Web Radio with a built-in speaker in M5Stack

M5Stackへスピーカーを内蔵した Web Radio を製作しました。　　　　 2021.04.16
………………………………………….. スケッチ Rev.4, リニューアル：rev1 : 2022.08.21

BUILT-IN SPEAKER TYPE：手の平サイズの WEB RADIO。

50mm Speaker

SPEAKER EXPANSION TYPE：必要な時に接続し不要な時は簡単に外せます。

BUILT-IN SPEAKER TYPE：MAX98357A I2S DAC Amplifier Module を使用。

MAX98357A I2S DAC Amplifire
LIbrary : ESP32-audioI2S

270円

Web Radio Blog：MP3 Board and I2S DAC Board
VS1053B mp3 Library : ESP8266 Audio	UDA1334A I2S DAC Library : ESP32-audioI2S	PCM5102A I2S DAC Library : ESP32-audioI2S

520円	300円	360円

仕様：
1.　局 ( Radio Station ) ：150局。ボタンで選択。局の追加も可能です。
2.　再生：Mono。
3.　操作：ボタンで操作します。A ：Volume – 。B ：Channel up 。C ：Volume +
4.　文書発声機能：日本語、英語等の文章が音声で出ます。
5.　サイズ：54x54x50mm (M5Stack+Battery+MAX98357A+Speaker)

構成：
1.　開発機種：MacBook Pro (16-inch, 2019) , macOS Catalina Ver 10.15.7
2.　開発環境：Arduino IDE 1.8.13
3.　開発環境：Board Manager：ES32 Arduino 1.0.6
4.　Library：m5stack / M5Stack
5.　Library：schreibfaul1 / ESP32-audioI2S
6.　HARD：M5Stack
7.　HARD：2400mA Battery Module
8.　HARD：MAX98357A I2S DAC Amplifier Module
9.　HARD：40x40mm Speaker, 50x50mm Speaker,

費用：1000円。( Without M5Stack )

No.	Nomen	Price
1	MAX98357 I2S 3W Dac Amplifire Module	264円
2	M-BUS PCB	100円
3	Speaker 40x40mm 8Ω 2W ( aitendo )	308円
3	Speaker 42x42mm 8Ω 2W ( aitendo )	308円
3	Speaker 50x50mm 8Ω 2W ( aitendo )	330円
3	Speaker 50x50mm 8Ω 5W (DiyTools Store : $3.07:14day )	333円
4	Other(Case,Screw,Connector)	328円
–	Total	1000円

.　Speaker 50x50mm の音質は DiyTools Store より aitendo の方が良いです。

MAX98357：Dealers and prices
NO.	Dealers	Price 円 ($)	輸送期間
1.	SHENZHEN HUISHUNFA Store	260円 ($2.33)	24 day
2.	All ELECTRONICS MALL	264円 ($2.40)	–
3.	All goods are freeshipping Store	313円 ($2.85)	–
4.	SAMIORE Store	391円 ($3.56)	–
5.	YX Electronic Components	421円 ($3.83)	–
6.	Shenzhen icstation Co. Ltd.	450円 ($4.08)	20 day
7.	sihugpiao2	519円 (EUR 3.99)	–

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🔵 追記：2022.08.21
スケッチ Rev.4, リニューアル：rev5 : 2022.08.21
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🟢 Down Load：Web_Radio_of_M5Stack_I2S.zip
.　Fileは PDF形式で DL後に Web_Radio_of_M5Stack_I2S.zip に変更し解凍します。
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1. M5STack.h から M5Unified.h に変更。
2. I2S DAC は MAX1334A, UDA1334A, PCM5102A I2S DAC に対応。
3. 表示：
-　Play LED , Reseption LED , Wave , Starion Store(保存) 追加。
-　Starion Store は Play時の Stationを保存し再起動時にそのStationから始めます。
-　起動して WiFi 接続中に B Button を押すと Station 0 になります。
-　B button は ch 又は vol に切り替えます。
-　A button で – , C button で + です。
4. Startionを受信しない時は次のStationを選択します。
5. Station の見直し：廃止された局や再起動する局の削除。
6. 開発環境：
-　Dev environment : Arduino IDE 1.8.19
-　Board Manager : arduino-esp32 2.0.3-RC1
-　Board : “M5Stack-Core-ESP32”
-　Partition Scheme : “No OTA (Large APP)”
-　Pord : “dev/cu.wchusbserial52D40039901”
-　Library : schreibfaul1 / ESP32-audioI2S 2.0.4
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Down Load：I2S DAC と同じスケッチです。
.　Web_Radio_of_M5Stack_I2S_DAC.zip を Down Load します。
.　Fileは PDF形式で DL後に Web_Radio_of_M5Stack_I2S_DAC.zip に変更し解凍します。
.　SD-Uopdate, LovyanLauncher で使用できる bin file も含まれています。

.　Library：ESP32-audioI2S

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MAX98357A I2S DAC Amplifier Module：
_ 電源(VIN)は 2.5 〜 5.5Vdc 。 IC Model No：AKKBD0 。
_ MAX98537A pdf (japan) MAX98537A pdf (en)。
_ Adafruit MAX98357 I2S Class-D Mono Amp。(Schematic)
Specs:
_ Output Power: 3.2W at 4Ω,10% THD,1.8W at 8Ω,10% THD,with 5V supply
_ PSRR: 77 dB typ @ 1KHz
_ I2S sample rates from 8kHz to 96kHz
_ No MCLK required
_ Click + Pop reduction
_ Five pin-selectable gains: 3dB, 6dB, 9dB(open), 12dB, 15dB
_ Excellent click-and-pop suppression
_ Thermal shutdown protection

配線：
MAX98357A：５本 ( LRC, BCLK, DIN, GND, VIN )

MAX98357A	LRC	BCLK	DIN	GAIN	SD	GND	VIN
M-BUS	25	26	22	open	open	GND	5V

SPEAKER：8Ω 2W 40x40mm。 Case thickness：17mm。

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CASE：
.　PROTO_83_UP は MAX98357A を付けます。
.　Speakerは PROTO_83_UP 及び Spacer を使用します。
.　Speakerの厚みに応じて Spacer を入れます。
.　Speakerのサイズに応じて REAR_COVER に丸い穴を空けます。

PROTO_83_UP (8.3mm thickness)	Spacer 4mm

REAR_COVER_2Screw_UP	REAR_COVER_4Screw_UP

_ CAD Data Down Load：
.　Web_Radio_cad_data.zip を Down Load します。
.　Fileは PDF形式で DL後に Web_Radio_cad_data.zip に変更し解凍します。
.　
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以後は、PCM5102A I2S DAC のブログと同じ内容になります。
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ノイズ対策：M5Stackの改修。
_ 理由：I2S は M5Stack の GPIO-25 を使用します。
_　GPIO-25 にはアンプとSpeakerが接続されており I2S信号でノイズがでます。
_ 対策：M5Stack基板上の T1 端子をハンダ付けでShort します。
_　Speaker Amp の電源が遮断されノイズが無くなります。

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Arduino IDE 開発条件と方法：
_ 1. Additional Boards Manager URLs：ESP32 Stable version
_ 2. Boards Manager：ESP32 by Espresso Systems version 1.0.6
_ 3. Board Selection : M5Stack-Core-ESP32
_　の設定を行ないます。

条件：
1. Aduino IDE Additional Boards Manager URLs に以下のStable verを追加します。
.
. https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

2. Arduino IDE Boards Manager 設定：
_　Boards Managerを選択し ESP32 で検索。
_　ESP32 by Espresso Systems version 1.06 にします。( Mar 26, 2021)
_　

3. Arduino IDE 設定：
_　Board Selection : M5Stack-Core-ESP32
..

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Library：ESP32-audioI2S：文書発声機能。
_　ESP32-audioI2S の Audio.cpp には文書発声機能が内蔵されています。
_　https://translate.google.com.vn/translate_tts に WiFi接続し音声合成をする機能。
_　ここ機能により PCM5102A , UDA1334A I2S DAC , MAX98357A I2S DAC Ampから
_　音声を出す事が出来ます。
_　日本語、英語等ができます。
_　例：audio.connecttospeech(“こんにちは”, “ja”)
_　例：audio.connecttospeech(“Hello”, “en”)
_　例：audio.connecttospeech(“Wenn die Hunde schlafen”, “de”);
_　例：audio.connecttospeech(“Este é um exemplo de síntese de
_　　　　　　　　voz usando esp 32”, “pt”);
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SPEAKER EXPANSION TYPE：
_　M-BUSが横に配置されスピーカの取り付け取り外しが簡単に出来ます。
_　M5Stack側は Make an M5Stack case. Part 1 を参照ください。
_　ケース：Thingivers：M5Stack Extension Module by macsbug を参照ください。

費用：1000円。( Without M5Stack )

No.	Nomen	Price
1	MAX98357 I2S 3W Dac Amplifire Module	264円
2	M-BUS PCB	100円
3	Speaker 42x42mm 8Ω 2W ( aitendo )	308円
4	Other(Case,Screw,Connector)	328円
–	Total	1000円

.
配線：
MAX98357A：５本 ( VIN, GND, DIN, BCLK, LRC )

MAX98357A	VIN	GND	SD	GAIN	DIN	BCLK	LRC
M-BUS	5V	GND	open	open	22	26	25

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🔴 追記：2022.08.10
M5Stack の ButtonA が勝手に動作する原因と対策。
原因は ESP32チップのバグです。
対策：( 回避策 )
_ Arduino IDE：Setup() , WiFi.begin(); の直後に
_ WiFi.setSleep(false); を記載します。

void setup(){
  WiFi.begin();
  WiFi.setSleep(false);
}

参考：
ButtonA on M5Stack does not work properly
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感想：
1. スケッチは UDA1334A I2S DAC , PCM5102A I2S DAC の記事と同じです。
_　詳しくは上記を参照下さい。同じ内容の為、スケッチのリストは省略します。
2. M5Stackとスピーカーが１つになり、手の平に乗る姿は手軽で可愛いです。
3. 他の方法で Stereo にもなりますがシンプルに Mono としました。
4. M5Stack内蔵のスピーカーより遥かに音質よく聞きやすいです。
5. スピーカーのサイズは音質に直結します。今回は 40mm と 42mm を使用。
6. MAX98357A GAIN端子は Open(9dB)で Volumeの大きさは I2S DACと同じです。
7. MAX98357A Current：Spec では 8ohm で 220mA。
8. USB Current：USB 5V の電流は実測で約100〜150mA。
9. M5Stackを積み重ねる最大の厚みはネジの長さで決まります。結果、奥行きは50mmまでです。
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M5Stack , Web Radio , MAX98357A , I2S DAC Amplifier , Speaker , ESP32-audioI2S ,
BUILT-IN SPEAKER TYPE , SPEAKER EXPANSION TYPE , Expansion ,

Written by macsbug

4月 16, 2021 @ 7:44 am

カテゴリー: M5STACK

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