Il lettore musicale MP3 Shuffle "Jumbleum": 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Per questo progetto ho deciso di creare un lettore potente e facile da usare da usare nel mio laboratorio.

Dopo aver provato altri moduli MP3 ho scelto il modulo "DFPlayer Mini" facilmente disponibile ed economico.

Ha una modalità "Riproduzione casuale" MA poiché è casuale, è possibile che i brani si ripetano!

Il mio progetto utilizza un microcontrollore PIC per "Jumble-Up" la musica da riprodurre in modo casuale senza ripetizioni. (quando è acceso).

Supera anche le restrizioni sui nomi di file e cartelle causate dal file system limitato di DFAPlayers. Ora puoi mettere tutti i tuoi file musicali direttamente su una micro SD-card o una chiavetta USB senza doverli rinominare o preoccuparti dei nomi delle cartelle.

Caratteristiche

• All'accensione, i brani sono confusi per evitare ripetizioni.
• Controllato semplicemente da una manopola, gira per il volume, premi per la melodia successiva!
• Utilizza un modulo MP3 "DFPlayer" già pronto per riprodurre fino a 32 GB di brani!
• I brani possono essere riprodotti da una scheda Micro-SD o da una chiavetta USB
• LED RGB per l'illuminazione d'atmosfera durante la riproduzione e indicazioni di stato.
• Utilizza due moduli amplificatori di potenza in classe D da 60 W.
• Un sensore interrompe la riproduzione quando non viene rilevato alcun movimento dell'utente.
• Può essere controllato anche da un telecomando IR (protocollo NEC)
• Pulsante per la scelta e il salvataggio delle modalità EQ
• L'impostazione del volume viene salvata anche dopo lo spegnimento.
• L'amplificatore è disattivato tra le tracce e allo spegnimento per evitare "pop".

Per il caso ho usato un vecchio lettore TV in streaming "Boxee Box" che è stato interrotto dal produttore nel 2012.

Passaggio 1: forniture e strumenti

• Modulo regolatore D-SUN 3 Amp (Ebay o Aliexpress)
• Modulo DFPLAYER Mini MP3 (Ebay o Aliexpress)
• TPA3118 MODULO AMPLIFICATORE PBTL MONO 60W (Ebay o Aliexpress) X 2
• PIC18F14K50-I/P Microcontrollore PIC (tipo DIP)
• Condensatore 100uF Radiale Elettrolitico 25V Funzionante
• 47uF condensatore elettrolitico radiale 16V funzionante
• Condensatore 0.1uF 2.5mm Y5V Ceramica 50V funzionante X 5
• Condensatore 0.47uF 2.5mm Y5V Ceramica 50V funzionante
• Condensatore 100uF Radiale Elettrolitico 16V Funzionante X 2
• Diodo a barriera Schottky BAT85
• Fusibile 3A poli Azzerabile (30v Funzionante)
• Lunghezze della striscia di intestazione del pin da 2,54 mm da tagliare secondo necessità
• Prese femmina a crimpare tipo "Dupont" da 2,54 mm. 2 vie X 3 e 3 vie X 3
• Presa CC da 2,1 mm Montaggio su PCB R/Angolo
• Presa PCB USB A femmina con foro passante
• BC327 Transistor TO-92L
• Resistore a pellicola di carbonio 10k 1/8W (5%)
• Resistenza a pellicola di carbonio 22R 1/8W (5%) X 2
• Resistore a pellicola di carbonio 470R 1/8W (5%)
• Resistenza a pellicola di carbonio 10K 1/8W (5%) X 9
• Resistenza a pellicola di carbonio 100R 1/8W (5%)
• Resistore a pellicola di carbonio 1K 1/8W (5%)
• Potenziometro preimpostato 10k 6mm X 2
• Encoder rotativo con interruttore tipo EC11 (Ebay o Aliexpress)
• LED indirizzabile PL9823 5mm o WS2812B SMD (1 o più)
• TL1838 VS1838B HX1838 Ricevitore a infrarossi - OPZIONALE (Ebay o Aliexpress) (Vedi passaggio 6)
• Modulo sensore radar a microonde RCWL-0516 - OPZIONALE (Ebay o Aliexpress)
• Presa IC PCB DIP / DIL a 28 pin (0,3") (per il PIC)
• Pulsante piccolo (normalmente aperto)
• Telecomando IR a infrarossi (protocollo NEC) - OPZIONALE (Ebay) (vedere il passaggio 6)
• Manopola per encoder rotativo
• Terminali per altoparlanti con caricamento a molla a 4 vie (Ebay)
• Scheda PCB in rame a doppia faccia da 1,6 mm di spessore
• Adattatore di alimentazione CC (12V 5 Amp o 19,5V 4 Amp power brick per PC)
• Altoparlanti X 2 (ho usato un'impedenza di 6 Ohm fino a 65W)
• Saldare
• Cavo dell'attrezzatura
• Carta per stampante laser "trasferimento toner"
• Strumenti di incisione PCB - Cloruro ferrico e contenitore di plastica ecc.
• Viti e dadi distanziatori in plastica per PCB X 4
• Viti e dadi M3 (per terminali altoparlanti) X 4

• Manicotto termoretraibile

Utensili

• Piccolo saldatore a punta fine.
• Occhiali di sicurezza da utilizzare durante la saldatura, l'incisione, ecc.
• Stampante laser con alimentazione carta manuale (per metodo PCB trasferimento toner)
• Ferro da stiro (per metodo PCB trasferimento toner)
• Cinturino da polso ESD (per la manipolazione di parti sensibili all'elettricità statica)
• trapano PCB
• Punte per PCB, 0,8 mm, 1 mm e una punta per gradini (3-13 mm)
• Pinze, tronchesi, seghetto fine, lima
• PC
• Programmatore PIC Microchip (es. Pickit2)
• Software di programmazione standalone Microchip MPLAB o PICkit2
• Pistola per colla a caldo e stick di colla
• Utensile rotante tipo "Dremel"
• Strumento di crimpatura (SN-28B) per prese "Dupont" (Ebay o Aliexpress)

Passaggio 2: schema del circuito e come funziona

Microchip Microcontrollore PIC

Il cuore del circuito è un microcontrollore Microchip PIC18F14K50. Questo chip è stato scelto in quanto ha memoria disponibile appena sufficiente per mischiare la musica, abbastanza piccolo (20 pin) ea basso costo. È programmato in linguaggio Assembler per controllare un modulo DFPlayer Mini MP3 utilizzando un protocollo dati seriale. (9600 baud).

Modulo Dfplayer MP3

Il modulo DFPlayer è un dispositivo a basso costo per la riproduzione di file MP3 utilizzando un supporto per Mini-SDCard integrato o tramite una chiavetta USB esterna, se presente. Ha un'uscita DAC a 24 bit e un amplificatore da 2 Watt (non utilizzato in questo progetto). Questo modulo è facilmente disponibile da Ebay.

Ha alcuni problemi.

• Il layout del modulo causa alcune interferenze udibili (in particolare quando si seleziona un brano o quando si suonano sezioni molto silenziose.
• Non tutti i venditori forniscono i moduli con il chip YX5200-24SS originale. (Alcuni dei chip alternativi potrebbero non funzionare come previsto.)

Questo design cerca di ridurre al minimo il problema del rumore disattivando i moduli dell'amplificatore ogni volta che la musica non viene riprodotta.

Il PCB ha piani di massa per aiutare a ridurre il rumore. (Non usare breadboard!).

All'accensione, il PIC richiede il numero totale di brani disponibili sulla scheda sd o sulla chiavetta USB di DFplayer.

Mescola questi brani e poi ordina al giocatore di iniziare a giocare.

L'intera sequenza di riproduzione viene conservata nella memoria del PIC durante l'accensione. Ciò garantisce che, mentre è acceso, un brano non possa essere ripetuto fino a quando non è stato riprodotto ogni brano sulla SD-CARD.

Quando un brano finisce, la linea occupata del giocatore diventa alta, il PIC seleziona il brano successivo e invia il comando di riproduzione al giocatore.

Encoder rotativo

Il volume del lettore è controllato da un codificatore rotante. Ad ogni giro della manopola, il PIC rileva la direzione di svolta e invia comandi al lettore per impostare il nuovo livello di volume. Il livello del volume selezionato viene salvato nella eeprom PIC per essere mantenuto anche dopo lo spegnimento.

Il pulsante dell'encoder rotativo

Una breve pressione indica al PIC di selezionare una nuova melodia. Se il pulsante viene tenuto premuto per alcuni secondi, il PIC interrompe il brano corrente e mette in mute gli amplificatori. La successiva pressione del pulsante seleziona e riproduce un nuovo brano.

Il pulsante EQ

Ogni pressione del pulsante EQ fa scorrere il PIC tra le modalità EQ disponibili e invia il comando al lettore. La modalità scelta viene salvata in eeprom.

Le sei modalità EQ disponibili sono indicate dal colore del led RGB:

1. Spento (nessun equalizzatore)
2. Rosso (pop)
3. Verde (Roccia)
4. Blu (Jazz)
5. Bianco (classico)
6. Magenta (basso)

Queste modalità EQ non sembrano corrispondere molto bene alla loro descrizione! (La modalità Blue (Jazz) è la mia preferita).

D-SUN Modulo regolatore di tensione

Il microcontrollore PIC, il modulo DFplayer e i LED RGB sono alimentati a 5V da un modulo regolatore di commutazione ad alta efficienza D-Sun 3 Amp. (disponibile su Ebay).

Il modulo regolatore ha un resistore variabile che deve essere regolato per erogare esattamente 5 Volt prima di collegarlo a qualsiasi parte del circuito. In alternativa c'è una versione simile del modulo regolatore D-SUN disponibile da alcuni venditori Ebay che ha un'uscita fissa a 5V. Sembra identico al modulo originale, tranne che il piccolo resistore variabile è stato sostituito da un resistore SMD da 44,2 KOhm (63C).

Moduli amplificatore TPA3118

I due moduli amplificatori di potenza TPA3118 Classe D (digitale) da 60 W sono alimentati direttamente da un alimentatore CC esterno che può essere compreso tra 8 e 19,5 Volt con una tensione nominale di almeno 3 Amp. (Potrebbe essere utilizzato un alimentatore per laptop da 12 V o 19,5 V).

Il chip TPA3118 è in realtà un amplificatore stereo da 30 W che viene utilizzato in modalità mono (PBTL) per ottenere un massimo di 60 W di potenza al 10% di THD (utilizzando un altoparlante da 4 Ohm e un alimentatore da 21 V).

In realtà sono possibili circa 30 W massimi per modulo con meno dell'1% di THD in quanto non hanno un dissipatore di calore. C'è un ingresso "Standby" (mute) su ogni modulo. Questo è commutato dal transistor PNP Q1. Il PIC li mette in standby ogni volta che non suonano brani e anche durante lo spegnimento, il diodo D1 e il condensatore C11 mantengono una tensione per mantenere Q1 acceso abbastanza a lungo da evitare che l'altoparlante "schiocco".

Il jumper JP1 imposta il segnale di polarità di standby in modo che corrisponda al modulo amplificatore (questo consente di utilizzare diversi tipi di modulo amplificatore, se lo si desidera).

LED/i RGB indirizzabili

L'illuminazione d'atmosfera e di stato è fornita da uno o più LED RGB indirizzabili. È possibile utilizzare un foro passante da 5 mm PL9823 o SMD WS2812B.

Il jumper JP2 deve essere impostato in modo che corrisponda al tipo di LED poiché hanno tabelle di colori leggermente diverse. Ciò garantisce che vengano sempre visualizzati i colori di stato corretti.

Se viene utilizzato più di un LED, può essere collegato in parallelo al primo. (Il pin Data OUT non è utilizzato).

Telecomando

Un sensore remoto VS1838B IR 38Khz può essere montato su J4. Ciò consente al lettore di essere controllato opzionalmente da un telecomando IR con protocollo NEC.

Il telecomando esegue le stesse funzioni (Volume, Traccia successiva, Stop e selezione EQ) più Pausa/Riprendi. Il telecomando è stato ottenuto da Ebay.

Il lettore è preprogrammato per funzionare con i codici chiave NEC per quel modello esatto. È possibile configurare altri tipi che utilizzano il protocollo NEC (vedere la sezione Configurazione del controllo remoto di seguito).

Sensore di movimento

Questo mette in pausa il lettore se nessuno lo sta ascoltando. Un sensore di movimento del corpo può essere collegato a J5. Un modulo a microonde tipo "radar" RCWL-0516 funziona bene in quanto ha una buona sensibilità/gamma di movimento e può essere facilmente inserito nella custodia del lettore mp3 (non in metallo).

Qualsiasi movimento rilevato mantiene la riproduzione dei brani. Se non c'è movimento entro 5 minuti, il lettore mette in pausa la melodia e mette gli amplificatori in modalità standby. Quando viene rilevato nuovamente un movimento, la melodia riprende.

Se il sensore di movimento non è installato il giocatore non va in timeout.

Passaggio 3: costruzione

Ho realizzato il PCB utilizzando il "metodo di trasferimento del toner" su una scheda a doppia faccia (circa 10,3 x 7,3 cm). Vedi i due file PDF alla fine di questa sezione (uno per ogni strato di rame). Stampali su trasferimento del toner carta utilizzando una stampante laser al 100% di scala. I due fogli di trasferimento devono essere allineati con precisione. (Ho ottenuto i migliori risultati utilizzando carta di trasferimento speciale (fogli gialli lucidi sottili) ottenuti da Ebay o Aliexpress).

Il regolatore D-SUN deve essere preparato saldando coppie di pin di intestazione da 2,54 mm sul lato componente dei fori di ingresso e uscita del modulo, come mostrato nella foto. (questo permette di montare il modulo capovolto sulla scheda in un secondo momento). Collegare un'alimentazione CC (circa 9-12 V) ai pin IN+ e IN- e misurare la tensione sui pin OUT+ e OUT-. Regolare la piccola resistenza variabile per ottenere la tensione il più vicino possibile a 5,00 V. La regolazione della resistenza è molto sensibile, se è difficile raggiungere 5,00 V, impostarla leggermente al di sotto.

I due moduli Amp TPA3118 possono essere dotati di pin di testata sul lato inferiore per il montaggio sul PCB. È possibile apportare una piccola modifica per migliorare la qualità del suono. Per impostazione predefinita, il guadagno dell'amplificatore è preimpostato molto alto (36 dB) per il volume massimo. Ciò causa alcuni sibili e instabilità. Può essere opzionalmente ridotto a 20dB, ottenendo molto meno sibilo e una migliore qualità audio (a scapito del volume massimo) rimuovendo un resistore SMD R27 su ciascun modulo.

Il resistore R27 (vedi foto) può essere rimosso riscaldandolo accuratamente con una punta di saldatore fine e quindi rimuovendolo con una pinzetta. (È un resistore molto piccolo, potrebbe essere necessaria una lente di ingrandimento per farlo!).

Jumper JP1 (polarità di muting dell'amplificatore)

Quando si utilizza il modulo TPA3118 predefinito. Ponticellare i due pad sinistri di JP1 come mostrato nella foto.

Ponticello JP2 (tipo LED RGB)

Se si utilizza il LED WS2812, ponticellare i due pad sinistri di JP2 come mostrato nella foto.

Per i LED di tipo PL9223, ponticellare invece i due pad di destra di JP2.

Passaggio 4: software

Ecco il firmware del file HEX per il microcontrollore PIC18F14K50.

Passaggio 5: preparazione della scheda di memoria e dei file MP3

Il lettore può utilizzare una scheda Micro-SD o una chiavetta USB con una capacità fino a 32 GB.

Prima del primo utilizzo, la memory card/stick dovrà essere formattata utilizzando un PC.

Se la capacità della scheda è inferiore a 4 GB, i PC di solito utilizzano automaticamente il file system FAT o FAT16 (che va bene).

Se la scheda è più di 4 GB, potrebbe essere necessario selezionare manualmente il file system FAT32 durante la formattazione affinché funzioni.

Se disponi di una raccolta musicale troppo grande per essere contenuta nella scheda di memoria, utilizza un programma di gestione musicale come MediaMonkey per creare una nuova playlist. Modifica la nuova playlist e ordina per "casuale" per mescolare tutta la tua raccolta musicale. Quindi scegli l'opzione "Invia a" e poi "Copia cartella" e seleziona per copiare nella lettera dell'unità per la tua scheda di memoria. MediaMonkey copierà quindi una selezione casuale della tua raccolta musicale sulla scheda di memoria finché non sarà piena.

Passaggio 6: controlli iniziali e configurazione

All'accensione il LED RGB dovrebbe illuminarsi di blu. Il DFPlayer ha un led rosso o blu che dovrebbe accendersi quando inizia la riproduzione. Il LED RGB dovrebbe iniziare a cambiare lentamente colore. Ruota la manopola per verificare che controlli correttamente il volume. (Se si abbassa quando si gira in senso orario, allora le connessioni dei pin A e B sull'encoder devono essere trasposte). Premere il pulsante e dovrebbe suonare il brano successivo. Regolare i due resistori variabili per ottenere il volume e il bilanciamento migliori dagli altoparlanti.

Configurazione del telecomando

È supportato solo il protocollo di controllo remoto NEC. Il lettore è preprogrammato per funzionare con il telecomando mostrato nella foto sopra.

L'ho ottenuto da Ebay (descritto come: HX1838 VS1838 Arduino Infrared IR Wireless Remote Control Module Kits). È arrivato completo con il sensore IR su un piccolo PCB.

Ha i pulsanti freccia sotto la tastiera come mostrato nella foto.

(Un tipo simile disponibile contrassegnato con "KEYES" con i pulsanti freccia sopra la tastiera ha diversi codici chiave che richiedono la programmazione come mostrato di seguito)

Se il tuo telecomando non è esattamente lo stesso della foto sopra, dovrà essere configurato:

• Tieni premuto il pulsante Encoder e accendi l'unità. (Il LED dovrebbe lampeggiare in verde)
• Rilasciare il pulsante (il LED smette di lampeggiare e rimane verde chiaro).
• Premere il pulsante del telecomando che si desidera utilizzare per NEXT Tune, ad es. " >"
• Il giocatore dovrebbe quindi iniziare a suonare una melodia e il LED diventa rosso.
• Premere il pulsante del telecomando da utilizzare per VOLUME SU, ad es. "^"
• Il LED dovrebbe diventare giallo.
• Premere il pulsante del telecomando da utilizzare per VOLUME GI, ad es. "V"
• Il LED dovrebbe diventare verde
• Premere il pulsante del telecomando da utilizzare per STOP, ad es. "OK"
• Il LED dovrebbe diventare celeste • Premere il pulsante del telecomando da utilizzare per la PAUSA, ad es. “#”
• Il LED dovrebbe diventare viola • Premere il pulsante del telecomando da utilizzare per l'equalizzazione, ad es. “1”
• Il LED dovrebbe diventare bianco per 1,5 secondi
• Quindi il LED lampeggia in verde
• Premere il pulsante Encoder fino a quando il LED smette di lampeggiare - per salvare le impostazioni.

Passaggio 7: codici di errore

Il LED lampeggia rapidamente in blu - Nessuna scheda SD, chiavetta USB o file trovati

Se ciò accade all'accensione - Verificare che la scheda sd o la chiavetta USB sia formattata correttamente e che siano presenti file mp3. Se ciò accade durante la riproduzione, potrebbe essere un problema leggere un file a causa di una scheda SD/chiavetta USB lenta o incompatibile. una sdcard/chiavetta USB diversa.

Il LED lampeggia rapidamente in rosso - timeout in attesa dell'inizializzazione del modulo Dfplayer

Ciò può verificarsi all'accensione se il modulo dfplayer non si avvia entro 5 secondi. Potrebbe essere causato da una sdcard/chiavetta USB lenta o incompatibile, un modulo Dfplayer difettoso o un guasto al circuito.

Prova a usare una sdcard/chiavetta USB diversa. Se è sempre lo stesso, rimuovi la scheda SD/chiavetta USB e accendi. Il LED dovrebbe ora lampeggiare in verde se il Dfplayer funziona. Se continua a lampeggiare in rosso, controlla tutti i cablaggi o sostituisci il modulo Dfplayer.

Il LED lampeggia rapidamente in verde - Nessuna scheda SD o chiavetta USB trovata all'accensione

Inserisci una scheda SD o una chiavetta USB.

Passaggio 8: metterlo in una custodia

Probabilmente potresti semplicemente metterlo in una custodia di plastica per uso generale o in qualche altra custodia per apparecchiature ridondanti.

Avevo una vecchia scatola di streaming TV "Boxee Box" in giro da quando il produttore ha interrotto il supporto nel 2012

Ho rimosso le schede elettroniche e poi rimontato le due metà dello chassis in metallo che contenevano la scheda madre. Ho praticato dei fori nella parte superiore dello chassis e montato dei distanziali in plastica per contenere la nuova scheda (si potevano montare solo tre distanziali perché il telaio boxee aveva un grande intaglio dove dovrebbe andare il quarto distanziatore.)

Ho tenuto il pulsante e il cavo boxee (accensione) da riutilizzare come pulsante EQ.

Il boxee aveva un logo illuminato dai bordi sul pannello frontale. Ho rimosso i due led originali e li ho sostituiti con due led RGB pixel WS2812 fissati con colla a caldo.

(Ho anche cambiato il logo "BOXEE" per mostrare "BOX" usando una piccola quantità di vernice nera.)

Nella parte superiore è stato praticato un foro per l'encoder rotativo.

Il pannello posteriore doveva avere diversi ritagli realizzati con cura con un cutter rotante "Dremel" e una lima per l'alimentazione, la presa usb, lo slot per sdcard e i due connettori degli altoparlanti.

Il ricevitore remoto IR è stato montato sul pannello anteriore vicino al logo praticando un piccolo foro parzialmente nella plastica nera quanto basta per raggiungere il foglio di plastica trasparente del pannello anteriore (e raschiando il rivestimento posteriore nero). È stato quindi fissato in posto con colla a caldo.

Il sensore di movimento "radar" è stato isolato con guaina termoretraibile e incollato al pannello frontale.

La scatola è stata poi rimontata insieme (è difficile rimettere tutto insieme!).