Enceinte WI-FI par Raspberry Pi : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Ce projet concerne la création d'un haut-parleur WI-FI. J'avais un vieux haut-parleur d'ordinateur cassé et un Raspberry Pi 1B inutilisé. Mon idée de base était de simplement mettre le pi dans l'ancien haut-parleur pour le recycler. Réutilisez vos vieux objets sans créer de nouveaux déchets. Il s'est avéré que l'amplificateur de haut-parleur ne fonctionnait plus et j'ai décidé de créer un simple amplificateur audio. Enfin, je voulais utiliser un service Spotify connect pour jouer de la musique.

Fournitures

Étape 1: Éléments utilisés pour le projet

Pour configurer le haut-parleur WI-FI, j'ai utilisé les fournitures suivantes

• Raspberry Pi au moins modèle 1 B (~15€)
• Ancienne boîte de haut-parleur d'ordinateur
• Connexion audio 3,5 mm à partir d'anciens écouteurs
• Convertisseur DC-DC (0,39€)
• Carte audio USB (10€)
• Clé USB WI-FI (9€)
• Câbles
• LED

Pour la carte amplificateur, j'ai décidé d'utiliser le LM386N-4. Ce circuit intégré est un amplificateur simple avec de bons résultats pour les applications audio.

• LM386N-4 (0,81€)
• Résistances: 5Ω, 2x 1kΩ et 200Ω
• Condensateurs: 4700µF, 1000µF, 100µF et 100nF
• Circuit imprimé

Cela fait environ 36€. Comme j'avais déjà la plupart du matériel, il ne me restait plus qu'à acheter le convertisseur DC-DC, la carte audio USB et le LM386N.

Étape 2: Créer le circuit de l'amplificateur

Le cœur de l'amplificateur est le LM386N-4. Le LM386N-Family est un circuit intégré d'amplificateur populaire qui est utilisé pour de nombreux appareils de musique portables tels que les lecteurs CD, les boîtiers Bluetooth, etc. Il existe déjà de nombreux tutoriels décrivant cet amplificateur: https://www.instructables.com /mode d'emploi/LM386/

Le circuit de ce projet s'est principalement inspiré de ce tutoriel YouTube: https://www.youtube.com/embed/4ObzEft2R_g et d'un bon ami à moi qui m'a beaucoup aidé. J'ai choisi le LM386N-4 car il a plus de puissance que les autres et j'ai décidé de piloter la carte en 12V.

La première étape pour créer la carte consiste à tester le circuit sur une maquette. Ma première approche a eu beaucoup d'interférences et de bruits. Enfin, j'ai dressé la liste suivante de points qui ont considérablement amélioré la qualité du son.

• Évitez les fils longs et croisés. J'ai réaligné les composants et réduit le câble.
• Le haut-parleur de mon projet était un subwoofer, donc le haut-parleur était censé jouer les basses fréquences. J'ai intégré un deuxième haut-parleur pour les hautes fréquences qui complète le son pour un joli résultat.
• Utilisez une carte audio USB. Le raspberry pi a une très mauvaise qualité audio, car le convertisseur numérique-analogique intégré n'a pas été conçu pour les applications audio HIFI.
• Connectez la broche 2 juste à la masse du signal audio. La masse du 12V et la masse de la carte audio USB diffèrent avec un peu de bruit. Le LM386N amplifie la différence des broches 2 et 3 et donc le bruit a également été amplifié. J'ai décidé de ne pas connecter la broche 2 avec la masse, mais juste avec la masse audio-USB et finalement le bruit a disparu.

Étape 3: Intégrer le haut-parleur pour les hautes fréquences

Le boîtier de haut-parleur que je voulais pirater était à l'origine un subwoofer. À cause de cela, le haut-parleur était très mauvais pour les hautes fréquences. Pour résoudre ce problème, j'ai ajouté un deuxième haut-parleur à partir d'un boîtier de haut-parleur Bluetooth cassé. La combinaison des deux haut-parleurs en parallèle donne un bon son pour les hautes et les basses fréquences.

Étape 4: connectez tous les composants

J'ai décidé d'alimenter l'amplificateur en 12 Volts. La boîte avait déjà un interrupteur d'alimentation, je l'ai donc réutilisé. Le Raspberry Pi lui-même a besoin de 5 Volts et 700-1000mA et je connecte une clé USB WI-FI et une carte son USB. Le défi était maintenant de descendre à 5v sur 12v. Mon premier essai a été d'utiliser le L7805, c'est-à-dire un régulateur 5v. Voici une très bonne description du Régulateur: https://www.instructables.com/id/5v-Regulator/. Cependant, les performances des régulateurs linéaires sont très mauvaises. Régulation de 12v à 5v brûle (12v – 5v) * 1000mA = 7 Watt en un seul composant. Ce serait un énorme gaspillage d'énergie.

Finalement, j'ai décidé d'utiliser un convertisseur DC-DC. Sur le DaoRier LM2596 LM2596S, j'ai ajusté la carte pour créer 5v. Le convertisseur fait un excellent travail et je n'ai reconnu aucune création de chaleur sur cette carte.

Une LED d'état doit indiquer l'état du Raspberry Pi. Le boîtier du haut-parleur avait déjà une LED, j'ai donc réutilisé celle-ci. La LED a besoin de 1.7v et 20mA. Donc une résistance doit brûler 3,3-1,7v à 20mA:

R = U / I = (3.3v - 1.7v) / 20mA = 80Ω

J'ai connecté la LED aux GPIO du Raspberry Pi. Masse à la broche 9 et l'alimentation positive à la broche 11 (GPIO 17). Cela permet au Pi d'indiquer l'état (Alimentation, WI-FI, Lecture) par différents modes de clignotement.

Étape 5: Configurer le Raspberry Pi

Le système d'exploitation Raspbian Buster Lite est tout à fait suffisant. J'ai connecté le Pi à un moniteur et à un clavier pour le configurer. La commande raspi-config vous permet de configurer facilement les informations d'identification WI-FI.

Un simple script de démarrage devrait jouer un son de démarrage. Un script python doit vérifier la connexion Internet. Si le Pi a accès à Internet, le voyant d'état doit être allumé, sinon le voyant doit clignoter. Par conséquent, j'ai créé un script bash dans init.d

sudo nano /etc/init.d/troubadix.sh

Avec le contenu suivant

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO # Fournit: startsound # Démarrage obligatoire: $local_fs $network $remote_fs # Arrêt obligatoire: $local_fs $network $remote_fs # Démarrage par défaut: 2 3 4 5 # Arrêt par défaut: 0 1 6 # Description courte: jouer le son de départ # Description: Jouer le son de départ ### END INIT INFO # Démarrer le chien de garde de l'accès Internet python /home/pi/access_status.py &#Lire le son de départ mpg123 /home/pi/startup.mp3 &> / accueil/pi/mpg123.log

Rendre le script exécutable

sudo chmod +x /etc/init.d/troubadix.sh

Pour exécuter le script au démarrage, j'ai enregistré le script la commande suivante

sudo update-rc.d troubadix.sh par défaut

Placez le chien de garde python attaché dans le répertoire personnel /home/pi/access_status.py Le script python doit faire des boucles. La première boucle vérifie la connexion Internet en cinglant www.google.com toutes les 2 secondes. La deuxième boucle permet à la broche GPIO 17 de clignoter, en fonction de l'état actuel d'Internet.

L'installation du service Spotify connect est très simple. Voici un référentiel qui héberge un script d'installation: https://github.com/dtcooper/raspotify Donc finalement l'installation n'est qu'une seule commande.

curl -sL https://dtcooper.github.io/raspotify/install.sh | sh

Étape 6: Conclusion

Au cours du projet, j'ai beaucoup appris. Utiliser un régulateur 5v au lieu du convertisseur DC-DC dans un premier prototype était une mauvaise idée. Mais cette erreur m'a fait réfléchir à ce que fait réellement le Régulateur. Les améliorations de la qualité audio ont également été un énorme processus d'apprentissage. Il y a une raison pour laquelle l'amplification audio professionnelle est comme une science de fusée:-)