Webradio ESP32 in legno e stampa 3D: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

In questo Instructable ti mostrerò come realizzare una webradio/lettore "SDcard MP3" utilizzando un ESP32 e come realizzare un alloggiamento stampato in 3D con accenti di legno.

Mia madre si è recentemente trasferita in una nuova casa e voleva sostituire il vecchio stereo portatile che un tempo riproduceva la musica in bagno, quindi ho progettato questa radio per adattarsi specificamente a una mensola nel nuovo bagno. Non è un sistema HiFi, ma è abbastanza buono da cantare alcuni brani sotto la doccia.

Il software proviene da un fantastico progetto GitHub di Ed Smallenburg. È scritto per l'IDE Arduino ed è molto ben documentato, quindi anche se non sai molto su ESP32 o su come programmarlo, non dovresti avere problemi a farlo funzionare: https://github.com /Edzelf/ESP32-Radio

Avrai bisogno:

• Un kit di sviluppo ESP32
• Una scheda di decodifica MP3 VS1053B
• Un display LCD TFT da 1,8" con slot per schede SD
• Un amplificatore audio stereo di classe D
• Altoparlanti stereo da 3W 4Ohm
• Una scheda breakout USB Micro-B
• Cavi jumper flessibili
• A Pulsante (ON-OFF)
• Viti e dadi a macchina M3
• Impiallacciatura di legno (il noce contrasta piacevolmente con il PLA nero)
• Qualsiasi stampante 3D FFF o servizio di stampa come hub 3D
• Coltello multiuso
• Vernice per legno
• Colla CA
• Colla calda

Passaggio 1: programmare ESP32

Iniziamo caricando ESP32 con il software e configurando quali pin vogliamo usare. Scarica il repository GitHub come file zip o clonalo sul tuo computer da qui. Decomprimi l'archivio e apri il file.ino principale nell'IDE di Arduino. Collega ESP32 al tuo computer tramite un cavo USB.

Se non hai mai utilizzato un ESP32 con l'IDE Arduino, aggiungi il seguente URL all'elenco di "URL di Gestione schede alternative" nelle preferenze dell'IDE: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.js. Quindi, vai su Strumenti>Board>Boardmanager…, cerca "ESP32" e installa il nuovo boardmanager. Una volta installato, puoi scegliere il "Modulo di sviluppo ESP32" dall'elenco delle schede.

Potrebbe essere necessario installare alcune librerie aggiuntive, ma in tal caso, l'IDE ti avviserà di ciò al primo tentativo di caricare il codice sulla scheda. Il sito web di Arduino spiega molto bene come aggiungere librerie.

Dopo aver caricato il codice, l'ESP creerà un AP WiFi da cui sarà possibile raggiungere un'interfaccia web dove sarà possibile modificare la configurazione della webradio. I dettagli potrebbero cambiare in futuro, man mano che il progetto si sviluppa, quindi mi collegherò alla documentazione PDF invece di ripetere ciò che è già stato scritto.

Nella finestra di configurazione è possibile inserire uno o più set di credenziali WiFi, modificare alcuni dei pin utilizzati sull'ESP nonché aggiungere e rimuovere fino a 100 stazioni radio preimpostate.

Passaggio 2: stampa l'alloggiamento

Ho progettato l'alloggiamento per la webradio in Fusion360 e l'ho stampato in PLA nero sulla mia stampante 3D. Il design consiste in un corpo principale, con una piastra anteriore e una posteriore che si incastrano a scatto. Tutte le parti vengono stampate con un supporto minimo. Ho incluso i file.f3d e i file.stl, quindi sentiti libero di cambiare l'alloggiamento come preferisci. Puoi anche trovare i file CAD sulla mia pagina di Thingsiverse.

Ci sono anche alcune cover per altoparlanti che puoi stampare. Volevo coprirli con un panno acustico e farli attaccare all'alloggiamento con dei magneti, in modo che potessero essere rimossi. Sfortunatamente la combinazione magnete/vite che ho usato non ha funzionato e ho pensato di magnetizzare le viti solo quando era troppo tardi (vedi passaggio successivo), quindi non le ho usate.

La piastra frontale contiene l'LCD, l'encoder ruggito ed entrambi gli altoparlanti e deve essere stampata a faccia in giù. La piastra posteriore ha distanziatori per ESP32 e una scheda breakout micro USB. Il corpo principale ha un foro per un pulsante di blocco LED da 12 mm che può fungere da pulsante di accensione.

Ho anche progettato una manopola zigrinata per l'encoder rotativo poiché non riuscivo a trovarne nessuna online, che rientravano nel mio budget e sembravano abbastanza carine. Sono rimasto sorpreso da come girava bene e non mi aspettavo che il mio Anet A8 fosse in grado di gestire la minuscola zigrinatura. Questo stampa anche senza supporto.

Passaggio 3: applicazione dell'impiallacciatura di legno

Sebbene tu possa lasciare l'alloggiamento così com'è, ho voluto aggiungere alcuni accenti di legno. Se stampi la lastra anteriore e posteriore a faccia in giù, non solo usi il minimo supporto, ma la superficie è anche sufficiente per incollarvi un po' di impiallacciatura. Tagliare con cura un pezzo di verneer alla forma ruvida della piastra posteriore. Applicare una goccia di colla CA attorno al bordo della stampa e un po' anche al centro (il tipo liquido è più adatto a questo che il tipo a gel). Capovolgi la stampa e abbassala lentamente sull'impiallacciatura, quindi premi con decisione. Fallo su una superficie piana e rimuovi la colla in eccesso che potrebbe fuoriuscire dai lati. Dopo alcuni secondi, la colla dovrebbe essersi indurita abbastanza da consentirti di sollevare la lastra con l'impiallacciatura.

Successivamente puoi tagliare l'impiallacciatura in eccesso con un taglierino o una lama di rasoio. Prenditi il tuo tempo per farlo, poiché l'impiallacciatura si taglierà facilmente con la grana, ma è piuttosto fragile quando la si taglia. Avvicinati alla stampa quanto vuoi con la lama, quindi carteggia i bordi dell'impiallacciatura a filo con della carta vetrata. Ero di fretta, quindi ho tagliato fino alla stampa con una lama e ho staccato parte dell'impiallacciatura dalla piastra posteriore. L'ho incollato di nuovo al suo posto e quasi non si nota, ma si sarebbe potuto evitare se ci avessi dedicato più tempo.

La piastra frontale è un po' più complicata in quanto ci sono più aperture da ritagliare e tagliare, ma la procedura è sostanzialmente la stessa. Non volevo che le viti che fissano gli altoparlanti fossero visibili in seguito, quindi le ho avvitate in posizione utilizzando viti a macchina M3 e dadi corrispondenti prima di applicare l'impiallacciatura. Ciò rende un po' più noioso tagliare i fori degli altoparlanti, poiché bisogna fare attenzione a non tagliare la membrana dell'altoparlante. Se non ti senti a tuo agio nel farlo, incolla prima l'impiallacciatura e poi ritaglia i fori per le viti.

Se volessi potresti provare a macchiare l'impiallacciatura, ma non sono sicuro di come ciò influenzerebbe la colla CA sottostante. Ho deciso di utilizzare una vernice a base di cera che proteggerà il legno solo in una certa misura, ma sicuramente fa risaltare di più le venature, il che sembra molto bello.

Passaggio 4: collegare l'elettronica

L'elettronica è relativamente semplice, ma può diventare disordinata se sei di fretta come me:

Assemblare l'amplificatore, se necessario, e impostare il ponticello sul guadagno appropriato. (Nota: il guadagno non è uguale al volume. La scelta di un guadagno elevato può anche introdurre più rumore nel segnale audio.)

Poiché ogni componente è collegato in qualche modo all'ESP32, è possibile utilizzare i cavi Jumper per la maggior parte delle connessioni. Alcuni pin potrebbero dipendere da come hai impostato la configurazione, ma il layout predefinito è anche commentato nelle prime righe del file Arduino principale.

Poiché sono coinvolte alcune connessioni seriali, potrebbe essere necessario collegare alcuni pin dell'ESP a più di un'altra scheda. Ho semplicemente tagliato insieme i cavi necessari, tuttavia, mi sono pentito di non aver progettato un PCB personalizzato su cui avrei potuto semplicemente collegare la maggior parte delle schede tramite i loro pin di intestazione. Mi avrebbe salvato dal caos di fili che ne seguì. Se lo splicing sembra troppo caotico e la progettazione di un PCB sembra un gran casino, potresti scegliere un piccolo pezzo di perfboard.

Potrei finire per progettare un PCB dopo tutto per fare un po' di pratica. Se lo faccio aggiungerò i file gerber qui.

Ricorda di avvitare prima il pulsante di accensione in posizione se prevedi di saldarlo ad altri componenti.

Quando si collega l'amplificatore al VS1053, è possibile tagliare un vecchio set di cuffie per il jack da 3,5 mm e saldare i cavi all'amplificatore, oppure saldare i cavi dei ponticelli ai pad del connettore cilindrico nella parte inferiore del decodificatore MP3 VS1053 (vedi schizzo). Il tutorial di Adafruits sull'amplificatore spiega anche come collegare i diversi ingressi.

Collega tutto tranne gli altoparlanti. È più facile collegarli ai terminali a vite dell'amplificatore per ultimi.

Passaggio 5: assemblaggio finale

L'ultimo passo è inserire tutto nell'alloggiamento.

Inizia con il piatto anteriore. Premi il display LCD sui distanziatori e fissalo lì con della colla a caldo attorno ai bordi posteriori. Se non hai ancora collegato gli altoparlanti, fallo ora. Scollegare l'LCD rende il collegamento molto più semplice (Suggerimento: usa la colla a caldo per collegare le intestazioni dei ponticelli insieme, in questo modo rimangono nell'ordine giusto e non è necessario ricontrollarle prima di ricollegarle all'LCD). L'encoder rotativo è fissato con una rondella e un dado.

Quindi, collega l'ESP32 al distanziatore sulla piastra posteriore e al micro USB breakout e attaccali entrambi con della colla a caldo. (Fai attenzione a non far entrare la colla nel connettore USB, è una seccatura uscire di nuovo. Prova a incollarlo in posizione con un cavo USB collegato ad esso). L'amplificatore può anche essere incollato alla piastra posteriore.

Resta solo la scheda di decodifica MP3. Dove incollare questo dipende da te e potrebbe dipendere dalla gestione dei cavi. Ho incollato il mio a una delle pareti verticali all'interno del corpo principale.

Fai passare i cavi degli altoparlanti attraverso il corpo principale, taglia il connettore JST e collegali all'amplificatore con i terminali a vite.

Quando si chiude la custodia, potrebbe essere necessario esercitare una certa forza. Prova a schiacciare il corpo principale per far scattare in posizione la piastra anteriore e posteriore.

Infine incollare il quadrante sull'encoder rotativo. Dovrebbe essere un accoppiamento ad attrito e non richiedere alcuna colla.

Spero che questa build di webradio ti sia piaciuta. Dai un'occhiata alla pagina GitHub di Ed, anche lui ha un progetto simile usando un ESP8266. Se hai domande o idee di miglioramento, lasciami un commento in basso e cercherò di risponderti il prima possibile. Se provi ad aggiungere un po' di impiallacciatura a una delle tue stampe, fammi sapere come ti sei trovata, mi piacerebbe saperlo.