Есть такой видеоблогер @AlexGyver, Которого я смотрел на ютубе до блокировки. После блокировки я подписался на него в VKVideo ( https://vkvideo.ru/@alexgyvershow ), но рекомендации по новым выпускам приходят с большим опозданием. Сегодня увидел в рекомендациях его видео

https://vk.ru/video-48265019_456240485

Для тех кто не понял Мэйлру выложил чужое видео как свое, а видео с канала автора мэйл принижает в рекомендациях.

Что это значит для видеоблогера? Мэйлу просто перевыложит ваше видео и не будет вам платить за показы и заставит вас конкурировать самим с "собой" за показы.

Давайте знакомиться!

Меня зовут Анатолий, и я программист с инженерным бэкграундом. Помимо основной деятельности, бэкенд разработки на Go, меня часто тянет собрать что-нибудь эдакое электронно-светодиодное с использованием микроконтроллеров.

Этап 0: Как всё начиналось

Однажды мне попался на глаза проект пиксельного стола, и я подумал, что было бы круто сделать стол не просто с красивыми визуальными эффектами, а ещё и с играми и звуковым сопровождением, т.е интерактивный. И я начал изучать тему…

Этап 1: Исследование существующих проектов

В интернете есть сотни проектов НЕинтерактивных (не реагирующих на касания) столов и матриц на адресных светодиодах, они предназначены исключительно для вывода красивых картинок. Вспомним тот же рюкзак с дисплеем от @AlexGyver:

Схемотехника у всех подобных проектов весьма простая: один контроллер + несколько сотен адресных светодиодов. Но для добавления игровых функций нужно как-то считывать нажатия.

Проектов же интерактивных столов в интернете встречается сильно меньше ввиду сложности электроники и огромных трудозатрат на сборку в домашних условиях.

• Часть разработок не имеет обратной связи на нажатия, а выступают просто красивым светодиодным декором, а нам нужны интерактивные функции для игр и других эффектов. Это в разы усложняет разработку;

• Все существующие проекты собраны на коленке и имеют огромные недочёты в плане трудозатрат на сборку: несколько сотен проводных соединений и точек пайки, десятки человекочасов работы. Такое нам не подходит, я слишком ленив, чтобы руками всё это паять, а значит нужны печатные платы без проводных соединений, разъём-в-разъём, плата-к-плате, side-by-side;

• Конструкция корпуса зачастую тоже достаточно сложная, с вырезами/выпилами, с клеем или герметиком. Такое тоже не нравится, нужно что-то максимально простое из обычного мебельного ЛДСП, чтобы можно было заказать раскрой на ближайшем производстве;

Этап 2: Проектирование печатной платы

Изначально я решил сделать стол размера 25х15 пикселей, эдакий правильный прямоугольник со сторонами, кратными 5, т.е весь стол можно собрать из 15 плат размера 5х5, я называю их сегментами.

В качестве канала связи рассматривал RS485 и CAN:

• RS485 подразумевает топологию master-slave, т.е нужно явно опрашивать все ведомые устройства, чтобы избежать коллизий, что будет сложно реализовать для такого количества пикселей;

• А вот CAN позволяет организовать сеть равнозначных устройств и даже имеет аппаратный механизм арбитража коллизий. Идеальное решение для построения событийной модели обработки нажатий: есть клик – отправили, клика нет – молчим. Короче говоря, сообщения о нажатии отправляются в шину вне очереди, что позволит обрабатывать нажатия в кратчайшие сроки.

В качестве микроконтроллера был выбран самый популярный и дешёвый микроконтроллер с CAN шиной на борту – STM32F103, имеющий к тому же десятки китайских клонов на случай необходимости дальнейшей оптимизации по цене/наличию. Наверняка у каждого здесь есть завалявшаяся дома платка Blue Pill с подобным контроллером. Вот и у меня была.

В качестве светодиодов были выбраны обычные RGB адресные WS2812B. Тут всё очевидно – работают независимо при последовательном подключении:

В качестве датчика нажатия был выбран оптический сенсор VCNL36821S, комбинирующий в себе светодиод и фотодиод, работающие в ИК диапазоне длин волн 800..1000нм, а значит он не будет реагировать на RGB спектр светодиодов 400..700нм. С другой стороны, это не самое дешёвое решение, но точно одно из самых простых при автоматизированной сборке печатных плат. Один smd элемент и готово, никаких тебе емкостных сенсоров в виде улиток из проволоки (вспоминаем про желание избежать трудоемкости при сборке).

Сколько датчиков и светодиодов можно подключить к одному контроллеру STM32F103 в корпусе LQFP-48 без использования всякого рода расширителей портов? Все звёзды сошлись на размере сегмента 5х5 = 25 пикселей. В прототипе задействованы абсолютно все ноги контроллера, даже пришлось позаимствовать одну ногу SWD из разъёма для программирования.

Одна из сложностей при проектировании печатной платы заключалась в том, что у сенсора VCNL36821S отсутствует возможность задавать адрес I2C, а у микроконтроллера STM32F103 только две шины I2C. Как же быть? Ответ был найден на просторах Stackoverflow и заключался в коммутации линии SDA через диоды Шоттки. Гениально, как мне кажется:

Повторюсь, очень важно было избавиться от тысячи соединений на проводах и необходимости тратить сотню человекочасов на сборку. Поэтому плата разведена таким образом, чтобы вся сборка заключалась в последовательном соединении плат между собой на разъёмах и вообще не требовала дополнительной пайки. Вот что в итоге получилось:

Управлять столом будет обычная Raspberry Pi 4B+ вот с такой платой расширения для CAN шины:

Сами платы были заказаны в Китае на PcbWay с автоматизированной сборкой, т.е сам я ничего не паял.

Ну и затратная часть на платы:

• Текстолит * 15 плат = 11 800 ₽

• Компоненты * 15 плат = 29 600 ₽

• Авто монтаж * 15 плат = 30 600 ₽

• Доставка с Китая = 13 560 ₽

• Итого: 85 560 ₽

Этап 3: Проектирование корпуса

Имея размер одной печатной платы, можно собрать всё это в деревянный корпус. Я выбрал формат обычного журнального столика.

В прототипе я решил сделать у стола равномерные отступы, чтобы расположить там малинку, блок питания и динамики, но позже понял, что это было плохой идеей:

• Во-первых, такой отступ становится весьма неочевидным в играх, например пинг-понг, когда мячик отражается от невидимой стены;

• Во-вторых, эстетически это смотрится весьма странно, когда поле светится не всё.

А для дополнительной электроники можно просто сделать двойное дно и доступ для обслуживания.

Оргстекло 3 мм нашел у местных рекламщиков и попросил вырезать прямоугольник нужного размера.

В качестве материала корпуса была выбрана фанера, т.к она намного крепче и долговечнее обычной мебельной ЛДСП.

Фанеру я сам покрасил в чёрный. Тоже то ещё занятие, больше не хочу, буду сразу брать лакированную.

Сетку вырезал на лазерном ЧПУ из фанеры 3 мм, размер каждой ячейки 4х4х4 см.

Затраты на корпусные детали:

• Раскрой сетки из фанеры 3мм = 5 000 ₽

• Фанера для корпуса стола + раскрой = 4 600 ₽

• Акрил + резка = 4 200 ₽

• Краска + валик = 1 750 ₽

• Метизы, втулки, клей = 830 ₽

• Покраска своими руками = Бесценно

• Итого: 16 380 ₽

Этап 4: Написание прошивки и отладка

Для написания кода использовал программы STM32CubeMX и STM32CubeIDE, для прошивки и отладки китайские клоны программатора ST-LINK V2 и логического анализатора Saleae Logic. Вообще обожаю эту связку, никогда ещё программирование и отладка микроконтроллеров не были настолько простыми и доступными.

Из интересного, что можно было бы рассказать про написание прошивки:

Т.к контроллер весьма небольшой, и чтобы не тащить в проект тяжеловесную RTOS, я часто использую самописную систему событий, привязанную к 1 мс таймеру. Занимает буквально сотню строчек кода: установить событие через N мс, проверить готовность события к исполнению, очистить событие. Это покрывает практически все мои нужды по организации логики программы под микроконтроллер и занимает памяти чуть более, чем ничего.

Отдельно хочу рассказать про логику организации мной адресного пространства CAN. Я разбил адресное пространство 2048 адресов на 4 группы:

• широковещательная команда;

• целевые команды конкретным сегментам;

• посылки от сегмента;

• и в конце простые пакеты с цветами.

В CAN, чем ниже адрес пакета, тем у него выше приоритет. Это означает, что посылки от устройств (с кликом или ответом на запрос) имеют приоритет выше, чем пакеты с цветами. Таким образом, клик всегда будет получен почти мгновенно, даже когда идет активная “отрисовка” картинки и шина занята.

В коде я реализовал поддержку трех разных палитр:

• RGB6 – 6 бит на цвет, где 3 бита цвет RGB, а 3 бита яркость 0-7;

• RGB12 – 12 бит на цвет, RRRRGGGGBBBB;

• RGB24 – 24 бита на цвет.

Т.к в стандартном CAN есть ограничение на 8 байт данных, то приходится делить адресные пространства ещё и на адреса конкретных пикселей внутри сегмента. А т.к на каждые 8 байт данных полезной нагрузки CAN имеет ещё оверхед 47 бит в виде адреса и других заголовков пакета, то с расширением палитры цветов, FPS падает непропорционально. Примерно вот таких значений мне удалось добиться при скорости CAN 500 kbit/s:

• 75 FPS для RGB6;

• 38 FPS для RGB12;

• 13 FPS для RGB24;

Я остановился на палитре RGB12: достаточная цветопередача при сохранении адекватной частоты кадров. Стоит отметить, что это максимальная частота кадров изображения, а с наличием большого числа нажатий, частота кадров будет проседать, т.к вспоминаем про приоритет кликов над пакетами цветов.

Для любознательных, ссылки на исходники платы и прошивки будут в конце статьи.

Расходы: бесплатно по ночам.

Этап 5: Финальная сборка и ошибки

• Собрать всю сетку из таких коротких деревянных ламелей оказалось непросто. Я не предусмотрел достаточные допуски для пазов, детали то и дело не вставали на свои места, приходилось подпиливать и применять силу, в итоге плоскость с оргстеклом получилась неидеальной. В новой версии откажусь от пазов в платах, а ламели из фанеры сделаю длиннее, чтобы конструкция сетки получилась более ровной;

• Как вы могли заметить, на платах я сделал разъёмы папа-мама на нижней стороне текстолита. Такая конструкция очень удобна при сборке и стоит три копейки, но делает стол абсолютно непригодным для ремонта, т.к нет возможности достать и заменить одну плату, приходится откручивать всех соседей;

• Оргстекло, которое я нашел на местном производстве, как оказалось, плохо подходит для оптического сенсора, т.к имеет слабую светопропускаемость. Это приводит к очень маленькому полезному сигналу с датчиков и необходимости искать компромисс между ложными срабатываниями и “силой” (читай – площадью) нажатия;

• Также я допустил небрежность и запитал всю матрицу плат двумя тонкими проводами… Как вы можете догадаться, долго такая сборка не проработала, больше 20А в пике как-никак. Решение простое – подкинуть питание ещё в несколько точек по периметру.

Сопутствующие расходы:

• Блок питания 5V 150W = 4 560 ₽

• Raspberry Pi 4B+ = 12 000 ₽

• Плата расширения CAN = 2 940 ₽

• USB Type C = 250 ₽

• Плата аудиоусилителя = 296 ₽

• Динамики + накладки = 407 ₽

• Кабель AUX = 274 ₽

• Разъём питания = 281 ₽

• Кабель питания = Бесплатно от старого монитора

• Сборка своими руками = Бесценно

• Итого: 18 068 ₽

Этап 6: Управляющее ПО на Малинке

Моя любимая часть, моя гордость…

Годом ранее, работая над своим основным проектом Pixel Quest, я к нашему бэкенду на Go подключил Lua интерпритатор. С тех пор все игры нашей сети локаций разрабатываются на Lua.

Для Pixel Quest мы сделали открытую систему разработки игр. Что это значит:

• во-первых, у нас есть визуальный конструктор игр "Пол–это лава", где можно попрактиковаться в покадровой отрисовке игр;

• а во-вторых, у нас есть собственная онлайн IDE для разработки игровых сценариев на простом скриптовом языке Lua, который может освоить любой толковый школьник за несколько вечеров, при этом исходный код наших игр публично открыт в репозитории на GitHub, что делает обучение ещё проще.

В свой онлайн редактор для удобного тестирования игр мы добавили вот такую 3D визуализацию:

Также хочу отметить, что у проекта есть поддержка разных беспроводных геймпадов, что значительно расширяет игровые возможности.

Почему нас сравнивают с Roblox?

Роблокс даёт возможность игрокам самим разрабатывать игры и даже зарабатывать на них, и мы в перспективе хотим сделать что-то похожее. А ещё на ютубе нашу игру “Безопасный цвет” постоянно сравнивают с играми “Color blocks” или “Block party” из Roblox, хотя когда я её разрабатывал, я ещё ничего не знал о Роблоксе...

За счет открытости и легкости кода игровых скриптов, появляется возможность обучения детей программированию с дальнейшим тестированием на столе или даже на большом пиксельном полу в любом из наших центров.

Этап 7: Версия 2.0

Для будущей версии я переразвёл печатную плату с учетом предыдущего опыта, а именно:

• сделал разъёмы не горизонтальными, а вертикальными, таким образом можно будет вынимать и устанавливать отдельные платы. Платы между собой будут соединяться П-образными штырьками;

• удвоил количество светодиодов, чтобы получить более яркую и сочную картинку, а также резервирование на случай выхода светодиода из строя;

• сделал плату размером 4х5 пикселей, чтобы избавиться от “рамки” по краям и получить поле нужного размера 24х15 для совместимости с игровыми комнатами, а также расширить диапазон возможных CAN адресов с 16 до 32, что даст возможность строить столы большего размера;

Нашёл в Китае и протестировал новое более тонкое и более прозрачное оргстекло, которое даёт более чёткий рисунок граней пикселей и увеличивает полезный сигнал с датчиков в три раза, что делает игру более комфортной, а ложные срабатывания сводит к нулю.

Заключение

Небольшое видео, суммирующее вышесказанное:

Сам прототип с видео сейчас стоит и радует детей на одной из наших локаций, а именно в городе Смоленске.

Ссылки на исходники печатных плат, прошивки под микроконтроллер и другие полезные материалы по проекту можно найти вот в этом телеграм посте (будет обновляться): t.me/pixel_quest/360. Там же в канале будет выкладываться и новая информация по проекту.

Исходники управляющего ПО в открытом виде дать не готов, т.к они представляют коммерческую ценность, но в случае, если стол вызовет достаточный интерес у комьюнити, мы сможем предоставить специальную версию для запуска игр и удобной разработки собственных Lua сценариев.

Далее хотим попробовать наладить серийное производство. Мы считаем, что потенциал у проекта огромный, хотелось бы его развивать.

Какие сценарии развития продукта мы видим:

• Установка в школы программирования или робототехники для обучения детей. Я сам разработчик и сам когда-то посещал подобный кружок программирования, думаю такой яркий стол сможет вызвать дополнительный интерес у ребят к разработке. А тем более возможность прийти поиграть в свою игру на большом пиксельном полу!

• Установка в виде вендинговых игровых автоматов в ТЦ и для привлечения внимания к нашему основному бизнесу;

• Размещение на локациях Pixel Quest в качестве дополнительного развлечения;

• Использование в качестве отладочного стенда для тестирования ПО, игр и различных эффектов в миниатюре.

Если вдруг кто-то захочет собрать стол в домашних условиях и поучаствовать в разработке эффектов и игр, готовы помочь с закупкой и доставкой электроники с Китая. В последнее время с этим стало сильно сложнее, но у нас есть наработанные каналы оплаты и доставки.

Давайте знакомиться!

Меня зовут Артём, и я занимаюсь созданием или адаптацией различных технологичных (и не очень) устройств. Это моя первая статья, и я долго шёл к её написанию, преодолевая неуверенность. Желание поделиться опытом и, возможно, помочь кому-то в реализации своих проектов оказалось сильнее сомнений. Итак, вот моя история.

Как всё началось

Однажды я наткнулся на ролик от @AlexGyver на YouTube, где он создавал интернет-радио в виде головы Бендера. В тот момент меня застала моя девушка, которой так понравилась идея, что она попросила сделать нечто подобное для её старшего брата.

Мне эта затея тоже показалась интересной, и я сразу приступил к работе. Мы решили, что устройство будет Bluetooth-колонкой: слушать музыку с телефона, на мой взгляд, гораздо удобнее, чем через интернет-радио. Тем более, модуль ESP32, использованный в проекте, уже поддерживал Bluetooth. Оставалось лишь немного доработать прошивку.

Я подумал, что кто-то мог уже решить эту задачу. Как говорил Исаак Ньютон: "Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов" И действительно, я нашёл готовое решение, которое смог адаптировать под свои задачи. Однако это было лишь начало: впереди меня ждала долгая, но увлекательная работа.

Этап первый. Печать корпуса

Первым шагом стало создание корпуса головы Бендера. Для этого я использовал свой проверенный 3D-принтер Ender 3 Pro, модернизированный экструдером Creality Sprite Pro и датчиком автоуровня Creality CR Touch.

Перед началом печати я быстро прикинул, какие компоненты буду использовать, как организую питание и насколько сильно придётся модифицировать корпус. Решение запитать устройство через USB Type-C оказалось удачным: корпус не пришлось дорабатывать, так как удалось найти разъёмы, которые идеально подошли к готовым отверстиям.

Для подготовки моделей я использовал PrusaSlicer, хотя в последнее время присматриваюсь к OrcaSlicer. Главное — не забыть про поддержки: однажды я это упустил, и деталь получилась далёкой от задуманного.

Для печати я выбрал недорогой серый PLA-пластик от HI-Tech-Plast. Несмотря на противоречивые отзывы, материал полностью справился с задачей. В других проектах я также использовал филамент этой фирмы и лишь однажды столкнулся с проблемой — пластик оказался перепутанным, из-за чего пришлось начинать печать заново.

Настройки печати:

• Высота слоя: 0,28 мм.

• Температура сопла: 210°C.

Печать всех деталей, включая антенны, визор и подставки, заняла около 20 часов.

Постобработка

После печати начался этап постобработки, включавший:

1. Удаление поддержек.

2. Шлифовку наждачной бумагой для устранения неровностей.

3. Финальную обработку для придания поверхности гладкости и блеска.

С обработкой дихлорэтаном нужно быть очень осторожным: вещество токсично, поэтому работать следует в хорошо проветриваемом помещении, используя респиратор с фильтром марки В1 и полипропиленовые перчатки.

Я наношу дихлорэтан кисточкой или обрабатываю поверхность пропитанной тряпочкой. Иногда использую метод "дихлорэтановой бани" для равномерной обработки сложных деталей.

Корпус был полностью готов. Теперь можно переходить к подбору электронных компонентов и созданию печатной платы.

Этап второй. Подбор и заказ компонентов

Вот список всех компонентов и их примерная стоимость на конец 2024 года, включая печать корпуса:

Компонент ---------- | Количество | ---------- Стоимость (руб.)

ESP32 TYPE-C ---------- | 1 | ---------- 214

Rotary Encoder Module ---------- | 1 | ---------- 109

PCM5102A DAC ---------- | 1 | ---------- 336

PAM8403 ---------- | 1 | ---------- 78

AIYIMA 2Pcs 40MM ---------- | 1 | ---------- 884

Logic Level Shifter ----------| 1 | ---------- 24

Display Control Module ----------| 5 | ---------- 685

LED Matrix (white) ---------- | 2 | ---------- 753

LED Matrix (yellow) ----------| 3 | ---------- 646

Type-C разъём ---------- | 1 | ---------- 32

Печать корпуса ---------- | — | ---------- 623

Итоговая стоимость: 4384 руб.

Подбор компонентов

Самой сложной задачей оказалось найти подходящие матрицы для глаз и рта. Мне хотелось использовать матрицы с квадратными светодиодами и общим катодом, чтобы Бендер выглядел максимально аутентично.

На подбор матриц я потратил больше времени, чем ожидал. Оказалось, что такие компоненты редкость, а их стоимость существенно выше стандартных красных матриц с платами контроллерами. Например, две белые матрицы обошлись в 753 рубля, а пять красных с контроллерами — всего 685 рублей. Однако я решил не экономить, ведь итоговый результат того стоил.

С остальными компонентами проблем не возникло. Их список был представлен на странице проекта AlexGyver, что значительно облегчило поиск.

Ключевые моменты выбора:

• ESP32 с USB Type-C стал идеальным решением благодаря удобству подключения к компьютеру для прошивки. Кабели с microUSB у меня постоянно теряются, а Type-C давно стал стандартом.

• AIYIMA 40MM (динамики) — отличный выбор для проекта. Их компактный размер идеально вписался в конструкцию корпуса, а качество звука оказалось выше моих ожиданий.

Компоненты я искал на популярном китайском маркетплейсе, учитывая соотношение цены, времени и стоимости доставки. Когда я собирал первого Бендера, мне удалось найти динамики всего за 400 рублей. Всего я собрал три такие колонки, но, к сожалению, выгодную цену больше найти не удалось.

Планирование следующего этапа

Я давно решил отказаться от навесного монтажа и горячего клея, так как работа с печатными платами удобнее, аккуратнее и быстрее.

Для разработки электрических схем и печатных плат я использую KiCad. Это открытое и удобное программное обеспечение, которое идеально подошло для моих задач. Основной операционной системой у меня является Ubuntu, и KiCad прекрасно работает в этой среде.

Пока все компоненты едут из Китая, самое время переключиться на проектирование печатной платы. Это важный этап, который позволит собрать все элементы воедино и создать надёжное устройство.

Этап третий. Проектирование печатной платы

Итак, начался этап проектирования печатной платы. Работа оказалась непростой: с самого начала я столкнулся с проблемой отсутствия готовых посадочных мест для модулей. Готовых решений я не нашёл, поэтому пришлось создавать их вручную. Это создавало некоторые трудности, особенно для модуля PCM5102. У него боковые ножки не совпадают с шагом сетки 2,54 мм, а точных размеров модуля в интернете не оказалось — были только габариты самой платы. В итоге мне пришлось несколько раз распечатывать разводку платы на бумаге и подгонять её вручную, проверяя, как компоненты ложатся на свои места.

Для изготовления печатной платы в домашних условиях я использовал фоторезист (негативный пленочный) и односторонний фольгированный стеклотекстолит. Процесс выглядел следующим образом:

1. Подготовка текстолита.

Сначала я разрезал текстолит до нужных размеров, сделав надпилы острым ножом и аккуратно обломив заготовку по линиям надреза. Затем поверхность протиралась спиртом, чтобы удалить грязь и жир.

2. Нанесение фоторезиста.

На чистую поверхность текстолита я наносил фоторезист, после чего прокатывал плату через ламинатор для плотного приклеивания.

3. Засветка ультрафиолетом.

На подготовленную плату с фоторезистом я накладывал заранее распечатанный на прозрачной пленке негативный шаблон платы. Для засветки использовал самодельную ультрафиолетовую лампу, собранную из светодиодов и управляемую микроконтроллером ATTiny13A. Засветка занимала около 200 секунд при расстоянии 10 см между лампой и платой.

4. Проявка.

После засветки плата погружалась в раствор кальцинированной соды. Для этого я разводил пол чайной ложки соды на 500 мл воды. Точное количество соды не критично — главное, чтобы фоторезист начал проявляться.

5. Травление.

Травление проводилось в растворе хлорного железа (200–300 г на 1 литр воды). На травление обычно уходит 40–60 минут, в зависимости от температуры раствора и толщины слоя меди.

6. Удаление фоторезиста.

После травления я смывал остатки фоторезиста ацетоном, оставляя чистые дорожки меди.

После всех этих этапов плата была готова для пайки компонентов и последующей сборки устройства.

Этап четвёртый. Тестирование компонентов в полусобранном виде

Обычно тестирование компонентов проводится до производства печатной платы и корпуса, чтобы избежать лишних затрат на переделку. Однако в этом проекте я был уверен, что все компоненты совместимы и не собирался вносить изменения. Оставалось лишь убедиться, что всё работает так, как задумано: устройство воспроизводит музыку с телефона и синхронно двигает глазами в такт.

Конечно, когда я собрал все на макетной плате, прошил микроконтроллер и включил питание, ничего не заработало. Основные проблемы оказались связаны с матрицами. Они создавали сильные помехи, были чувствительны к питанию и наводкам на провода. В результате матрицы начинали «жить своей жизнью»: произвольно включаться и выключаться.

Я думаю, многие, кто пытался собрать Бендера, сталкивались с подобными трудностями. Вот шаги, которые помогли мне справиться с этим:

1. Хорошая пайка контактов.

Все соединения должны быть надёжными, без «холодной пайки».

2. Минимизация длины проводов.

Длина проводов, соединяющих матрицы с платой управления, должна быть минимальной. У меня это расстояние составило всего 4–5 см. На этапе тестирования длина проводов была больше, что приводило к сбоям в работе.

3. Устранение шумов.

Для подавления шумов в цепи питания звукового тракта я добавил два конденсатора по 3300 µF на 6,3 В:

◦ Первый конденсатор установил на плату управления, куда подключалось питание.

◦ Второй напаял на контакты питания второй матрицы рта.

Эти конденсаторы полностью устранили шипение в звуке.

Конденсаторы были подобраны экспериментальным путем и у вас они могут отличатся.

Кроме того, я разделил питание следующим образом:

• ESP32 питалась через встроенный стабилизатор.

• PCM5102 подключил отдельно через стабилизатор AM1117-3.3.

Честно говоря, сейчас я уже не помню, зачем решил разделить питание, а в документации этот момент не зафиксировал.

Ещё одна проблема была связана с PCM5102: его режимы работы настраиваются с помощью джамперов, которые иногда приходят не распаянными. Первый модуль, который я использовал, был готов к работе, но во втором случае я не проверил джамперы заранее. В результате пришлось разбирать собранную плату и паять джамперы вручную.

Теперь немного о прошивке.

Я использовал прошивку от BendeRadioBt, не внося в неё изменений. Компиляцию проводил в среде Arduino IDE версии 2.1.1. Единственное уточнение: для успешной компиляции нужно установить версию платформы в Boards Manager не выше ESP32 by Espressif 2.0.17. Это связано с особенностями библиотеки btAudio.

На этом этапе серьёзных проблем больше не возникло. Всё заработало как задумано, и я с нетерпением приступил к следующему этапу.

Этап V. Империя наносит ответный удар: сборка

Первым делом нужно установить Rotary Encoder Module. Провода к этому модулю я сделал чуть длиннее, чтобы они выходили за пределы корпуса головы.

Затем приступаем к установке динамиков. Их нужно аккуратно приклеить на посадочные места клеем Момент Кристалл и дополнительно слегка зафиксировать термоклеем. На этом этапе важно проявлять осторожность, чтобы клей не попал в неподходящие места.

Основная плата с компонентами была установлена вертикально в специально напечатанный держатель, который я закрепил термоклеем. Сам держатель платы приклеил к держателю матриц рта с помощью суперклея. Да, я мог бы уменьшить размер платы и разместить её горизонтально прямо на держателе матриц, но так получилось, что я изначально выбрал вертикальное расположение.

Особое внимание следует уделить верхним уголкам платы — их нужно срезать. После этого плата идеально становится на место, а разъём ESP32 оказывается на уровне глаз. Это удобное решение: через визор, убрав глаза, можно обновлять прошивку или регулировать уровень звука на PAM8403. Для дополнительной фиксации все элементы закрепляются двумя болтами.

На следующем этапе я установил разъём питания USB Type-C на корпус. В завершение приклеил заглушку внизу головы Бендера с помощью клея Момент Кристалл. Это крепление достаточно надёжное, но при необходимости позволяет снять заглушку.

Заключение

Колонка получилась не только функциональной, но и стильной. Она стала прекрасным подарком, и после первого экземпляра я сделал ещё несколько штук. Благодаря необычному дизайну и качественному звучанию колонка отлично смотрится в интерьере и вызывает интерес.

Этот проект оказался для меня невероятно увлекательным. Хочу выразить огромную благодарность AlexGyver за возможность создать подобное устройство, а также автору прошивки для Bluetooth. Благодаря его работе мне удалось сэкономить несколько дней.

На этом моя история о колонке-голове Бендера завершена, но у меня в запасе ещё много интересных проектов, которыми я хотел бы поделиться. Спасибо всем, кто дочитал до конца!

ссылка на прошивку.

https://github.com/im-tortik/BendeRadioBt

В завершение: демонстрация рабочего экземпляра