El reproductor de música MP3 aleatorio "Jumbleum": 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Para este proyecto, decidí hacer un reproductor potente y fácil de usar para usar en mi taller.

Después de probar otros módulos MP3, elegí el módulo "DFPlayer Mini", de fácil acceso y económico.

Tiene un modo de "reproducción aleatoria", PERO debido a que es aleatorio, es posible que las melodías se repitan.

Mi diseño utiliza un microcontrolador PIC para "mezclar" la música y reproducirla aleatoriamente sin repeticiones. (mientras está encendido).

También supera las restricciones en los nombres de archivos y carpetas causadas por el sistema de archivos limitado de DFPlayers. Ahora puede colocar todos sus archivos de música directamente en una tarjeta micro SD o memoria USB sin tener que cambiarles el nombre o preocuparse por los nombres de las carpetas.

Características

• En el encendido, las melodías se mezclan para evitar que se repitan.
• Simplemente controlado por una perilla, gire para volumen, presione para la siguiente melodía.
• Utiliza un módulo MP3 “DFPlayer” listo para usar para reproducir hasta 32 Gb de canciones.
• Las melodías se pueden reproducir desde una tarjeta Micro-SD o una memoria USB
• LED RGB para iluminación ambiental durante la reproducción e indicaciones de estado.
• Utiliza dos módulos amplificadores de potencia clase D de 60 W.
• Un sensor detiene la reproducción cuando no se detecta ningún movimiento del usuario.
• También se puede controlar mediante un mando a distancia por infrarrojos (protocolo NEC)
• Botón para elegir y guardar modos de ecualización
• El ajuste de volumen se guarda incluso después del apagado.
• El amplificador se silencia entre las pistas y al apagarlo para evitar "estallidos".

Para el caso, utilicé un antiguo reproductor de TV en streaming "Boxee Box" que fue descontinuado por el fabricante en 2012.

Paso 1: Suministros y herramientas

• Módulo regulador D-SUN de 3 amperios (Ebay o Aliexpress)
• Módulo MP3 DFPLAYER Mini (Ebay o Aliexpress)
• TPA3118 MÓDULO AMPLIFICADOR PBTL MONO 60W (Ebay o Aliexpress) X 2
• Microcontrolador PIC18F14K50-I / P PIC (tipo DIP)
• Condensador de 100uF Radial Electrolítico 25V Funcionando
• 47uF Condensador Radial Electrolítico 16V Funcionando
• Condensador 0.1uF 2.5mm Y5V Cerámico 50V trabajando X 5
• Condensador 0.47uF 2.5mm Y5V Cerámico 50V trabajando
• Condensador de 100uF Radial Electrolítico 16V Funcionando X 2
• Diodo de barrera Schottky BAT85
• Fusible 3A poly reiniciable (30v en funcionamiento)
• Longitudes de tira de cabezal de clavija de 2,54 mm para cortar según sea necesario
• Enchufes de crimpado hembra tipo "Dupont" de 2,54 mm. 2 vías X 3 y 3 vías X 3
• Montaje en ángulo / R de PCB con zócalo de CC de 2,1 mm
• USB A Conector hembra para PCB con orificio pasante
• Transistor BC327 TO-92L
• Resistencia de película de carbono de 10k 1 / 8W (5%)
• Resistencia de película de carbono 22R 1/8 W (5%) X 2
• Resistencia de película de carbono 470R 1 / 8W (5%)
• Resistencia de película de carbono 10K 1/8 W (5%) X 9
• Resistencia de película de carbono 100R 1/8 W (5%)
• Resistencia de película de carbono 1K 1 / 8W (5%)
• Potenciómetro preestablecido de 10k 6 mm X 2
• Codificador rotatorio con interruptor tipo EC11 (Ebay o Aliexpress)
• LED direccionable PL9823 5 mm o WS2812B SMD (1 o más)
• TL1838 VS1838B HX1838 Receptor de infrarrojos - OPCIONAL (Ebay o Aliexpress) (consulte el paso 6)
• Módulo de sensor de radar de microondas RCWL-0516 - OPCIONAL (Ebay o Aliexpress)
• Zócalo IC PCB DIP / DIL de 28 clavijas (0.3”) (para el PIC)
• Botón pulsador pequeño (normalmente abierto)
• Control remoto por infrarrojos por infrarrojos (Protocolo NEC) - OPCIONAL (Ebay) (Consulte el paso 6)
• Perilla para codificador rotatorio
• Terminales de altavoz de carga de resorte de empuje de 4 vías (Ebay)
• Placa PCB de cobre de doble cara de 1,6 mm de espesor
• Adaptador de corriente CC (bloque de alimentación de PC de 12 V 5 A o 19,5 V 4 A)
• Altavoces X 2 (utilicé una impedancia de 6 ohmios nominal de hasta 65 W)
• Soldar
• Alambre de equipo
• Papel de impresora láser de "transferencia de tóner"
• Herramientas de grabado de PCB: cloruro férrico y recipiente de plástico, etc.
• Tornillos y tuercas separadores de plástico para PCB X 4
• Tornillos y tuercas M3 (para terminales de altavoz) X 4

• Manga termorretráctil

Instrumentos

• Soldador pequeño de punta fina.
• Gafas de seguridad para usar al soldar, grabar, etc.
• Impresora láser con alimentación de papel manual (para el método PCB de transferencia de tóner)
• Plancha doméstica (para el método PCB de transferencia de tóner)
• Muñequera antiestática (para manipular piezas sensibles a la electricidad estática)
• Taladro de PCB
• Brocas para PCB, 0,8 mm, 1 mm y una broca escalonada (3-13 mm)
• Alicates, cortadores, sierra fina, lima
• ordenador personal
• Programador PIC de Microchip (por ejemplo, Pickit2)
• Software de programación independiente Microchip MPLAB o PICkit2
• Pistola de pegamento termofusible y barras de pegamento
• Herramienta rotativa tipo "Dremel"
• Herramienta de crimpado (SN-28B) para enchufes "Dupont" (Ebay o Aliexpress)

Paso 2: diagrama de circuito y cómo funciona

Microcontrolador PIC Microchip

El corazón del circuito es un microcontrolador Microchip PIC18F14K50. Se eligió este chip porque tiene suficiente memoria disponible para mezclar la música, bastante pequeño (20 pines) y de bajo costo. Está programado en lenguaje ensamblador para controlar un módulo DFPlayer Mini MP3 mediante un protocolo de datos en serie. (9600 baudios).

Módulo MP3 Dfplayer

El módulo DFPlayer es un dispositivo de muy bajo costo para reproducir archivos MP3 utilizando un soporte para Mini-SDCard integrado o mediante una memoria USB externa si está instalada. Tiene una salida DAC de 24 bits y un amplificador de 2 vatios (no se usa en este proyecto). Este módulo está fácilmente disponible en Ebay.

Tiene algunos problemas.

• El diseño del módulo causa cierta interferencia de ruido audible (particularmente al seleccionar una melodía o al tocar secciones muy silenciosas).
• No todos los vendedores suministran los módulos con el chip YX5200-24SS original. (Es posible que algunos de los chips alternativos no funcionen como se esperaba).

Este diseño intenta minimizar el problema del ruido silenciando los módulos amplificadores cuando no se reproduce música.

La PCB tiene planos de tierra para ayudar a reducir el ruido. (¡No uses protoboard!).

En el encendido, el PIC solicita el número total de melodías disponibles en la tarjeta SD o en la memoria USB del DFplayer.

Mezcla estas melodías y luego ordena al jugador que comience a tocar.

La secuencia de reproducción completa se guarda en la memoria PIC mientras está encendido. Esto asegura que mientras esté encendido, una melodía no se pueda repetir hasta que se hayan reproducido todas las melodías de la SD-CARD.

Cuando termina una melodía, la línea ocupada del jugador sube, el PIC selecciona la siguiente melodía y envía el comando de reproducción al jugador.

Codificador rotatorio

El volumen del reproductor está controlado por un codificador rotatorio. En cada giro de la perilla, el PIC detecta la dirección del giro y envía comandos al jugador para establecer el nuevo nivel de volumen. El nivel de volumen seleccionado se guarda en la eeprom PIC para ser retenido incluso después del apagado.

El botón del codificador giratorio

Una pulsación breve indica al PIC que seleccione una nueva melodía. Si se mantiene presionado el botón durante unos segundos, el PIC detiene la melodía actual y silencia los amplificadores. La siguiente pulsación del botón selecciona y reproduce una nueva melodía.

El botón EQ

Cada pulsación del botón EQ hace que el PIC pase por los modos de EQ disponibles y envía el comando al jugador. El modo elegido se guarda en eeprom.

Los seis modos de ecualización disponibles están indicados por el color del LED RGB:

1. Apagado (sin ecualizador)
2. Rojo (Pop)
3. Verde (roca)
4. Azul (Jazz)
5. Blanco (Clásico)
6. Magenta (bajo)

¡Estos modos de EQ no parecen coincidir muy bien con su descripción! (El modo Blue (Jazz) es mi favorito).

Módulo regulador de voltaje D-SUN

El microcontrolador PIC, el módulo DFplayer y los LED RGB se alimentan a 5 V mediante un módulo regulador de conmutación de alta eficiencia D-Sun 3 Amp. (disponible en Ebay).

El módulo regulador tiene una resistencia variable que debe ajustarse para producir exactamente 5 voltios antes de conectarlo a cualquier parte del circuito. Alternativamente, hay una versión similar del módulo regulador D-SUN disponible en algunos vendedores de Ebay que tiene una salida fija de 5V. Parece idéntico al módulo original, excepto que la pequeña resistencia variable ha sido reemplazada por una resistencia SMD de 44.2KOhm (63C).

Módulos amplificadores TPA3118

Los dos módulos de amplificador de potencia TPA3118 Clase D (digital) de 60 W se alimentan directamente de una fuente de alimentación de CC externa que puede tener entre 8 y 19,5 voltios con una potencia nominal de al menos 3 amperios (se puede utilizar un bloque de alimentación de portátil de 12 V o 19,5 V).

El chip TPA3118 es en realidad un amplificador estéreo de 30 W que se utiliza en modo mono (PBTL) para lograr un máximo de 60 W de potencia al 10% de distorsión armónica total (utilizando un altavoz de 4 ohmios y una fuente de alimentación de 21 V).

En realidad, es posible alcanzar un máximo de 30 W por módulo con menos del 1% de distorsión armónica total, ya que no tienen disipador de calor. Hay una entrada "Standby" (silencio) en cada módulo. Esto es conmutado por el transistor PNP Q1. El PIC los pone en modo de espera cuando no se están reproduciendo melodías y también durante el apagado, el diodo D1 y el condensador C11 mantienen un voltaje para mantener Q1 encendido el tiempo suficiente para evitar que el altavoz "pop".

El puente JP1 establece la señal de polaridad en espera para que coincida con el módulo de amplificador (esto permite utilizar diferentes tipos de módulos de amplificador si lo desea).

LED / s RGB direccionables

La iluminación de estado y estado de ánimo es proporcionada por uno o más LED RGB direccionables. Se puede utilizar un orificio pasante de 5 mm PL9823 o SMD WS2812B.

El puente JP2 debe configurarse para que coincida con el tipo de LED, ya que tienen tablas de colores ligeramente diferentes. Esto asegura que siempre se muestren los colores de estado correctos.

Si se utiliza más de un LED, se puede conectar en paralelo con el primero. (El pin Data OUT no se usa).

Control remoto

Se puede instalar un sensor remoto VS1838B IR 38Khz en J4. Esto permite que el reproductor sea controlado opcionalmente por un control remoto por infrarrojos con protocolo NEC.

El control remoto realiza las mismas funciones (volumen, siguiente pista, parada y selección de ecualizador) además de pausar / reanudar. El control remoto se obtuvo de Ebay.

El reproductor está preprogramado para trabajar con los códigos clave de NEC para ese modelo exacto. Se pueden configurar otros tipos que utilizan el protocolo NEC (consulte la sección de configuración del control remoto a continuación).

Sensor de movimiento

Esto detiene el reproductor si nadie lo está escuchando. Se puede conectar un sensor de movimiento corporal a J5. Un módulo de microondas tipo “radar” RCWL-0516 funciona bien ya que tiene una buena sensibilidad / rango de movimiento y se puede colocar fácilmente dentro de la caja del reproductor de mp3 (no de metal).

Cualquier movimiento detectado mantiene las melodías sonando. Si no hay movimiento en 5 minutos, el jugador pausa la melodía y pone los amplificadores en modo de espera. Cuando se detecta movimiento nuevamente, la melodía se reanuda.

Si el sensor de movimiento no está instalado, el reproductor no se agota.

Paso 3: construcción

Hice la PCB utilizando el "método de transferencia de tóner" en una placa de doble cara (aproximadamente 10,3 x 7,3 cm). Vea los dos archivos PDF al final de esta sección (uno para cada capa de cobre). Imprímalos en la transferencia de tóner papel usando una impresora láser a escala del 100%. Las dos hojas de transferencia deben estar alineadas con precisión (obtuve mejores resultados con papel de transferencia especial (hojas amarillas delgadas y brillantes) obtenido de Ebay o Aliexpress).

El regulador D-SUN debe prepararse soldando pares de pines de cabezal de 2,54 mm al lado del componente de los orificios de entrada y salida del módulo, como se muestra en la foto. (esto permite que el módulo se instale al revés en la placa de circuito impreso más tarde). Conecte una fuente de CC (aproximadamente 9-12 V) a los pines IN + e IN- y mida el voltaje en los pines OUT + y OUT-. Ajuste la pequeña resistencia variable para que el voltaje se acerque lo más posible a 5,00 V. El ajuste de la resistencia es muy sensible, si es difícil lograr 5,00 V, ajústelo ligeramente por debajo.

Los dos módulos de amplificador TPA3118 se pueden instalar con clavijas de cabezal en la parte inferior para adaptarse a la PCB. Se puede realizar una pequeña modificación para mejorar la calidad del sonido. De forma predeterminada, la ganancia del amplificador está preestablecida muy alta (36dB) para un volumen máximo. Esto provoca cierto silbido e inestabilidad. Opcionalmente se puede reducir a 20dB, lo que resulta en mucho menos silbido y mejor calidad de audio (a expensas del volumen máximo) al eliminar una resistencia SMD R27 en cada módulo.

La resistencia R27 (ver foto) se puede quitar calentándola cuidadosamente con una punta fina de soldador y luego retirándola con unas pinzas. (Es una resistencia muy pequeña, ¡puede ser necesaria una lupa para hacer esto!).

Puente JP1 (polaridad de silenciamiento del amplificador)

Cuando se utiliza el módulo TPA3118 predeterminado. Puentee las dos almohadillas izquierdas de JP1 como se muestra en la foto.

Puente JP2 (tipo LED RGB)

Si usa WS2812 LED, puentee las dos almohadillas izquierdas de JP2 como se muestra en la foto.

Para los LED de tipo PL9223, puentee las dos almohadillas derechas de JP2 en su lugar.

Paso 4: software

Aquí está el firmware del archivo HEX para el microcontrolador PIC18F14K50.

Paso 5: preparación de la tarjeta de memoria y los archivos MP3

El reproductor puede utilizar una tarjeta Micro-SD o una memoria USB con una capacidad de hasta 32 GB.

Antes del primer uso, será necesario formatear la tarjeta de memoria / lápiz con una PC.

Si la capacidad de la tarjeta es inferior a 4 GB, las PC suelen utilizar automáticamente el sistema de archivos FAT o FAT16 (lo cual está bien).

Si la tarjeta tiene más de 4 GB, es posible que deba seleccionar manualmente el sistema de archivos FAT32 al formatear para que funcione.

Si tiene una colección de música demasiado grande para caber en su tarjeta de memoria, use un programa de administración de música como MediaMonkey para crear una nueva lista de reproducción. Edite la nueva lista de reproducción y ordene por "aleatorio" para mezclar toda su colección de música. Luego elija la opción "Enviar a" y luego "Copiar carpeta" y seleccione copiar a la letra de unidad para su tarjeta de memoria. MediaMonkey luego copiará una selección aleatoria de su colección de música a la tarjeta de memoria hasta que esté llena.

Paso 6: Comprobaciones iniciales y configuración

Al encender el LED RGB debe brillar en azul. El DFPlayer tiene un LED rojo o azul que debe encenderse cuando comienza a reproducir. El LED RGB debe comenzar a cambiar lentamente de color. Gire la perilla para verificar que controla el volumen correctamente. (Si baja cuando se gira en el sentido de las agujas del reloj, entonces las conexiones de los pines A y B en el codificador deben transponerse). Presione el botón y debería sonar la siguiente melodía. Ajuste las dos resistencias variables para obtener el mejor volumen y balance de los parlantes.

Configuración del control remoto

Solo se admite el protocolo de control remoto NEC. El reproductor está preprogramado para funcionar con el control remoto que se muestra en la foto de arriba.

Lo obtuve de Ebay (descrito como: Kits de módulo de sensor de control remoto inalámbrico infrarrojo infrarrojo HX1838 VS1838 Arduino). Viene completo con el sensor de infrarrojos en una pequeña placa de circuito impreso.

Tiene los botones de flecha debajo del teclado como se muestra en la foto.

(Un tipo similar disponible marcado como "LLAVES" con los botones de flecha encima del teclado tiene diferentes códigos de teclas que requieren que lo programe como se muestra a continuación)

Si su control remoto no es exactamente el mismo que el de la foto de arriba, deberá configurarlo:

• Mantenga presionado el botón Codificador y encienda la alimentación. (El LED debe parpadear en verde claro)
• Suelte el botón (el LED deja de parpadear y permanece en verde claro).
• Presione el botón del control remoto que desea usar para NEXT Tune, p. Ej. ">"
• El jugador debería empezar a tocar una melodía y el LED se pone rojo.
• Presione el botón del control remoto para usarlo para SUBIR VOLUMEN, p. Ej. "^"
• El LED debería ponerse amarillo.
• Presione el botón del control remoto para usar para BAJAR VOLUMEN, p. Ej. "v"
• El LED debería ponerse verde
• Presione el botón del control remoto para usarlo para DETENER, p. Ej. "OK"
• El LED debe volverse azul celeste • Presione el botón del control remoto para usarlo para PAUSA, p. Ej. "#"
• El LED debe volverse violeta • Presione el botón del control remoto para usarlo para EQ, p. Ej. "1"
• El LED debe ponerse blanco durante 1,5 segundos.
• Entonces el LED parpadea en verde
• Presione el botón Codificador hasta que el LED deje de parpadear para guardar la configuración.

Paso 7: Códigos de error

El LED parpadea rápidamente en azul: no se encontraron tarjetas SD, memoria USB o archivos

Si esto sucede al encender el dispositivo: compruebe que la tarjeta sd o la memoria USB esté formateada correctamente y que los archivos mp3 estén presentes. Si esto sucede durante la reproducción, podría ser un problema para leer un archivo debido a una tarjeta SD / memoria USB lenta o incompatible. una tarjeta SD / USB diferente.

El LED parpadea rápidamente en rojo: se agota el tiempo de espera a que se inicialice el módulo Dfplayer

Esto puede ocurrir en el encendido si el módulo dfplayer no se inicializa en 5 segundos. Podría ser causado por una tarjeta sd / usb lenta o incompatible, un módulo Dfplayer defectuoso o una falla en el circuito.

Intente usar una tarjeta SD / USB diferente. Si sigue igual, retire la tarjeta SD / USB y encienda. El LED ahora debería parpadear en verde si el Dfplayer está funcionando. Si aún parpadea en rojo, verifique todo el cableado o reemplace el módulo Dfplayer.

El LED parpadea rápidamente en verde: no se ha encontrado ninguna tarjeta SD ni memoria USB en el encendido

Inserte una tarjeta SD o una memoria USB.

Paso 8: ponerlo en un estuche

Probablemente podría ponerlo en una caja de plástico de uso general o en alguna otra caja de equipo redundante.

Tenía una vieja caja de transmisión de TV "Boxee Box" tirada desde que el fabricante dejó de admitirla en 2012.

Quité las placas electrónicas y luego volví a ensamblar las dos mitades del chasis de metal que sostenía la placa principal. Perforé agujeros en la parte superior del chasis y coloqué espaciadores de plástico para sostener la nueva placa (solo se pudieron colocar tres espaciadores porque el chasis boxee tenía un corte grande donde debe ir el cuarto espaciador).

Dejé el botón boxee (encendido) y el cable para reutilizarlos como botón EQ.

El boxee tenía un logo iluminado en el borde en el panel frontal. Quité los dos leds originales y los reemplacé por dos leds de píxeles RGB WS2812 fijados con pegamento termofusible.

(También cambié el logo de "BOXEE" para mostrar "BOX" usando un poco de pintura negra).

Se hizo un agujero en la parte superior para el codificador rotatorio.

El panel trasero tuvo que tener varios cortes cuidadosamente hechos con un cortador giratorio "Dremel" y una lima para la alimentación, el enchufe USB, la ranura para tarjetas SD y los dos conectores de los altavoces.

El receptor remoto de infrarrojos se instaló en el panel frontal cerca del logotipo mediante la perforación de un pequeño orificio parcialmente en el plástico negro lo suficiente para alcanzar la hoja de plástico transparente del panel frontal (y raspando el revestimiento posterior negro). colocar con pegamento termofusible.

El sensor de movimiento "radar" se aisló con una manga termorretráctil y se pegó al panel frontal.

A continuación, se volvió a montar la caja (¡es complicado conseguir que todo vuelva a estar unido!).