HackerBox 0028: JamBox - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

JamBox - Deze maand onderzoeken HackerBox-hackers het genereren van geluid en interfaces op het JamBox Audio IOT-platform. Deze Instructable bevat informatie voor het werken met HackerBox #0028, die u hier kunt ophalen zolang de voorraad strekt. Als u ook maandelijks zo'n HackerBox in uw mailbox wilt ontvangen, schrijf u dan in op HackerBoxes.com en doe mee aan de revolutie!

Onderwerpen en leerdoelen voor HackerBox 0028:

• Configureer de ESP32 System-on-Chip
• Programmeer de ESP32 vanuit de Arduino IDE
• Monteer het JamBox Audio IOT-platform
• Control I/O voor knoppen, knoppen en LED-roosters
• Gebruikersinterfaces maken van I/O-hardware
• Communicatie audiostreams via I2S
• Audiosamples streamen naar DAC-modules

HackerBoxes is de maandelijkse abonnementsservice voor doe-het-zelf-elektronica en computertechnologie. Wij zijn hobbyisten, makers en experimenteerders. Wij zijn de dromers van dromen. HACK DE PLANEET!

Stap 1: HackerBox 0028: Inhoud van de doos

• HackerBoxes #0028 Verzamelbare referentiekaart
• Exclusieve JamBox-printplaat
• ESP32 DevKitC
• CJMCU PCM5102 I2S digitaal-naar-analoog module
• Vier MAX7219 8x8 LED-matrixmodules
• Vijf 10K Ohm RV09 Potentiometers
• Vijf Potentiometer Knoppen
• Acht tactiele kortstondige knoppen
• Vier zelfklevende rubberen voetjes
• 3,5 mm audio-patchkabel
• MicroUSB-kabel
• Oordopjes met Case
• Exclusieve HackerBoxes schedel sticker
• Octocat Fan Art-stickervel

Enkele andere dingen die nuttig zullen zijn:

• Soldeerbout, soldeer en standaard soldeergereedschappen
• Computer voor het uitvoeren van softwaretools

Het belangrijkste is dat je een gevoel van avontuur, doe-het-zelf-geest en nieuwsgierigheid van hackers nodig hebt. Hardcore doe-het-zelf-elektronica is geen triviale bezigheid, en we verwateren het niet voor je. Het doel is vooruitgang, niet perfectie. Als je volhardt en geniet van het avontuur, kan er veel voldoening worden gehaald uit het leren van nieuwe technologie en hopelijk het werkend krijgen van een aantal projecten. We raden aan om elke stap langzaam te doen, op de details te letten en wees niet bang om hulp te vragen.

Merk op dat er een schat aan informatie is voor huidige en toekomstige leden in de HackerBox FAQ.

Stap 2: Exclusieve JamBox-printplaat

De JamBox-printplaat ondersteunt een ESP32-microprocessormodule, vier MAX7219 8x8 LED-matrixmodules, vijf 10K-potentiometers voor analoge invoer en acht voelbare kortstondige knoppen voor digitale invoer. Audio-uitvoer wordt geleverd met behulp van een ESP32 intern digitaal-naar-analoogomzetter (DAC) -blok of optioneel aangesloten op een externe CJMCU PCM5102 I2S DAC-module. De printplaat heeft bevestigingsgaten of er kunnen zelfklevende rubberen voetjes worden aangebracht.

BELANGRIJKE MONTAGE OPMERKINGEN:

• Om de ingebouwde ESP32-DAC voor audio-uitvoer te gebruiken, soldeer de PCM5102-module niet op zijn plaats. Gebruik gewoon de IO25- en GND-pinnen om een hoofdtelefoon of een versterkte luidspreker aan te sturen.
• De vier 8x8 LED-matrixmodules zijn georiënteerd met de invoerlijnen aan de bovenkant en de uitvoerlijnen aan de onderkant.
• De mechanische spanning "pinnen" op de vijf potentiometers zijn net iets te breed voor de gaten in de standaard RV09-voetafdruk. Een gemakkelijke oplossing is om een kleine tang te gebruiken om de platte "pinnen" in meer een taco- of taquito-vorm te vouwen. Dan zouden ze er zo in moeten glippen. [VIDEO]
• Het 15x5 prototype grid kan worden gebruikt voor extra I/O-interfaces. MIDI iemand?

Stap 3: ESP32 en Arduino IDE

De ESP32 is een computer met één chip. Het is sterk geïntegreerd met 2,4 GHz wifi en Bluetooth. De ESP32 integreert de antenneschakelaar, RF-balun, eindversterker, geluidsarme ontvangstversterker, filters en energiebeheermodules. Als zodanig neemt de hele oplossing een minimaal printplaatgebied (PCB) in beslag.

De ESP32DevKitC is een klein op ESP32 gebaseerd ontwikkelbord geproduceerd door Espressif. De meeste I/O-pinnen lopen aan beide zijden naar de pin-headers voor eenvoudige interfacing. Een USB-interfacechip en spanningsregelaar zijn in de module geïntegreerd. De ESP32 wordt ondersteund binnen het Arduino-ecosysteem en IDE, wat een zeer snelle en gemakkelijke manier is om met de ESP32 te werken.

De Arduino ESP32 github-repository bevat installatie-instructies voor LInux, OSX en Windows. Klik op die link en volg de instructies die overeenkomen met het besturingssysteem op uw computer.

Aanvullende bronnen: ESP32-gegevensbladESP32DevKitC-schemaESP32 technische referentiehandleidingESP32 Arduino Instructable

Stap 4: JamBox I/O-demo

De bijgevoegde democode (IOdemo.ino) is handig om de basisbediening van de 8x8 LED-uitgangen en gebruikersinvoer van de acht drukknoppen en de vijf analoge potentiometers te demonstreren. Deze I/O-hardware-elementen vormen de basis van ons gebruikersinterfacesysteem.

Arduino Bibliotheek voor de 8x8 LED-modules.

Stap 5: ESP32 interne DAC voor audio

Een digitaal-naar-analoog-omzetter (DAC of D-naar-A) is een systeem dat een digitaal signaal omzet in een analoog signaal. DAC's worden vaak gebruikt in muziekspelers om digitale datastromen om te zetten in analoge audiosignalen. Audio-DAC's hebben over het algemeen een lage frequentie en een hoge resolutie. [Wikipedia]

De ESP32 heeft twee interne 8bit DAC's. Deze DAC's kunnen elke 8 bit-waarde omzetten naar een analoge uitgangsspanning. De 0-255 8-bits ingangswaarden komen ongeveer overeen met het spanningsbereik van 0V tot 3,3V op de ESP32. Een gedigitaliseerd audiosample kan worden afgespeeld via de DAC.