Alerta d'àudio: 18 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

El PCB que he dissenyat s’anomena Audio Alert. Aquesta placa es troba entre una font d'àudio estèreo i un consumidor d'àudio estèreo, com ara un transmissor o amplificador de FM. Quan la placa rep sense fils un missatge codificat, entra al flux d’àudio de la font actual i reprodueix el clip de so MP3 relacionat amb el missatge rebut. Quan el clip ha acabat de reproduir-se, el tauler torna a la font original (en el meu cas, un iPod).

Vaig dissenyar aquesta placa com a placa complementària per a una placa que vaig dissenyar per detectar quan el meu col·lector de pols de la botiga de fusta està ple. Tot i que la pensió completa del col·lector de pols activaria un estroboscòpic intermitent, de tant en tant no ho notaria. La botiga és força forta quan el recol·lector de pols i altres eines fixes funcionen, de manera que gairebé sempre porto el meu protector auditiu amb un receptor FM incorporat. Fent servir aquest tauler, ara sento "Col·leccionista de pols ple", tot i que el meu protector auditiu. Consulteu

El mcu utilitzat és un ATmega328p. El MCU rep la notificació d'un transceptor RFM69CW. El commutador d’àudio és un xip PT2314 controlat per I2C. El PT2314 és un commutador estèreo de 4 a 1. La placa exposa 2 de les 4 entrades possibles com a preses estèreo estàndard de 3,5 mm. Una tercera font és un xip de reproductor de MP3 integrat i la quarta font no s’utilitza. La sortida es fa mitjançant un connector estèreo estàndard de 3,5 mm.

El reproductor MP3 té 3 fonts possibles: targeta SD, llapis USB i flash NOR.

El reproductor MP3 és el mateix xip YX5200-24SS que es troba en molts mòduls DF Player (tot i que la majoria de les versions més barates d’aquest mòdul utilitzen xips falsificats que no tenen tota la funcionalitat del xip original). El xip -24SS és que és estèreo i és compatible amb EEPROM NOR Flash.

Podeu precarregar el NOR Flash amb clips MP3 o utilitzar qualsevol de les altres fonts. A l’inici, el reproductor MP3 es convertirà per defecte en USB si està disponible, seguit de la targeta SD i, a continuació, de NOR Flash. Podeu modificar el programari per canviar la precedència de la font o tenir la font MP3 en funció del missatge rebut.

Tal com es programa, l'entrada externa es transmet a la sortida. Igual que amb la font MP3, aquest comportament es pot canviar al programari. També es pot controlar el volum, l'equilibri, els aguts i diverses altres funcions de commutador d'àudio mitjançant el programari.

La placa també té l’opció d’afegir un mòdul amplificador d’auriculars. Faig servir l’amplificador a la meva configuració perquè la sortida alimenta un transmissor de FM i el transmissor funciona millor amb l’amplificador que quan s’alimenta àudio de nivell de línia.

Tots els passadors no utilitzats s’han portat a la vora del tauler. La placa té un connector I2C amb una línia d’interrupció per al desenvolupament futur (pantalla, teclat, etc.)

L'esquema s'inclou al següent pas.

Igual que amb la resta de taulers que he dissenyat, els fitxers gerber d’aquest tauler es comparteixen a PCBWay.

Hi ha disponible un recinte imprès en 3D a Thingiverse:

Pas 1: instruccions per muntar la junta

Segueix les instruccions per muntar el tauler (o gairebé qualsevol tauler petit). En els passos següents, estic muntant una placa sense l’amplificador d’auriculars opcional.

Si ja sabeu com construir una placa SMD, aneu al pas 13.

Pas 2: Reuneix parts

Començo gravant un tros de paper a la taula de treball amb etiquetes per a totes les peces molt petites (resistències, condensadors, LED). Eviteu col·locar condensadors i LED un al costat de l’altre. Si es barregen, pot ser difícil distingir-los.

A continuació, empleno el paper amb aquestes parts. Al voltant de la vora hi afegeixo l’altra, de fàcil identificació. (Tingueu en compte que faig servir aquest mateix tros de paper per a altres taulers que he dissenyat, de manera que només algunes de les ubicacions de la foto tenen parts al costat o a les etiquetes)

Pas 3: munteu el tauler

Utilitzant un petit tros de fusta com a bloc de muntatge, encallo la placa PCB entre dues peces de tauler prototip de ferralla. Les taules prototipus es mantenen al bloc de muntatge amb cinta adhesiva doble (no hi ha cinta a la pròpia PCB). M’agrada fer servir fusta per al bloc de muntatge perquè és naturalment no conductora / antiestàtica. A més, és fàcil moure-ho segons calgui quan es col·loquen peces.

Pas 4: apliqueu la pasta de soldadura

Apliqueu pasta de soldadura als coixinets SMD, deixant nus els coixinets passants. En ser dretà, generalment treballo de dalt a esquerra a baix a la dreta per minimitzar les possibilitats de tacar la pasta de soldar que ja he aplicat. Si unteu la pasta, utilitzeu una tovalloleta sense pelussa, com ara per eliminar el maquillatge. Eviteu utilitzar un teixit Kleenex. Controleu la quantitat de pasta que s’aplica a cada coixinet és cosa que us atrapa a través de proves i errors. Només voleu una petita xapa a cada coixinet. La mida del tampó és relativa a la mida i la forma del coixinet (aproximadament un 50-80% de cobertura). En cas de dubte, utilitzeu menys. Per als passadors que estan junts, com ara els circuits integrats d’un paquet TSSOP, apliqueu una tira molt fina a tots els coixinets en lloc d’intentar aplicar una tapa separada a cadascun d’aquests coixinets molt estrets. Quan es fon la soldadura, la màscara de soldadura farà que la soldadura migri cap al coixinet, com si l’aigua no s’adhereixi a una superfície oliosa. La soldadura esborrarà o es traslladarà a una zona amb un coixinet exposat.

Faig servir una pasta de soldadura de baix punt de fusió (punt de fusió 137C)

Pas 5: col·loqueu les peces SMD

Col·loqueu les peces SMD. Ho faig de dalt a esquerra a baix a la dreta, tot i que no fa molta diferència a part de que és menys probable que perdeu una part. Les peces es col·loquen amb pinces electròniques. Prefereixo la pinça amb un extrem corbat. Agafeu una peça, gireu el bloc de muntatge si cal i col·loqueu la peça. Feu un toc lleuger a cada part per assegurar-vos que queda assegut al tauler. Quan col·loco una peça, faig servir dues mans per facilitar la col·locació. Quan col·loqueu un mcu quadrat, agafeu-lo en diagonal des de cantonades oposades.

Inspeccioneu la placa per assegurar-vos que els condensadors polaritzats estiguin en la posició correcta i que tots els xips estiguin orientats correctament.

Pas 6: temps per a la pistola d'aire calent

Faig servir una pistola d’aire calent YAOGONG 858D SMD. (A Amazon per menys de 40 dòlars.) El paquet inclou 3 broquets. Faig servir el broquet més gran (8 mm). Aquest model / estil el fabriquen o venen diversos venedors. He vist valoracions per tot arreu. Aquesta arma ha funcionat perfectament per a mi.

Faig servir una pasta de soldadura a baixa temperatura. Per a la meva pistola model, tinc la temperatura establerta a 275C, el cabal d’aire a 7. Mantingueu la pistola perpendicular al tauler a uns 4cm per sobre del tauler. La soldadura al voltant de les primeres parts triga una estona a començar a fondre’s. No tingueu la temptació d’accelerar les coses movent l’arma a prop del tauler. Això generalment resulta en bufar les parts al voltant. Un cop la soldadura es fongui, passeu a la següent secció superposada del tauler. Feu el vostre camí al voltant del tauler.

Pas 7: reforçeu-lo si cal

Si la placa té un connector de targeta SD muntat a la superfície o un connector d'àudio muntat a la superfície, etc., apliqueu una soldadura de filferro addicional als coixinets que s'utilitzen per fixar-la a la placa. He comprovat que la pasta de soldadura sola no sol ser prou resistent per assegurar aquestes parts de manera fiable.

Pas 8: neteja / eliminació del flux SMD

La pasta de soldadura que faig servir s’anuncia com a “no neta”. Cal netejar el tauler, es veu molt millor i eliminarà les petites perles de soldadura del tauler. Utilitzant guants de làtex, nitril o goma en un espai ben ventilat, aboqueu una petita quantitat de Flux Remover en un petit plat de ceràmica o d’acer inoxidable. Torneu a tancar l'ampolla eliminadora de flux. Amb un pinzell rígid, claveu el pinzell al supressor de flux i fregueu una zona del tauler. Repetiu-ho fins que hagueu fregat completament la superfície del tauler. Utilitzo un raspall de neteja d’armes amb aquest propòsit. Les truges són més rígides que la majoria dels raspalls dentals.

Aboco el removent de flux no utilitzat a l’ampolla. No sé si és correcte o no. No he notat cap problema relacionat amb fer això.

Pas 9: col·loqueu i soldeu totes les parts del forat de la canal

Després que l’eliminador de flux s’hagi evaporat del tauler, col·loqueu i soldeu totes les parts del forat, de més curta a més alta, d’una en una.

Pas 10: Rentar els passadors dels forats

Utilitzant una pinça talladora a ras, retalleu els passadors del forat passant a la part inferior del tauler. Si ho feu, és més fàcil eliminar el residu de flux.

Pas 11: Torneu a escalfar els passadors del forat després de retallar-los

Per obtenir un aspecte agradable, torneu a escalfar la soldadura dels passadors del forat passant després de retallar-la. Això elimina les marques de cisallament que deixa el tallador.

Pas 12: traieu el flux del forat passant

Fent servir el mateix mètode de neteja que abans, neteja la part posterior del tauler.

Pas 13: apliqueu el poder al tauler

Apliqueu alimentació a la placa (6 a 12V). Si res freda, mesureu 5V i 3,3V des de la pestanya gran dels dos xips reguladors.

Pas 14: carregueu el carregador d'arrencada

Aquest pas estableix la velocitat del processador, la font del rellotge i altres configuracions de fusibles, a més de carregar el carregador d'arrencada.

Necessiteu un proveïdor d'Internet per a aquest pas. Podeu utilitzar qualsevol ISP com Arduino com a ISP, sempre que l’ISP sigui 3v3. L'ISP que he dissenyat té un connector ISP 3v3. Consulteu

Molt important: heu d'utilitzar un proveïdor d'Internet 3v3 o pot fer malbé els components de la placa

Al menú Eines Arduino IDE, seleccioneu "Arduino Pro o Pro Mini" per a la placa i "ATmega328P (3,3 V 8 MHz)" per al processador.

Desconnecteu l'alimentació de la placa si utilitzeu un cable ISP de 6 fils.

Connecteu el cable ISP de la capçalera ICSP de la placa a l'ISP 3v3. Establiu el commutador DPDT a prop de la capçalera ICSP a "PROG".

Seleccioneu "Arduino com a ISP" a l'element de menú Eines-> programador (o el que sigui adequat per a l'ISP que utilitzeu) i, a continuació, seleccioneu gravar el carregador d'arrencada. A més de descarregar el carregador d’arrencada, també es configuraran correctament els fusibles. A la foto, el tauler de l'esquerra és l'objectiu. El tauler de la dreta és l’ISP.

Desconnecteu el cable de l'ISP.

Pas 15: pengeu l'esbós

Connecteu un mòdul d'adaptador serial 3v3 TTL al connector sèrie de la placa.

Actualització: 18 de març de 2021: He fet alguns canvis menors a l’esbós per solucionar un error que es produïa quan l’alerta ja es reprodueix quan rep un altre missatge. Poseu-vos en contacte amb mi si voleu la versió actualitzada de l'esbós

Baixeu-vos el software.zip adjunt a aquest pas. Podeu barrejar aquestes fonts a la vostra carpeta Arduino o canviar la ubicació del quadern de croquis a les preferències d'Arduino per assenyalar aquestes fonts. El mètode preferit és mantenir aquestes fonts separades.

Verifiqueu / Compileu l'esbós AudioAlertRFM69.

Pengeu l'esbós si es compila sense cap error.

Pas 16: creeu el fitxer hexadecimal FAT MP3

Aquest pas suposa que teniu previst utilitzar el xip Flash incorporat NOR com a font MP3. Podeu passar al pas 18 si no teniu previst utilitzar el xip NOR Flash com a font MP3. Això significa que utilitzarà una targeta SD o una memòria USB com a font MP3.

L'objectiu d'aquest pas és aconseguir una imatge d'un sistema de fitxers FAT16 que contingui els clips MP3 que es reprodueixen des de NOR Flash com a font a la EEPROM NOR Flash. L'ordre del fitxer dins del directori arrel FAT determina l'índex MP3 al qual es farà referència des del programari quan es reprodueixi una alerta.

El fitxer hexadecimal FAT MP3 es pot crear mitjançant l'aplicació FatFsToHex de Mac OS.

Si teniu un Mac o en teniu accés, descarregueu l'aplicació FatFsToHex de GitHub:

Tingueu en compte que no cal que creeu l'aplicació, hi ha un fitxer zip en aquest dipòsit que conté l'aplicació creada.

Després de decidir els fitxers MP3 que voleu reproduir al tauler, inicieu l'aplicació FatFsToHex i arrossegueu-los a la llista de fitxers. Establiu l'ordre de joc organitzant els fitxers de la llista. Si es tracta d’un conjunt de fitxers MP3 que creieu que podeu utilitzar més d’una vegada, deseu el conjunt al disc mitjançant l’ordre save (⌘-S). Exporteu (⌘-E) el fitxer hexadecimal MP3 a una targeta SD, anomenant el fitxer FLASH. HEX. Aquest hauria de ser l'únic fitxer d'aquesta targeta SD.

Dubto que algú construeixi realment un d'aquests taulers, però si algú ho fa, i us quedeu atrapats creant el fitxer hexadecimal MP3, poseu-vos en contacte amb mi i el crearé per a vosaltres.

Pas 17: carregueu els fitxers MP3 a la EEPROM NOR Flash

Per a aquest pas necessiteu un Arduino com a ISP (o la placa que vaig dissenyar) i un cable ISP de 5 o 6 fils. Desconnecteu l'alimentació de la placa si utilitzeu un cable de 6 cables.

Si no utilitzeu l'ISP que he dissenyat, l'ISP que utilitzeu s'ha de carregar amb el meu esbós Hex Copier i ha de tenir un mòdul de targeta SD segons les instruccions de l'esbós HexCopier. L'esbós de HexCopier es pot executar en qualsevol Arduino amb un ATmega328p (i diversos altres ATMegas.) Aquest esbós es troba al dipòsit FatFsToHex de GitHub.

Estableix el commutador DPDT a prop de la memòria USB Flash EEPROM a PROG. Connecteu el cable ISP entre l'ISP 3v3 i la capçalera NOR FLASH mitjançant el pin de terra per determinar l'orientació correcta del connector. Aquest és el connector blau de les fotos.

Un cop s'hagi aplicat l'alimentació amb la targeta SD inserida i la velocitat de transmissió d'un monitor sèrie establerta a 19200, envieu a l'esbós una lletra C i un caràcter de retorn ("C / n" o "C / r / n") per iniciar la còpia. Vegeu la captura de pantalla per obtenir la resposta esperada de l’esbós de la copiadora que s’executa a l’ISP.

Tingueu en compte que l'aplicació FatFsToHex té un monitor sèrie (vegeu la foto).

Pas 18: proveu el tauler

Connecteu un iPod o alguna altra font de so a la presa d’àudio de 3,5 mm que té l’etiqueta “IN”. Connecteu uns auriculars a la presa anomenada "OUT".

Aplicar alimentació al tauler. Reprodueix pistes a l'iPod. Hauríeu d’escoltar què es reprodueix a través dels auriculars.

Connecteu un adaptador sèrie 3v3 TTL a la placa. Estableix la velocitat de transmissió en 9600.

Reprodueix una alerta enviant el tauler "p1". Hauríeu d’escoltar l’alerta que es redueix a tot allò que prové de l’iPod. Hi ha massa paràmetres de prova que es poden enviar en sèrie al tauler per descriure aquí. Mireu la funció de bucle de l’esbós AudioAlertRFM69. Veureu una declaració de commutador que enumera tots els paràmetres de prova.

Per provar el transceptor, necessiteu una altra placa, com ara el comandament a distància descrit al meu Varmint Detector instructable o la placa completa del col·lector de pols que he dissenyat. Consulteu https://www.thingiverse.com/thing:2657033 Aquests taulers es poden programar per enviar missatges al tauler d'alerta d'àudio.

També podeu crear un conjunt de proves en un tauler d’expressió, tal com es mostra a les fotos. He dissenyat taules per a RFM69CW i HCW. Aquestes plaques proporcionen desplaçament de nivell perquè pugueu utilitzar aquests transceptors amb un mcu de 5V. (El RFM69 és 3v3.)

Si algú als Estats Units està interessat en adquirir algun dels meus taulers, nus o construïts, difícils de localitzar, poseu-vos en contacte amb mi (per missatge, no com a comentari).