In questo post vedremo il progetto completo per la costruzione di uno Shield per il modulo audio WT588D-16P compatibile con Arduino. Questo permette di testare il modulo sia collegato ad Arduino sia in modalità stand alone in quanto sono presenti anche dei tasti di comando.
Il PCB è stato progettato con il programma online EasyEDA, ed è stata realizzata tramite il servizio offerto dal sito JLCPCB.
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| Sito online per creazioni schemi e PCB | Sito produzione PCB |
Indice
Descrizione modulo WT588D
Il modulo WT588D è un circuito integrato di voce riprogrammabile a microcontrollore.
Il suo modo di controllo può essere modificato e i dati scaricati tramite un’interfaccia Flash SPI dal nostro software per PC.
Il software è di facile utilizzo e supporta lo scaricamento online, anche con il chip alimentato. I dati possono essere scaricati alla relativa Flash SPI quindi reimpostato il circuito, la modalità di controllo verrà aggiornata.
I moduli possono essere acquistati per esempio presso il sito www.plexishop.it
Sono prodotti due tipi diversi di modulo: uno a 28 PIN che possiede a bordo l’interfaccia di programmazione e un modulo a 16 Pin che necessita di un modulo di programmazione.
Per altre informazioni vedere questa pagina.
NOTA IMPORTANTE: Sfortunatamente il modulo di interfaccia per la programmazione e relativo programma non sono compatibili con il sistema W10. Per cui occorre utilizzare un PC che abbia un sistema operativo W8.1 o inferiore.
Caratteristiche
- Tensione operativa: 2.8-5.5V;
- Assorbimento a riposo 1uA (tipico); 3uA (max);
- Supporto memoria 2M-32Mbit SPI-Flash;
- Processore audio DSP ad alta velocità;
- Built-in 13 bit / convertitore DA e 12 Bit / uscita PWM;
- Uscita PWM in grado di pilotare direttamente un altoparlante 0.5W – 8 ohm;
- Supporta DAC / PWM;
- Supporta caricamento di WAV formato audio; caricare il supporto 6K-22KHz frequenza di
- Campionamento audio;
- USB download; possibilità di caricare on-line / off-line.
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| PIN | Simbolo | Breve descrizione | Funzione |
|---|---|---|---|
| 1 | RESET | RESET | RESET PIN |
| 2 | PWM+/DAC | PWM+/DAC | PWM+/DAC AUDIO OUTPUT |
| 3 | PWM+/DAC | PWM+/DAC | PWM+/DAC AUDIO OUTPUT |
| 4 | PWM- | PWM- | PWM- AUDIO OUTPUT |
| 5 | P14 | DI | PROGRAMMING INPUT |
| 6 | P13 | DO | PROGRAMMING OUTPUT |
| 7 | P16 | CLK | CLOCK |
| 8 | GND | GND | GROUND |
| 9 | P15 | CS | PROGRAMMING CHIP-SELECT |
| 10 | P03 | K4/CLK/DATA | KEY/THREE-LINE CLOCK/ONE-LINE DATA INPUT |
| 11 | P02 | K3/CS | KEY/THREE-LINE CHIP-SELECT INPUT |
| 12 | P01 | K2/DATA | KEY/THREE-LINE DATA INPUT |
| 13 | P00 | K1 | KEY INPUT |
| 14 | VCC | VCC | MEMORIZER POWER INPUT |
| 15 | BUSY | BUSY | PLAY BUSY SIGNAL OUTPUT |
| 16 | VDD | VDD | DIGITAL POWER INPUT |
Descrizione dello shied per modulo WT588D-16P
Per un più facile utilizzo del modulo WT588D-16P con Arduino si è pensato di realizzare un apposito Shield.
Dopo la sua costruzione vedremo come testare il modulo sia collegato ad Arduino sia in modalità stand alone in quanto sono presenti anche i tasti da K1 a K4.
E’ inoltre presente un connettore per il collegamento diretto di un altoparlante e un connettore per il collegamento di un amplificatore esterno.
Per la programmazione della memoria interna del modulo WT588 è presente il connettore per l’interfaccia SPI. Esiste anche la possibilità di utilizzare il modulo in modalità stand alone in quanto è presente un connettore per l’alimentazione esterna. Due led segnalano la presenza dell’alimentazione e la funzione busy del modulo.
Per maggiori informazioni sul modulo WT588D-16P vedere l’articolo WT588D-16P Voice Play Module 12Bit PWM Output Support WAV Audio Format
Schema elettrico e PCB
Vediamo prima di iniziare la costruzione dello Shield per il modulo WT588D-16P di analizzare lo schema elettrico.
Lo schema e lo stampato sono stati realizzati con il programma free EasyEDA. Il progetto può essere visionato a questo link, per la realizzazione si è utilizzato il servizio di realizzazione fornito da JLCPCB.
Schema della scheda in formato PDF
Il progetto completo può essere scaricato dal mio account presso OSHWLab, utilizzando questo link
Lo schema è formato da 6 sezioni: Sezione alimentazione, sezione Arduino, sezione controllo, sezione modulo audio, sezione uscita amplificatore, sezione interfaccia SPI
Lo schema e il relativo PCB sono stati realizzati con il programma EasyEDA: un servizio per il disegno di circuiti e la loro simulazione, progettazione e produzione di PCB. Provatelo è gratuito!
Sezione controllo Arduino
Il circuito mostra tutti i collegamenti utilizzati per gestire il modulo audio tramite la scheda Arduino compresi quelli di alimentazione e i pulsanti d’interfaccia.
Sezione modulo audio
In questa sezione sono presenti i collegamenti al modulo audio WT588D. Per la sua alimentazione, programmazione e uscita del segnale audio.
Sezione interfaccia programmazione SPI
Rappresenta il connettore per la programmazione del modulo tramite interfaccia SPI (Serial Peripheral Interface)
Sezione alimentazione
Sezione di alimentazione esterna. Tramite il connettore P4, dotato di diodo di protezione D1 con l’inversione di polarità vene alimentato l’integrato U2 (tipo LP2950-3.3) che riduce la tensione al valore di 3,3V necessaria al modulo Audio.
Sezione controllo
In questa sezione sono presenti i tasti di Reset della scheda Arduino e di altri per la gestione del modulo anche senza l’utilizzo di Arduino.
Sezione uscita amplificatore
Il connettore P3 permette di collegare un modulo amplificatore tipo LM386.
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Realizzazione del PCB
Il PCB potrà essere realizzato tramite il servizio offerto dalla JLCPCB, azienda che agisce in sinergia con EasyEDA.
PCB lato TOP
Vista del PCB lato BOTTOM
3D del PCB lato TOP
Foto del PCB realizzato da JLCPCB
Il PCB dello Shield modulo WT588D-16P misura 53 x50 mm circa, è a doppia faccia con fori metallizzati; è stato poi realizzato utilizzando il servizio fornito dal sito JLCPCB, il più grande produttore di prototipi di PCB in Asia, che offre prototipi di PCB a rotazione rapida 24 ore su 24, assemblaggio SMT e produzione affidabile di PCB in piccoli lotti.
Costruzione
L’assemblaggio dello Shield per il modulo WT588D-16P è piuttosto semplice.
Occorreranno però alcuni strumenti :
- Per la saldatura, si utilizzerà un piccolo saldatore a punta fine, della potenza di circa 25 – 30 W.
- Stagno per saldatura ricavato, per esempio, da un rocchetto di stagno per saldatura con filo diametro 1 mm “lead-free” ovvero senza piombo. Lega composta dal 97% di stagno e 3% di rame;
Vedere anche gli articoli:
- Il laboratorio di elettronica – Le attrezzature
- Il laboratorio di elettronica – La strumentazione
- Come eseguire delle buone saldature
- Stazione di saldatura digitale ST50-D 50W.
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Fasi di montaggio
Nelle immagini sotto riportate sono illustrati i pochi passaggi per la realizzazione del Shield modulo WT588D-16P.
Componenti necessari
| Sigla | Descrizione | Quantità |
|---|---|---|
| P1,P4 | Header-Male-2.54_1x2 | 2 |
| P2 | Header-Male-2.54_1x3 | 1 |
| P3 | Header-Female-2.54_1x4 | 1 |
| P5 | Header-Male-2.54_1x7 | 1 |
| Header-Female-2.54_1x6 | 1 | |
| Header-Female-2.54_1x10 | 1 | |
| Header-Female-2.54_1x2 | 2 | |
| R1 | 470Ω 1/4W | 1 |
| R2 | 330Ω 1/4W | 1 |
| R3 | 510Ω 1/4W | 1 |
| PR1 | 500Ω 1/4W | 1 |
| D1 | Diodo 1N4004 | 1 |
| BUSY,PWR | Led 3mm (1 rosso e uno verde) | 2 |
| SW2,SW1,SW3,SW4,SW5 | SWITCH 6x6x5 | 5 |
| C1 | Condensatore poliestere 0.33uF | 1 |
| C2 | Condensatore poliestere 0.1uF | 1 |
| C3 | Condensatore elettrolitico 1uF 100V | 1 |
| C4 | Condensatore poliestere 0,1uF | 1 |
| U1 | Modulo WT588D-16P | 1 |
| U2 | Arduino UNO R3 | 1 |
| U3 | Regolatore di tensione LP2950-3.3 | 1 |
Per il montaggio si inizierà dalla resistenze R1, R2, R3
Proseguendo poi con il diodo D1, nel montaggio occorre che sia orientato secondo l’indicazione presente sul PCB
si prosegue ora con i condensatori C1, C2, C4. Questi non sono del tipo polarizzato, per cui non deve essere rispettato uno specifico orientamento
ora posizioneremo i pulsanti SW1, 2, 3,4 ,5. Il loro posizionamento è possibile solo in un verso.
Ora posizioniamo il regolatore U3 seguendo l’indicazione della serigrafia del PCB
Anche per i due LED occorre posizionarli seguendo l’indicazione riportata sulla serigrafia, per cui prestare attenzione alla tacca riportata sul corpo del LED in corrispondenza del terminale più corto
Posizioniamo ora il trimmer per la regolazione del volume e il condensatore elettrolitico C3.
Quest’ultimo è polarizzato per cui, seguendo la serigrafia, inseriremo il terminale più lungo in corrispondenza del simbolo “+” della serigrafi a
passeremo ora alla saldatura delle pin strip di tipo maschio. Queste saranno da ricavare da strip di solito vedute con 20 o più pin.
si prosegue con la saldatura delle pin strip di tipo femmina per il posizionamento del modulo WT588D-16P. Anche in questo caso si potranno ricavare da strip di solito vedute con 20 o più pin.
Non resta che saldare ora che saldare le pin strip di tipo femmina per il collegamento del nostro shield con la scheda Arduino. Ne serviranno 2 a 8 pin, 1 a 10 pin e 1 a 6 pin. Si dovrà eventuate pareggiare la lunghezza aiutandosi con una tronchesina.
Sotto la foto dello shield terminato e installato sulla scheda Arduino UNO per i test
Test base dello shield
Passiamo ora ad effettuare il test per verificare lo shield, si dovrà a questo punto montare lo shield sulla scheda Arduino, si monterà poi il modulo WT588D-16P precedentemente programmato sul relativo connettore , e si collegherà un altoparlante sui pin SPK.
Per semplificare questa possibilità è disponibile una libreria (che può essere scaricata da questo link) che vi dà il pieno controllo del modulo.
Maggiori informazioni nel post WT588D-16P Voice Play Module
Per esempio il programma mostrato pronuncia i numeri da 1 a 10 e da 10 a 1 (file audio da salvare nella memoria del modulo).
Programma di test
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 |
#include "WT588D.h" // impostare i corretti contatti per il chip WT588D #define WT588D_RST 2 // Pin RST Module "REST" o pin # 1 #define WT588D_CS 4 // Pin CS Module "P02" o pin # 11 #define WT588D_SCL 3 // Pin CLK Module "P03" o pin # 10 #define WT588D_SDA 5 // Pin DATA Module "P01" o pin # 12 #define WT588D_BUSY 8 // Pin Module "LED/BUSY" o pin # 15 //Assegnazione dei pin WT588D myWT588D(WT588D_RST, WT588D_CS, WT588D_SCL, WT588D_SDA, WT588D_BUSY); void setup() { // Inizializzazione del modulo myWT588D.begin(); speakPhrase(12); // Test_modulo_seriale speakPhrase(11); // citazione_adrirobot } void loop() { //Riproduzione dei numeri da 0 a 10 for (int playListNumber = 0; playListNumber < 11; playListNumber ++) { speakPhrase(playListNumber); } //Riproduzione dei numeri da 10 a 0 for (int playListNumber = 10; playListNumber > 0; -- playListNumber) { speakPhrase(playListNumber); } } // Attende che il WT588D abbia terminato di riprodurre il file wav void busy(int pause) { delay(100); while (myWT588D.isBusy() ) { } delay(pause); } // Riproduzione del file wav indicato void speakPhrase(int phrase) { myWT588D.playSound(phrase); busy(0); } |
Altri progetti realizzati con il servizio JLCPCB
LittleBOT – Scheda controllo robot
La scheda di controllo del robot LittleBOT ha le dimensioni di 86 x 58 mm, realizzata con metodo industriale con circuito a doppia faccia fori metallizzati e serigrafia. Sulla scheda sono presenti o collegati:
- Alimentazione con modulo elevatore di tensione DC-DC
- Controller con Arduino Nano
- Controllo motori con Motor Driver 1A Dual TB6612FNG
- Buzzer
- Faro illuminazione
- Sensore di luce con fotocellula
- Sensore di distanza con IR GP2D120
- Connettore servo tipo Hitec HS81
- Sensore di temperatura con LM35
- Bluetooth con HC-05
WTV020-SD Shield
Shield per il modulo audio WTV020-SD. Il modulo permette di riprodurre suoni o voci memorizzate su scheda MicroSD tramite Arduino.
Multi test shield per Arduino
La scheda Multi test shield per Arduino permette di testare la serie di sensori contenuti nella confezione “37 in 1 Sensor Module Board Set” che è venduta da molti siti è possibile utilizzare questo shield compatibile con la scheda Arduino UNO R3 originale e relativi cloni.
In realtà, la scheda, oltre ai sensori presenti nel kit “37 in 1 Sensor Module Board Set” permette di testare altri sensori, servo, etc per un totale di oltre 50 tipi, la presenza di un connettore bus I2C espande ulteriormente la tipologia di dispositivi che lo shield permette.
Sulla scheda è anche presente un connettore per il collegamento di un piccolo display OLED da 0.95″risoluzione 96×64 pixel, 65536 Colori, su di esso potranno essere mostrati dei messaggio o i valori misurati dai sensori
Multi test shield per Wemos D1 mini
Se si possiede una scheda Wemos D1 mini è si vogliono sperimentare vari sensori, come quelli contenuti nella confezione “37 in 1 Sensor Module Board Set” si può utilizzare questo Wemos D1 mini multi test shield.
Sullo shield sono disponibili molti connettori che risultano già opportunamente collegati con le porte digitali o analogiche della scheda Wemos D1 mini, per avere maggiori informazioni su questa scheda leggete l’articolo Modulo WeMos – LOLIN D1 mini.
Sulla scheda è inoltre già presente uno stadio di alimentazione che permette di alimentare il tutto per esempio con una batteria 9V.
Meter shield per Wemos D1
Meter shield per Wemos D1 mini, lo shield una volta collegato alla scheda Wemos D1 Mini o Wemos Pro permette di visualizzare su un piccolo display OLED la misura delle distanza in cm (sensore sonar tipo HC-SR04) che separa il sensore dall’oggetto posto frontalmente al sensore.
Shield per DFPlayer Mini
Shield con modulo DFPlayer Mini, il mini lettore MP3 DFPlayer per Arduino è un modulo MP3 piccolo e conveniente con un’uscita collegabile direttamente all’altoparlante. La sua gestione viene effettuata tramite comandi seriali inviati da Arduino.
Shield per ESP32 DevKIT V1
Progetto del Shield per ESP32 DevKIT V1, questo permette di testare vari dispositivi come: un led , un led RGB a controllo digitale, un fotoresistore, un pulsante.
Sono presenti dei connettori a cui collegare: un display OLED, svariati sensori I2C, e altri a 3 PIN alimentati sia a 3,3 che 5V.
BLE Robot board
Piccola scheda per il controllo per robot, 6×6 cm. Il suo nome è “BLE Robot Board“. Pensata per utilizzare la scheda di controllo BLE-NANO, può anche essere utilizzata con una normate arduino NANO. Il comando con smartphone è effettuato tramite collegamento Bluetooth BLE.
Utilizza un modulo di alimentazione step-down tipo MP1584, un modulo controllo motori con MX1508. È anche presente un connettore per moduli Bluetooth BLE tipo AT-09 o normali HC-05.
