Hout en 3D-geprinte ESP32 webradio - Ajarnpa

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

In deze Instructable laat ik je zien hoe je een webradio/"SDcard MP3"-speler maakt met een ESP32 en hoe je een 3D-geprinte behuizing maakt met houten accenten ervoor.

Mijn moeder is onlangs verhuisd naar een nieuw huis en wilde de oude boombox vervangen die vroeger muziek speelde in de badkamer, dus heb ik deze radio ontworpen om specifiek op een plank in de nieuwe badkamer te passen. Het is geen HiFi-systeem, maar het is goed genoeg om mee te zingen met wat deuntjes onder de douche.

De software is van een geweldig GitHub-project van Ed Smallenburg. Het is geschreven voor de Arduino IDE en is zeer goed gedocumenteerd, dus zelfs als je niet veel weet over de ESP32, of hoe je het moet programmeren, zou je geen problemen moeten hebben om dit te laten werken: https://github.com /Edzelf/ESP32-Radio

Je zal nodig hebben:

• Een ESP32-ontwikkelkit
• Een VS1053B MP3-decoderkaart
• Een 1,8" TFT LCD-scherm met SD-kaartsleuf
• Een klasse D stereo audioversterker
• Een stereoluidspreker van 3 W 4 Ohm
• Een Micro-B USB Breakout Board
• Flexibele verbindingsdraden
• A Drukknop (AAN-UIT)
• M3 Machineschroeven en -moeren
• Houtfineer (walnoot contrasteert mooi met zwart PLA)
• Elke FFF 3D-printer of printservice zoals 3D Hubs
• Hulpmes
• Houtvernis
• CA-lijm
• Hete lijm

Stap 1: Programmeer de ESP32

Laten we beginnen met het laden van de ESP32 met de software en configureren welke pinnen we willen gebruiken. Download de GitHub-repository als een zipbestand of kloon het vanaf hier naar uw computer. Pak het archief uit en open het belangrijkste.ino-bestand in de Arduino IDE. Sluit de ESP32 via een USB-kabel aan op uw computer.

Als je nog nooit een ESP32 met de Arduino IDE hebt gebruikt, voeg dan de volgende URL toe aan de lijst met "Alternative Board Manager URL's" in de prefences van de IDE: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.js. Ga vervolgens naar Tools>Board>Boardmanager…, zoek naar "ESP32" en installeer de nieuwe boardmanager. Zodra het is geïnstalleerd, kunt u de "ESP32 Dev Module" kiezen uit de lijst met boards.

Mogelijk moet u wat extra bibliotheken installeren, maar als dat het geval is, zal de IDE u hierover informeren wanneer u voor het eerst probeert de code naar het bord te uploaden. De Arduino-website legt heel mooi uit hoe je bibliotheken kunt toevoegen.

Na het uploaden van de code maakt de ESP een WiFi AP aan van waaruit u een webinterface kunt bereiken waar u de configuratie van de webradio kunt wijzigen. De details kunnen in de toekomst veranderen naarmate het project zich ontwikkelt, dus ik zal een link naar de PDF-documentatie plaatsen in plaats van te herhalen wat al is geschreven.

In het configuratievenster kunt u een of meerdere sets WiFi-inloggegevens invoeren, enkele van de pinnen die op de ESP worden gebruikt wijzigen en maximaal 100 voorinstellingen voor radiostations toevoegen en verwijderen.

Stap 2: Print de behuizing

Ik ontwierp de behuizing voor de webradio in Fusion360 en printte deze in zwart PLA op mijn 3D Printer. Het ontwerp bestaat uit een hoofdgedeelte met een voor- en achterplaat die op hun plaats klikken. Alle onderdelen worden afgedrukt met minimale ondersteuning. Ik heb zowel de.f3d-bestanden als de.stl-bestanden toegevoegd, dus voel je vrij om de behuizing te veranderen zoals je wilt. Je kunt de CAD-bestanden ook vinden op mijn thingiverse-pagina.

Er zijn ook enkele speakercovers die je kunt bedrukken. Ik wilde ze afdekken met akoestische doek en ze met magneten aan de behuizing laten bevestigen, zodat ze verwijderd konden worden. Helaas werkte de magneet/schroefcombinatie die ik gebruikte niet en ik dacht er pas aan om de schroeven te magnetiseren nadat het te laat was (zie volgende stap), dus ik heb ze niet gebruikt.

De voorplaat bevat het LCD-scherm, de roary-encoder en beide luidsprekers en moet met de bedrukte zijde naar beneden worden afgedrukt. De achterplaat heeft afstandhouders voor de ESP32 en een micro-USB-breakoutboard. Het hoofdgedeelte heeft een gat voor een 12 mm LED-vergrendelende drukknop die als aan / uit-knop kan dienen.

Ik ontwierp ook een gekartelde knop voor de roterende encoder omdat ik er geen online kon vinden, die zowel binnen mijn budget vielen als er mooi genoeg uitzagen. Ik was verrast door hoe goed het draaide en had niet verwacht dat mijn Anet A8 het minuscule kartelen aan zou kunnen. Deze print ook zonder ondersteuning.

Stap 3: Het houtfineer aanbrengen

Hoewel je de behuizing zou kunnen laten zoals hij is, wilde ik er wat houtaccenten aan toevoegen. Als je de voor- en achterplaat met de voorkant naar beneden bedrukt, gebruik je niet alleen de minste ondersteuning, maar is het oppervlak zelfs voldoende om er wat fineer op te lijmen. Snijd voorzichtig een stukje fineer in de ruwe vorm van de achterplaat. Breng een druppel CA-lijm aan langs de rand van de afdruk en ook wat naar het midden (de vloeibare soort is hier beter geschikt voor dan de gelsoort). Draai de print ondersteboven en laat hem langzaam op het fineer zakken en druk hem vervolgens stevig aan. Doe dit op een vlakke ondergrond en veeg overtollige lijm weg die van de zijkanten kan sijpelen. Na een paar seconden zou de lijm voldoende moeten zijn uitgehard om de plaat met het fineer erop weer omhoog te tillen.

Vervolgens kunt u het overtollige fineer wegsnijden met een mes of scheermesje. Neem hier de tijd voor, want het fineer snijdt gemakkelijk met de nerf mee, maar is behoorlijk bros als je eroverheen snijdt. Kom met het mes zo dicht bij de afdruk als u wilt en schuur vervolgens de fineerranden gelijk met wat schuurpapier. Ik had haast, dus ik sneed helemaal tot aan de afdruk met een mes en brak een deel van het fineer van de achterplaat. Ik heb het weer op zijn plaats gelijmd en je merkt het bijna niet, maar het had voorkomen kunnen worden als ik er wat meer tijd aan had besteed.

De voorplaat is een beetje lastiger omdat er meer openingen zijn om uit te knippen en bij te knippen, maar de procedure is in principe hetzelfde. Ik wilde niet dat de schroeven waarmee de luidsprekers vastzitten later zichtbaar zouden zijn, dus heb ik ze op hun plaats geschroefd met M3-machineschroeven en bijbehorende moeren voordat ik het fineer aanbracht. Dit maakt het uitsnijden van de luidsprekergaten een beetje vervelender, omdat je moet oppassen dat je niet in het luidsprekermembraan snijdt. Als u zich hier niet prettig bij voelt, plakt u eerst het fineer erop en knipt u daarna de schroefgaten uit.

Als je zou willen, zou je kunnen proberen het fineer te bevlekken, maar ik weet niet zeker hoe dat de CA-lijm eronder zou beïnvloeden. Ik besloot om voor een op was gebaseerde vernis te gaan die het hout slechts tot op zekere hoogte zal beschermen, maar de nerf zeker meer liet knallen, wat er erg mooi uitziet.

Stap 4: Sluit de elektronica aan

De elektronica is relatief eenvoudig, maar kan rommelig worden als je haast hebt zoals ik:

Monteer de versterker, indien nodig, en stel de jumper in op de juiste versterking. (Opmerking: versterking is niet gelijk aan volume. Het kiezen van een hoge versterking kan ook meer ruis in het audiosignaal introduceren.)

Omdat elk onderdeel op de een of andere manier op de ESP32 is aangesloten, kunt u voor de meeste verbindingen startkabels gebruiken. Sommige pinnen kunnen afhangen van hoe u de configuratie instelt, maar de standaardlay-out wordt ook becommentarieerd in de eerste paar regels van het Arduino-hoofdbestand.

Omdat er enkele seriële verbindingen bij betrokken zijn, moeten sommige pinnen op de ESP mogelijk op meer dan één ander bord worden aangesloten. Ik heb gewoon de benodigde kabels in elkaar geknipt, maar ik heb er spijt van dat ik geen aangepaste PCB heb ontworpen waarop ik de meeste kaarten eenvoudig via hun header-pinnen had kunnen aansluiten. Het zou me hebben gered van de chaos van draden die volgde. Als het splitsen te chaotisch lijkt en het ontwerpen van een PCB te veel gedoe lijkt, zou je een klein stukje perfboard kunnen gebruiken.

Ik zou uiteindelijk toch een PCB kunnen ontwerpen om wat te oefenen. Als ik dat doe, voeg ik de gerber-bestanden hier toe.

Denk eraan om eerst de aan / uit-knop op zijn plaats te schroeven als u van plan bent deze aan andere componenten te solderen.

Bij het aansluiten van de versterker op de VS1053 kun je ofwel een oude koptelefoon uit elkaar knippen voor de 3,5 mm jack en de draden aan de versterker solderen, of jumperdraden solderen aan de pads van de barrel-connector aan de onderkant van de VS1053 MP3-decoder (zie schets). Adafruits tutorial over de versterker legt ook uit hoe je de verschillende ingangen aansluit.

Sluit alles aan behalve de luidsprekers. Het is gemakkelijker om ze als laatste op de schroefklemmen van de versterker aan te sluiten.

Stap 5: Eindmontage

De laatste stap is om alles in de behuizing te passen.

Begin met de voorplaat. Druk het LCD-scherm op de afstandhouders en bevestig het daar met wat hete lijm rond de achterranden. Als je de luidsprekers nog niet hebt aangesloten, doe dat dan nu. Het loskoppelen van het LCD-scherm maakt het een stuk eenvoudiger om het te bevestigen (Tipp: gebruik hete lijm om de jumperheaders met elkaar te verbinden, op die manier blijven ze in de juiste volgorde en hoeft u ze niet dubbel te controleren voordat u ze opnieuw op het LCD-scherm aansluit). De roterende encoder is bevestigd met een ring en moer.

Bevestig vervolgens de ESP32 aan de afstandhouder op de achterplaat en aan de micro-USB-breakout en bevestig beide met wat hete lijm. (Zorg ervoor dat er geen lijm in de USB-connector komt, het is lastig om er weer uit te komen. Probeer het op zijn plaats te lijmen met een USB-kabel erop aangesloten). De versterker kan ook op de achterplaat worden gelijmd.

Dan blijft alleen de MP3-decoderkaart over. Waar u dit lijmt, is aan u en hangt mogelijk af van uw kabelbeheer. Ik heb de mijne vastgelijmd aan een van de verticale wanden in het hoofdgedeelte.

Voer de luidsprekerdraden door het hoofdgedeelte, knip de JST-connector af en bevestig ze aan de versterker met de schroefklemmen.

Bij het sluiten van de behuizing kan het nodig zijn enige kracht uit te oefenen. Probeer in het hoofdgedeelte te knijpen om de achter- en voorplaat op hun plaats te klikken.

Plak tenslotte de draaiknop op de roterende encoder. Het moet een wrijvingspassing zijn en geen lijm nodig hebben.

Ik hoop dat je genoten hebt van deze webradio build. Ga naar Ed's GitHub-pagina, hij heeft ook een soortgelijk project met een ESP8266. Als je vragen of verbeterideeën hebt, laat dan hieronder een reactie achter en ik zal proberen zo snel mogelijk contact met je op te nemen. Als je wat fineer aan een van je afdrukken probeert toe te voegen, laat me dan weten hoe het is gegaan, ik hoor het graag.