsob práce s ESP32.

Úložiště Arduino ESP32 github obsahuje pokyny k instalaci pro LInux, OSX a Windows. Klikněte na tento odkaz a postupujte podle pokynů, které odpovídají operačnímu systému ve vašem počítači.

Další zdroje: ESP32 Datasheet ESP32DevKitC SchémaESP32 Technická referenční příručka ESP32 Arduino Instructable

Krok 4: JamBox I/O Demo

Přiložený demo kód (IOdemo.ino) je užitečný pro ukázku základní činnosti 8x8 LED výstupů a uživatelských vstupů z osmi tlačítek a pěti analogových potenciometrů. Tyto hardwarové prvky I/O jsou základem našeho systému uživatelského rozhraní.

Knihovna Arduino pro moduly LED 8x8.

Krok 5: Interní DAC ESP32 pro zvuk

Převodník digitálního signálu na analogový (DAC nebo D-to-A) je systém, který převádí digitální signál na analogový signál. DAC se běžně používají v hudebních přehrávačích k převodu digitálních datových toků na analogové zvukové signály. Zvukové DAC obecně mají nízkou frekvenci a vysoké rozlišení. [Wikipedie]

ESP32 má dva interní 8bitové DAC. Tyto DAC mohou převést libovolnou 8bitovou hodnotu na analogový napěťový výstup. 8- bitové vstupní hodnoty 0-255 mapují zhruba na rozsah napětí 0V až 3,3V na ESP32. Digitalizovaný zvukový vzorek lze přehrát pomocí DAC.