Raspberry – odbiornik muzyki po BT – przenośny (cz. 2)

RPi BT Audio receiverW poprzednim tekście o odbiorniku muzyki (Raspberry – odbiornik muzyki po BT) opisałem jak taki system uruchomić na bazie Raspberry Pi Zero W i karty dźwiękowej podłączonej do USB. Oczywiście konieczność zasilania z gniazdka sieciowego jest niezbyt wygodna, podobnie jak plątanina kabli, hub USB – a wszystko „latające” po kanapie. Spróbuję  teraz złożyć wszystkie te elementy w coś znacznie zgrabniejszego.

Plan zakładał stworzenie obudowy, w której zmieści się raspberry, karta muzyczna i powerbank. Cały zestaw:

  • Musi dawać dostęp do gniazda jack,
  • Musi posiadać włącznik do uruchomienia całości,
  • Musi sygnalizować włączone zasilanie,
  • Musi umożliwiać ładowanie wewnętrznego akumulatora.

Power bank – zasilanie

Cała koncepcja opierała się na założeniu, że zestaw będzie działał niezależnie od gniazdka zasilającego. Wziąłem pierwszy lepszy powerbank z taniego marketu z pojedynczą celą (zależało mi na tym, żeby nie był za duży).  Okazało się, że po pełnym naładowaniu, zestaw działał dłużej niż 4 godziny (po tylu odpuściłem). Po tym czasie napięcie akumulatora spadło do nominalnych 3.7v, co oznacza że jeszcze spokojnie kilka godzin by pociągnął. W zupełności wystarcza.

Właściwie zamiast power-banku z 18650 mógłbym użyć np. modelarskiej baterii LiPo. Ale ich ładowanie jest bardziej skomplikowane, wtyczki trochę inne – a z power-bankiem mam to wszystko wbudowane.

Projekt obudowy

Kilka godzin ze Sketchup i zaprojektowałem szkielet obudowy. Projekt dostosowałem do możliwości mojej drukarki (zob. MiniMaker).

Do głównego szkieletu potrzebowałem jeszcze 2 denka zakrywające obudowę od góry.

Wydruk głównego szkieletu z PLA trwał ponad 4 godziny.

Podłączenie RPi do karty dźwiękowej

W pierwszym kroku musiałem trochę „odchudzić” kartę dźwiękową – inaczej potrzebowałbym naprawdę sporą obudowę. Usunąłem z niej wszelkie gniazda, oprócz słuchawkowego.

USB typ „A” to te znane z klawiatury albo myszki. Typ B to typ gniazda/ wtyku spotykany np. w drukarkach. Wersja „mini” typu spotykana była jeszcze w mniejszych sprzętach – teraz króluje „micro” – można ją spotkać w większości np. telefonów komórkowych. Oczywiście oprócz tych z USB-C.

USB.svg
By Simon Eugster – Simon / ?! 19:02, 7 January 2008 (UTC) – Own painting/graphic, CC BY-SA 3.0, Link

Name Wire color Description
1 VBUS Red or Orange +5 V
2 D− White or Gold Data−
3 D+ Green Data+
4 GND Black or Blue Ground

W projekcie używam takich przejściówek z USB:

Zgodnie z opisem gniazd, od góry:

  • zasilanie
  • D-
  • D+
  • GND

Dla złącza USB-B (żeńskiego) wcześniej zamontowanego na płytce kart dźwiękowej, wyjścia zorganizowane są następująco (od spodu):

Lutuję kabel:

I resztę:

Szybki test – wszytko działa, muzyka gra.

Zasilanie

Raspberry będę zasilał z PowerBanku.  Po kilku przymiarkach postanowiłem go jednak rozebrać na części. W zasadzie użyłem jedynie samego ogniwa i modułu ładowarki.

Potrzebuję wykonać następujące połączenia:

  • RPi z gniazda USB na wyłącznik,
  • Wyłącznik na wyjście modułu ładowania,
  • Wejście moduł ładowania do akumulatora,
  • Wejście modułu ładowania do zewnętrznego gniazda – przez które będę mógł ładować baterię.

Obydwa włącznik i gniazdo USB muszą być wmontowane w obudowę.

Ładowanie akumulatora

Moduł ładowania wyposażono w port microUSB. Ze względu na budowę modułu trudno go było wystawić na zewnątrz – jak i się do niego dolutować. Postanowiłem wyprowadzić z niego gniazdo typu B. Jest wygodniejsze do montażu… no i zostało mi po przeróbkach karty muzycznej:)

No cóż… jakby to skomentować…:)

I razem z koszykiem akumulatora:

Wyłącznik

W tej roli zwykły wyłącznik szczebelkowy:

I jeszcze diodka…

Dobrze widzieć, czy całość jest zasilania… Dodałem małą diodkę zapalająca się w momencie zasilenia Raspberry. Znalazłem zieloną, przylutowałem po prostu do wyłącznika z rezystorem  470 dla oszczędności mocy. Wtedy prąd płynący przez diodkę (I=(Uv – Ud)/R = 2.7v / 470 ) = 6mA – co w zupełności starcza żeby zauważyć, że układ działa.

Upycham…

i złożone:




A teraz… odrobina luksusu:)

Sama obudowa z drukarki… nie wyglądała specjalnie atrakcyjnie. Postanowiłem zrobić wersję „lux”.

Zacząłem od oprawy w skórę:

A teraz nakładki na denka:

Galeria

Podsumowanie

Nie poszło łatwo. Projekt obudowy miał kilka błędów, które naprawiałem potem mini-szlifierką:) Coś się przesunęło w słupkach pod platformę z gniazdem USB.  Nie zadziałały uszka na kartę dźwiękową – przeszkadzały mikroswitchom na płytce. Na szczęście ostało się jedno, które umożliwiło mi przykręcenie karty do obudowy.  Po przewierceniu otworu z zewnątrz. Musiałem też wywiercić otwór na wyłącznik – który nie zmieścił się koło gniazda USB. To znaczy zmieściłby się – gdybym nie musiał go obrócić. Wyszło nawet lepiej, wylądował na przednim panelu obok diody sygnalizującej zasilanie.

Największym problemem okazał się górny dekielek. Przewidziałem za małe zakładki i po prostu się nie trzyma. Przyznaję się – do ostatecznego montażu użyłem gorącego kleju:) Do przeprojektowania… Może śruba przez całość?

Sam design obudowy też nie jest najlepszy – rozchodzi się u szczytu. Na szczęście obwoluta ze skóry załatwiła sprawę. Urządzonko ma rozmiar 55x60x85 mm.

Projekt ma również jedną poważną wadę, która wreszcie się zemści. Wyłącznik po prostu odcina zasilanie. linux raspberry nie ma więc szansy na poprawne zamknięcie się. To się kiedyś skończy rozsypaniem się systemu. Na szczęście zrobiłem kopię karty:) Znaczy… mam plan ją zrobić…