Подключение DFPlayer Mini к ESP32 и управление по WiFi
Введение
Не так давно в статье Обзор MP3 модуля DFPlayer Mini мы подробно изучили модуль DFPlayer Mini, разобрав все его функции и возможности. Данный модуль, представляющий собой компактный аудио плеер, выполняющий воспроизведение файлов форматов MP3 и WAV с microSD-карты, поразил нас своей функциональностью и простотой использования.
Но теория - это только первый шаг. Сегодня мы двигаемся дальше, применяя полученные знания на практике. Цель сегодняшней статьи - подключение DFPlayer Mini к ESP32, мощному и гибкому модулю с Wi-Fi и Bluetooth, и управление им через веб-интерфейс микроконтроллера.
Перед нами стоит интересная задача: создание беспроводной аудио системы, управляемой прямо с вашего смартфона или компьютера. Приступим!
Необходимые материалы и инструменты
В процессе работы над проектом подключения DFPlayer Mini к ESP32 и его управления через Wi-Fi, вам потребуются определенные материалы и инструменты. Их конкретный перечень будет зависеть от специфики вашей системы, однако ниже представлен общий список, который может оказаться полезным.
Материалы:
- ESP32
- DFPlayer Mini
- microSD карта
- Питание: подходящий источник питания для модулей. 5В 0.5А вполне хватает, но лучше все же 1А
- Провода: для подключения компонентов между собой.
- Динамик 3Вт 4Ом
Инструменты:
- Паяльник и припой: для подключения проводов к модулям и их закрепления.
- Программное обеспечение: Arduino IDE версии 1.8.x Или 2.х для программирования ESP32 и создания веб-интерфейса.
Схема подключения
Соедините компоненты по схеме:
- DFPlayer RX -> ESP32 gpio16(TX2)
- DFPlayer TX -> ESP32 gpio17(RX2)
- DFPlayer VCC -> ESP32 3V3
- DFPlayer GND -> ESP32 GND
- DFPlayer SPK1 ->Динамик +
- DFPlayer SPK2 -> Динамик -
- ESP32 VIN -> Источник питания 5В +
- ESP32 GND -> Источник питания 5В -
Написание программы
Перед написанием программы следует определиться какую функциональность мы хотим реализовать. Определится со структурой и какие компоненты в нее будут включены.
Задачи, функционал и структура программы
Главная задача программы - это управление модулем DFPlayer Mini по WiFi с помощью ESP32 через веб интерфейс. Следовательно, нам необходимо реализовать следующий функционал:
- Подключение ESP32 к вашей локальной сети по WiFi, либо поднятие на микроконтроллере точки доступа для удаленного управления
- Поднятие на ESP32 веб сервера с пользовательским интерфейсом для управления через браузер компьютера или смартфона
- Взаимодействие ESP32 с модулем DFPlayer Mini через последовательный интерфейс для отправки команд и получения обратной связи
- Функции преобразования http запросов веб сервера в набор команд для DFPlayer Mini и вывода ответов модуля в веб интерфейс
Исходя из этого, нам необходимо реализовать следующую структуру:
- Функцию подключения к локальной WiFi сети и/или создания точки доступа, если подключение невозможно
- Функцию инициализации и создания веб сервера
- Функцию вывода пользовательского интерфейса в браузере при обращении к серверу через веб интерфейс
- Функцию отправки и обработки http запросов веб сервера после изменения каких либо параметров в веб интерфейсе
- Функцию формирования и отправки команд DFPlayer Mini через последовательный порт
- Функцию для вывода отладочных сообщений в консоль, для отслеживания правильности выполнения поставленных задач
После того, как мы определились с функционалом будущей программы и ее структурой, можно приступать к реализации.
Подключение к WiFi и создание веб интерфейса
Для реализации нам будет достаточно функционала стандартной библиотеки ядра ESP32 WiFi.h
Подключим необходимую библиотеку и укажем несколько параметров для инициализации
#include <WiFi.h>
// введите ssid и пароль вашей точки доступа
const char* ssid = "ssid5"; // SSID
const char* password = "pass"; //пароль
//Укажите параметры для создания точки доступа на ESP32 если подключение к внешней точке доступа невозможно
const char* apssid = "ESP32_DFPlayer";//SSID
const char* appassword = "12345678"; //AP пароль. Не меньше 8 символов
WiFiServer server(80);//укажем порт для подключения к веб серверу
В функции Setup(), используя наши учетные данные, подключимся к локальной сети по WiFi, либо создадим свою точку доступа если подключение невозможно. Также запустим веб сервер.
Serial.begin(115200); //запускаем серийный порт для вывода отладочных сообщений
delay(10);
WiFi.mode(WIFI_AP_STA); //Режим работы wifi. Одновременно и точка доступа и клиент
WiFi.begin(ssid, password); //Подключение к wiFi
Serial.println("");
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
long int StartTime=millis();
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
if ((StartTime+10000) < millis()) break;
}
Serial.println("");
Serial.println("STAIP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
{
WiFi.softAP((WiFi.localIP().toString()+"_"+(String)apssid).c_str(), appassword);
}
else
WiFi.softAP(apssid, appassword);
Serial.println("");
Serial.println("APIP address: ");
Serial.println(WiFi.softAPIP());
server.begin(); //Запуск сервера
И, наконец, в функции loop напишем код для вывода веб интерфейса в браузер при запросе к серверу. Заодно добавим вызов нескольких функций для обработки изменений в веб интерфейсе, код которых напишем чуточку позже.
void loop()
{
//Объявим несколько переменных для хранения ключей команд и полученных ответов
Command="";cmd="";P1="";P2="";P3="";P4="";P5="";P6="";P7="";P8="";P9="";
ReceiveState=0,cmdState=1,strState=1,questionstate=0,equalstate=0,semicolonstate=0;
WiFiClient client = server.available();
if (client)
{
String currentLine = "";
while (client.connected()) //проверяем есть ли подключение по Wifi
{
if (client.available())
{
char c = client.read();
getCommand(c); //Проверяем отправлена ли команда
if (c == '\n')
{
if (currentLine.length() == 0)
{ //создаем форму для отправки команд плееру
Feedback+="?<h2>Управление плеером</h2>";
Feedback+="<form method=\"get\" action=\"\">";
Feedback+="cmd:";
Feedback+="<select name=\"cmd\" id=\"cmd\">";
Feedback+="<option value=\"\"></option>";
Feedback+="<option value=\"play\">Играть(P1)</option>";
Feedback+="<option value=\"next\">Следующий</option>";
Feedback+="<option value=\"previous\">Предыдущий</option>";
Feedback+="<option value=\"pause\">Пауза</option>";
Feedback+="<option value=\"start\">Запуск</option>";
Feedback+="<option value=\"loop\">Повтор(P1)</option>";
Feedback+="<option value=\"volume\">Громкость(P1)</option>";
Feedback+="<option value=\"volumeUp\">Громкость вверх</option>";
Feedback+="<option value=\"volumeDown\">Громкость вниз</option>";
Feedback+="<option value=\"EQ\">EQ(P1=NORMAL,POP,ROCK,JAZZ,CLASSIC,BASS)</option>";
Feedback+="<option value=\"DEVICE\">Источник (P1=U_DISK,SD,AUX,SLEEP,FLASH)</option>";
Feedback+="<option value=\"sleep\">Сон</option>";
Feedback+="<option value=\"reset\">Сброс DFPlayer</option>";
Feedback+="<option value=\"enableDAC\">Активация ЦАП</option>";
Feedback+="<option value=\"disableDAC\">Деактивация ЦАП</option>";
Feedback+="<option value=\"outputSetting\">Усиление сигнала(P1;P2)</option>";
Feedback+="<option value=\"randomAll\">Случайное воспроизведение</option>";
Feedback+="<option value=\"playFolder\">Играть папку(P1;P2)</option>";
Feedback+="<option value=\"enableLoopAll\"vАвтоповтор всего</option>";
Feedback+="<option value=\"disableLoopAll\">Отключить автоповтор всего</option>";
Feedback+="<option value=\"playMp3Folder\">Играть из папки MP3(P1)</option>";
Feedback+="<option value=\"advertise\">Рекламный блок(P1)</option>";
Feedback+="<option value=\"stopAdvertise\">Остановка рекламного блока</option>";
Feedback+="<option value=\"playLargeFolder\">Играть большую папку(P1;P2)</option>";
Feedback+="<option value=\"loopFolder\">Повтор папки(P1)</option>";
Feedback+="<option value=\"enableLoop\">Включить автоповтор</option>";
Feedback+="<option value=\"disableLoop\">Выключить автоповтор</option>";
Feedback+="<option value=\"ip\">IP</option>";
Feedback+="<option value=\"mac\">MAC</option>";
Feedback+="<option value=\"restart\">Перезагрузка ESP</option>";
Feedback+="<option value=\"resetwifi\">Перезапуск Wifi</option>";
Feedback+="</select>";
Feedback+="<br><br>P1:";
Feedback+="<input type=\"text\" name=\"P1\" id=\"P1\" size=\"20\">";
Feedback+="<br><br>P2:";
Feedback+="<input type=\"text\" name=\"P2\" id=\"P2\" size=\"20\">";
Feedback+="<b>><br>";
Feedback+="<input type=\"button\" value=\"Отправить\" onclick=\"location.href='?'+cmd.value+'='+P1.value+';'+P2.value\">";
Feedback+="</form>";
//формируем веб страницу
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Access-Control-Allow-Headers: Origin, X-Requested-With, Content-Type, Accept");
client.println("Access-Control-Allow-Methods: GET,POST,PUT,DELETE,OPTIONS");
client.println("Content-Type: text/html; charset=utf-8");
client.println("Access-Control-Allow-Origin: *");
//client.println("Connection: close");
client.println();
client.println("<!DOCTYPE HTML>");
client.println("<html><head>");
client.println("<meta charset=\"UTF-8\">");
client.println("<meta http-equiv=\"Access-Control-Allow-Origin\" content=\"*\">");
client.println("<meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0\">");
client.println("</head><body>");
client.println("<h1>ESP32 DFPlayer Mini MP3 панель управления</h1>");
client.println("<h2>Краткий справочник по командам</h2><ul>");
client.println("<li>Играть (P1) - параметр P1 номер трека</li>");
client.println("<li>Повтор (P1 - параметр P1 номер трека для повторного воспроизведения</li>");
client.println("<li>Громкость (P1) - установить громкость (0-30)</li>");
client.println("<li>EQ(P1) - установка пресета эквалайзера. 0-NORMAL,1-POP,2-ROCK,3-JAZZ,4-CLASSIC,5-BASS</li>");
client.println("<li>Источник (P1) - установка источника воспроизведения. 0-U_DISK, 1- TF, 3 - AUX, 4- SLEEP, 5 - FLASH</li>");
client.println("<li>Усиление (P1,P2) - P1 = true/false, P2 = 0-31</li>");
client.println("<li>Играть папку(P1;P2) - P1 = Имя папки(1-99); P2 = Имя файла(1-255)</li>");
client.println("<li>Играть из папки MP3(P1) - P1 = имя файла из папки MP3 на SD карте (0-65535)</li>");
client.println("<li>Рекламный блок (P1) - P1 = имя файла рекламного блока из папки ADVERT на SD карте (0-65535)</li>");
client.println("<li>Играть большую папку(P1;P2) - P1 = Имя папки(1-10); P2 = Имя файла(1-1000)</li>");
client.println("<li>Повтор папки(P1) - P1=номер папки для автоповтора всех треков из неё</li></ul>");
client.println("<h2>Ответ модуля</h2>");
client.println(Feedback);//выводим ответ DFPlayer
client.println("</body></html>");
client.println();
Feedback="";
break;
} else {
currentLine = "";
}
}
else if (c != '\r')
{
currentLine += c;
}
if ((currentLine.indexOf("/?")!=-1)&&(currentLine.indexOf(" HTTP")!=-1))
{
if (Command.indexOf("stop")!=-1) {
client.println();
client.println();
client.stop();
}
currentLine="";
Feedback="";
ExecuteCommand(); //отправка команды на выполнение
}
}
}
delay(1);
client.stop();
}
}
На данном этапе мы создали веб интерфейс с формой для ввода команд и справочной информацией по их использованию. Выглядит он так:
Для опроса полей формы и формирования команды модулю DFPlayer Mini напишем функцию getCommand()
void getCommand(char c)
{
if (c=='?') ReceiveState=1;
if ((c==' ')||(c=='\r')||(c=='\n')) ReceiveState=0;
if (ReceiveState==1)
{
Command=Command+String(c);
if (c=='=') cmdState=0;
if (c==';') strState++;
if ((cmdState==1)&&((c!='?')||(questionstate==1))) cmd=cmd+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState==1)&&((c!='=')||(equalstate==1))) P1=P1+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState==2)&&(c!=';')) P2=P2+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState==3)&&(c!=';')) P3=P3+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState==4)&&(c!=';')) P4=P4+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState==5)&&(c!=';')) P5=P5+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState==6)&&(c!=';')) P6=P6+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState==7)&&(c!=';')) P7=P7+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState==8)&&(c!=';')) P8=P8+String(c);
if ((cmdState==0)&&(strState>=9)&&((c!=';')||(semicolonstate==1))) P9=P9+String(c);
if (c=='?') questionstate=1;
if (c=='=') equalstate=1;
if ((strState>=9)&&(c==';')) semicolonstate=1;
}
}
Данная функция формирует строку Command для последующей обработки и отправки DFplayer mini
Самое время перейти к написанию функций взаимодействия с модулем.
Взаимодействие с DFPlayer Mini
Взаимодействовать с модулем мы будем через последовательный интерфейс при помощи библиотеки DFRobotDFPlayerMini.h. Подключаем необходимые библиотеки и объявляем несколько глобальных переменных для хранения команд и ответов модуля. Также добавим функцию вывода отладочной информации о состоянии DFPlayer
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"
#include <HardwareSerial.h>
HardwareSerial mySerial(1); // RX:gpio16 TX:gpio17
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
void printDetail(uint8_t type, int value);
String Feedback="", Command="",cmd="",P1="",P2="",P3="",P4="",P5="",P6="",P7="",P8="",P9="";
byte ReceiveState=0,cmdState=1,strState=1,questionstate=0,equalstate=0,semicolonstate=0;
void printDetail(uint8_t type, int value){
switch (type) {
case TimeOut:
Serial.println(F("Time Out!"));
break;
case WrongStack:
Serial.println(F("Stack Wrong!"));
break;
case DFPlayerCardInserted:
Serial.println(F("Card Inserted!"));
break;
case DFPlayerCardRemoved:
Serial.println(F("Card Removed!"));
break;
case DFPlayerCardOnline:
Serial.println(F("Card Online!"));
break;
case DFPlayerPlayFinished:
Serial.print(F("Number:"));
Serial.print(value);
Serial.println(F(" Play Finished!"));
break;
case DFPlayerError:
Serial.print(F("DFPlayerError:"));
switch (value) {
case Busy:
Serial.println(F("Card not found"));
break;
case Sleeping:
Serial.println(F("Sleeping"));
break;
case SerialWrongStack:
Serial.println(F("Get Wrong Stack"));
break;
case CheckSumNotMatch:
Serial.println(F("Check Sum Not Match"));
break;
case FileIndexOut:
Serial.println(F("File Index Out of Bound"));
break;
case FileMismatch:
Serial.println(F("Cannot Find File"));
break;
case Advertise:
Serial.println(F("In Advertise"));
break;
default:
break;
}
break;
default:
break;
}
}
Добавим в функцию Setup() инициализацию последовательного интерфейса и библиотеки взаимодействия с модулем
void setup()
{
mySerial.begin(9600, SERIAL_8N1, 16, 17);
Serial.println();
Serial.println(F("DFRobotDemo"));
Serial.println(F("Initializing DFPlayer ..."));
if (!myDFPlayer.begin(mySerial)) { //Использовать серийный порт для взаимодействия
Serial.println(F("Unable to begin:"));
Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
}
else {
Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
myDFPlayer.volume(10); //Установка громкости. От 0 до 30
pinMode(2, OUTPUT);
for (int i=0;i<10;i++)
{
digitalWrite(2,LOW);
delay(100);
digitalWrite(2,HIGH);
delay(100);
}
}
...
...
...
}
И, наконец, напишем функцию отправки команд модулю.
void ExecuteCommand()
{
Serial.println("");
//Serial.println("Command: "+Command);
Serial.println("cmd= "+cmd+" ,P1= "+P1+" ,P2= "+P2+" ,P3= "+P3+" ,P4= "+P4+" ,P5= "+P5+" ,P6= "+P6+" ,P7= "+P7+" ,P8= "+P8+" ,P9= "+P9);
Serial.println("");
if (cmd=="your cmd") {
// для собственных команд
// Укажите что должно быть в Feedback="Hello World";
}
else if (cmd=="ip") {
Feedback="AP IP: "+WiFi.softAPIP().toString();
Feedback+=", ";
Feedback+="STA IP: "+WiFi.localIP().toString();
}
else if (cmd=="mac") {
Feedback="STA MAC: "+WiFi.macAddress();
}
else if (cmd=="restart") {
setup();
}
else if (cmd=="resetwifi") {
WiFi.begin(P1.c_str(), P2.c_str());
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(P1);
long int StartTime=millis();
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
if ((StartTime+5000) < millis()) break;
}
Serial.println("");
Serial.println("STAIP: "+WiFi.localIP().toString());
Feedback="STAIP: "+WiFi.localIP().toString();
}
else if (cmd=="volume") { // value = 0 to 30
myDFPlayer.pause();
delay(300);
if (P1.toInt()>30)
P1="30";
else if (P1.toInt()<0)
P1="0";
myDFPlayer.volume(P1.toInt());
delay(300);
myDFPlayer.start();
}
else if (cmd=="volumeUp") {
myDFPlayer.pause();
delay(300);
myDFPlayer.volumeUp();
delay(300);
myDFPlayer.start();
}
else if (cmd=="volumeDown") {
myDFPlayer.pause();
delay(300);
myDFPlayer.volumeDown();
delay(300);
myDFPlayer.start();
}
else if (cmd=="EQ") { //P1 -> NORMAL|POP|ROCK|JAZZ|CLASSIC|BASS
if (P1=="NORMAL")
myDFPlayer.EQ(DFPLAYER_EQ_NORMAL);
else if (P1=="POP")
myDFPlayer.EQ(DFPLAYER_EQ_POP);
else if (P1=="ROCK")
myDFPlayer.EQ(DFPLAYER_EQ_ROCK);
else if (P1=="JAZZ")
myDFPlayer.EQ(DFPLAYER_EQ_JAZZ);
else if (P1=="CLASSIC")
myDFPlayer.EQ(DFPLAYER_EQ_CLASSIC);
else if (P1=="BASS")
myDFPlayer.EQ(DFPLAYER_EQ_BASS);
}
else if (cmd=="DEVICE") { //P1 -> U_DISK|SD|AUX|SLEEP|FLASH
if (P1=="U_DISK")
myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_U_DISK);
else if (P1=="SD")
myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_SD);
else if (P1=="AUX")
myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_AUX);
else if (P1=="SLEEP")
myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_SLEEP);
else if (P1=="FLASH")
myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_FLASH);
}
else if (cmd=="sleep") {
myDFPlayer.sleep();
}
else if (cmd=="reset") {
myDFPlayer.reset();
}
else if (cmd=="enableDAC") {
myDFPlayer.enableDAC();
}
else if (cmd=="disableDAC") {
myDFPlayer.disableDAC();
}
else if (cmd=="outputSetting") { //myDFPlayer.outputSetting(true, 15); //enable the output and set the gain to 15
myDFPlayer.outputSetting(P1.toInt(), P2.toInt());
}
else if (cmd=="next") {
myDFPlayer.next();
}
else if (cmd=="previous") {
myDFPlayer.previous();
}
else if (cmd=="play") {
myDFPlayer.play(P1.toInt());
}
else if (cmd=="loop") {
myDFPlayer.loop(P1.toInt());
}
else if (cmd=="pause") {
myDFPlayer.pause();
}
else if (cmd=="start") {
myDFPlayer.start();
}
else if (cmd=="playFolder") { //myDFPlayer.playFolder(15, 4); //play specific mp3 in SD:/15/004.mp3; Folder Name(1~99); File Name(1~255)
myDFPlayer.playFolder(P1.toInt(), P2.toInt());
}
else if (cmd=="enableLoopAll") {
myDFPlayer.enableLoopAll();
}
else if (cmd=="disableLoopAll") {
myDFPlayer.disableLoopAll();
}
else if (cmd=="playMp3Folder") { //myDFPlayer.playMp3Folder(4); //play specific mp3 in SD:/MP3/0004.mp3; File Name(0~65535)
myDFPlayer.playMp3Folder(P1.toInt());
}
else if (cmd=="advertise") { //myDFPlayer.advertise(3); //advertise specific mp3 in SD:/ADVERT/0003.mp3; File Name(0~65535)
myDFPlayer.advertise(P1.toInt());
}
else if (cmd=="stopAdvertise") {
myDFPlayer.stopAdvertise();
}
else if (cmd=="playLargeFolder") { //myDFPlayer.playLargeFolder(2, 999); //play specific mp3 in SD:/02/004.mp3; Folder Name(1~10); File Name(1~1000)
myDFPlayer.playLargeFolder(P1.toInt(), P2.toInt());
}
else if (cmd=="loopFolder") { //myDFPlayer.loopFolder(5); //loop all mp3 files in folder SD:/05.
myDFPlayer.loopFolder(P1.toInt());
}
else if (cmd=="randomAll") {
myDFPlayer.randomAll();
}
else if (cmd=="enableLoop") {
myDFPlayer.enableLoop();
}
else if (cmd=="disableLoop") {
myDFPlayer.disableLoop();
}
else {
Feedback="Command is not defined";
}
if (Feedback=="") Feedback=Command;
}
Здесь алгоритм весьма простой. После нажатия кнопки Отправить в веб интерфейсе, программа сохраняет значения полей формы в соответствующие глобальные переменные. Значение cmd берётся из свойства активного элемента value раскрывающегося списка формы. p1 и p2 из соответствующих полей формы. Далее значение cmd сравнивается с одним из предопределенных текстовых значений. В случае совпадения вызывается одна из функций библиотеки DFRobotDFPlayerMini.h, подставляя при необходимости параметры P1 и P2.
Тестирование устройства
Для тестов вам необходима sd карта с файловой системой Fat32, с mp3 файлами записанными в определенном формате. Примерный вид того, что у вас должно быть на карте на скриншотах ниже:
Тест устройства смотрите на видео.
Заключение
В рамках данной статьи мы рассмотрели как подключить DFPlayer Mini к ESP32 и управлять им через веб-интерфейс микроконтроллера. Как видите, это оказалось не так уж и сложно. В дальнейшем данный проект можно использовать как основу для более сложных устройств, таких как домофон с автоответчиком или, например сигнализация.
Полный код проекта, как всегда, можно скачать в моем Github репозитории по этой ссылке.
