Fusta i ràdio web ESP32 impresa en 3D: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

En aquest instructiu us mostraré com fer un reproductor de ràdio web / "SDcard MP3" amb un ESP32 i com fer una carcassa impresa en 3D amb accents de fusta.

La meva mare es va mudar recentment a una nova casa i volia substituir l’antiga caixa de música que solia tocar música al bany, així que vaig dissenyar aquesta ràdio perquè s’adapti específicament a un prestatge del nou bany. No és un sistema HiFi, però és prou bo per cantar algunes cançons a la dutxa.

El programari prové d’un impressionant Projecte GitHub d’Ed Smallenburg. Està escrit per a l’IDE Arduino i està molt ben documentat, de manera que, fins i tot si no sabeu molt sobre l’ESP32 o sobre com programar-lo, no hauríeu de tenir cap problema perquè això funcioni: https://github.com / Edzelf / ESP32-Radio

Necessitarà:

• Un kit de desenvolupament ESP32
• Una placa de descodificació MP3 VS1053B
• Pantalla LCD TFT d'1,8 "amb ranura per a targeta SD
• Un amplificador d’àudio estèreo de classe D.
• Altaveus estèreo de 3W 4Ohm
• Una placa micro-B USB Breakout
• Filferros de pont flexible
• Un polsador (ON-OFF)
• Cargols i femelles de màquina M3
• Xapa de fusta (la noguera contrasta molt bé amb el PLA negre)
• Qualsevol impressora 3D o servei d'impressió FFF com ara concentradors 3D
• Ganivet útil
• Vernís de fusta
• CA Glue
• Cola calenta

Pas 1: programa l'ESP32

Comencem carregant l’ESP32 amb el programari i configurant quins pins volem utilitzar. Baixeu el dipòsit GitHub com a fitxer zip o cloneu-lo al vostre ordinador des d’aquí. Descomprimiu l'arxiu i obriu el fitxer.ino principal a l'IDE Arduino. Connecteu l’ESP32 a l’ordinador mitjançant un cable USB.

Si mai no heu utilitzat un ESP32 amb l'IDE Arduino, afegiu l'URL següent a la llista d '"URL del gestor de taules alternatives" a les preferències de l'IDE: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.js. A continuació, aneu a Eines> Tauler> Boardmanager …, cerqueu "ESP32" i instal·leu el nou boardmanager. Un cop instal·lat, podeu triar el "mòdul de desenvolupament ESP32" de la llista de taules.

És possible que hàgiu d’instal·lar algunes biblioteques addicionals, però si és així, l’IDE us ho notificarà quan intenteu penjar el codi al tauler. El lloc web Arduino explica com afegir biblioteques molt bé.

Després de penjar el codi, l’ESP crearà un punt de connexió WiFi des del qual podreu arribar a una interfície web on podreu canviar la configuració de la ràdio web. Els detalls poden canviar en el futur, a mesura que es desenvolupi el projecte, així que enllaçaré a la documentació PDF en lloc de repetir el que ja s’ha escrit.

A la finestra de configuració podeu introduir un o diversos conjunts de credencials WiFi, canviar alguns dels pins utilitzats a l’ESP, així com afegir i eliminar fins a 100 presets d’estacions de ràdio.

Pas 2: imprimiu la carcassa

Vaig dissenyar la carcassa per a la ràdio web a Fusion360 i la vaig imprimir en PLA negre a la meva impressora 3D. El disseny consisteix en un cos principal, amb una placa frontal i posterior que s’ajusten al seu lloc. Totes les peces s’imprimeixen amb un suport mínim. He inclòs els fitxers.f3d i els fitxers.stl, així que no dubteu a canviar la carcassa com vulgueu. També podeu trobar els fitxers CAD a la meva pàgina de thingiverse.

També hi ha algunes cobertes d’altaveus que podeu imprimir. Volia cobrir-les amb un drap acústic i fer-les fixar a la carcassa amb imants perquè es poguessin treure. Malauradament, el combinat imant / cargol que he utilitzat no ha funcionat i només he pensat a magnetitzar els cargols després que fos massa tard (vegeu el següent pas), de manera que no els he utilitzat.

La placa frontal conté la pantalla LCD, el codificador roary i els dos altaveus i s’ha d’imprimir cara avall. La placa posterior té separadors per a l’ESP32 i una placa micro USB. El cos principal té un forat per a un polsador de tancament LED de 12 mm que pot actuar com a botó d’encesa.

També vaig dissenyar un comandament moletjat per al codificador rotatiu, ja que no en trobava cap, que estigués dins del meu pressupost i semblés prou agradable. Em va sorprendre el bon funcionament que tenia i no esperava que el meu Anet A8 pogués fer front a la minúscula molinada. Això també imprimeix sense suport.

Pas 3: Aplicació de la xapa de fusta

Tot i que podríeu deixar l’habitatge tal qual, volia afegir-hi alguns detalls de fusta. Si imprimiu la placa frontal i posterior cap per avall, no només utilitzeu el mínim suport, sinó que la superfície és fins i tot suficient per enganxar-hi una mica de xapa. Talleu amb cura un tros de verneer a la forma aproximada de la placa posterior. Apliqueu una perla de cola CA al voltant de la vora de la impressió i una mica també al centre (el tipus líquid és més adequat per a això que el tipus de gel). Gireu la impressió cap per avall i baixeu-la lentament sobre la xapa i, a continuació, premeu-la fermament. Feu-ho sobre una superfície plana i netegeu l'excés de cola que pugui transpirar pels costats. Al cap d’uns segons, la cola hauria d’haver-se curat prou perquè pugueu aixecar la placa amb la xapa.

A continuació, podeu retallar l'excés de xapa amb un ganivet utilitzat o una fulla d'afaitar. Preneu-vos el temps fent això, ja que la xapa es tallarà fàcilment amb el gra, però és força fràgil quan es talla. Apropeu-vos a la impressió com vulgueu amb la fulla i, a continuació, polit les vores de la xapa amb una mica de paper de vidre. Tenia pressa, així que vaig retallar fins a la impressió amb una fulla i vaig treure part de la xapa de la placa posterior. El vaig tornar a enganxar al seu lloc i difícilment es nota, però es podria haver evitat si hi hagués dedicat una estona més.

La placa frontal és una mica més complicada, ja que hi ha més obertures per retallar i retallar, però el procediment és bàsicament el mateix. No volia que els cargols que mantenen els altaveus es poguessin veure més endavant, així que els vaig cargolar al seu lloc mitjançant cargols de màquina M3 i femelles corresponents abans d’aplicar la xapa. Això fa que tallar els forats dels altaveus sigui una mica més tediós, ja que cal anar amb compte de no tallar la membrana dels altaveus. Si no us sentiu còmode fent això, només cal que enganxeu primer la xapa i talleu els forats del cargol després.

Si ho volguéssiu, podríeu provar de tacar la xapa, però no estic segur de com afectaria la cola CA que hi ha a sota. Vaig decidir anar amb un vernís a base de cera que només protegirà la fusta fins a un cert grau, però definitivament va fer que el gra aparegui més, cosa que sembla molt agradable.

Pas 4: connecteu l'electrònica

L’electrònica és relativament senzilla, però es pot tornar desordenada si teniu pressa com jo:

Munteu l'amplificador, si cal, i ajusteu el pont al guany adequat. (Nota: el guany no és igual al volum. L'elecció d'un guany alt també pot introduir més soroll al senyal d'àudio.)

Com que tots els components estan connectats a l'ESP32 d'alguna manera, podeu utilitzar cables Jumper per a la majoria de les connexions. Alguns pins poden dependre de com configureu la configuració, però el disseny per defecte també es comenta a les primeres línies del fitxer principal Arduino.

Com que hi ha algunes connexions en sèrie implicades, és possible que calgui connectar alguns pins a l'ESP a més d'una altra placa. Simplement vaig tallar els cables necessaris junts, però, em sap greu no haver dissenyat una PCB personalitzada en la qual hauria pogut connectar la majoria de les plaques mitjançant els seus pins de capçalera. M’hauria salvat del caos de cables que es va produir. Si el splicing sembla massa caòtic i dissenyar un PCB sembla un gran enrenou, podeu anar amb un petit tros de perfboard.

És possible que acabi dissenyant un PCB després de tot per practicar. Si ho faig, afegiré els fitxers gerber aquí.

Recordeu que heu de cargolar primer el botó d’engegada si teniu previst soldar-lo amb altres components.

Quan connecteu l’amplificador al VS1053, podeu separar un joc d’auriculars antic per a la presa de 3,5 mm i soldar els cables a l’amplificador, o bé soldar els cables del jumper als coixinets del connector del barril a la part inferior del descodificador MP3 VS1053 (veure esbós). El tutorial d'Adafruits sobre l'amplificador també explica com connectar les diferents entrades.

Connecteu-ho tot a part dels altaveus. És més fàcil connectar-los als terminals de cargol de l’amplificador.

Pas 5: Assemblea final

L’últim pas és encabir-ho tot a l’habitatge.

Comenceu per la placa frontal. Premeu la pantalla LCD sobre els separadors i fixeu-la amb una mica de cola calenta al voltant de les vores posteriors. Si encara no heu connectat els altaveus, feu-ho ara. Si desconnecteu la pantalla LCD, és molt més fàcil connectar-la (Tipp: feu servir cola calenta per connectar les capçaleres del pont, de manera que es mantinguin en l’ordre correcte i no cal que les reviseu abans de tornar-les a connectar a la pantalla LCD). El codificador rotatiu s’uneix amb una rentadora i una femella.

A continuació, fixeu l'ESP32 al punt de separació de la placa posterior, així com a la connexió micro USB i connecteu-les amb una mica de cola calenta. (Tingueu cura de no ficar cola al connector USB, és difícil tornar a sortir. Proveu d’enganxar-lo al seu lloc amb un cable USB connectat). L'amplificador també es pot enganxar a la placa posterior.

Això només deixa la placa de descodificació MP3. El lloc on enganxeu depèn de vosaltres i pot dependre de la gestió del cable. Vaig enganxar la meva a una de les parets verticals de l'interior del cos principal.

Alimenteu els cables de l’altaveu pel cos principal, talleu el connector JST i connecteu-los a l’amplificador amb els terminals de cargol.

En tancar el recinte, pot ser que hagueu d’utilitzar força. Intenteu prémer el cos principal per fixar la placa posterior i frontal al seu lloc.

Per últim, enganxeu el dial al codificador rotari. Ha de ser un ajust de fricció i no requereix cap cola.

Espero que us hagi agradat aquesta compilació de ràdio web. Consulteu la pàgina GitHub d’Ed, també té un projecte similar amb un ESP8266. Si teniu cap pregunta o idea de millora, deixeu-me un comentari a continuació i intentaré tornar-vos a respondre el més aviat possible. Si intenteu afegir xapa a una de les vostres impressions, feu-me saber com us heu posat, m'encantaria saber-ne.