tonberry-pico/README.md

TonBERRY pico

Von TonUINO inspiriert, auf einer moderneren Platform für zusätzliches Features: WLAN und Bluetooth zum Managen der Audiodateien per Handy-App oder Webseite - kein Ausbau der SD-Karte mehr nötig. Aus Sicht des Hörers bleibt die Funktionalität aber die selbe - durch einfaches Auflegen einer RFID-Karte (oder einer Figur mit RFID-Chip) und wenige Tasten zur Lautstärkeregelung kann das Gerät kinderleicht bedient werden.

Dabei soll der Geist des Ursprungsprojekts, dass es ein "einfach" zu bastelndes Projekt auch für Elektronik- und Programmier-Unerfahrene ist erhalten bleiben. Deswegen:

• Zusammenbau aus fertigen Modulen, die mittels 2.54mm-Raster Sockel/Steckleisten zusammengesetzt werden - keine SMD-Lötarbeiten
• Die Software ist größtenteils (bis auf kritische Module wie z.B. den MP3-Dekoder) in MicroPython geschrieben, sodass Anpassungen auch ohne weitergehende Programmierkenntnisse möglich sind
• Die Kombination aus Raspberry Pi Pico W und sonstigen nötigen Modulen sollte nicht nennenswert teurer sein als die Arduino-Module des TonUNIO.

Design

Hardware-Architektur

Zentraler Baustein ist ein Raspberry Pi Pico W. Darauf befinden sich ein RP2040-Controller, der die Steuerung des Geräts übernimmt. Auch die MP3-Player-funktionalität wird vom RP2040 übernommen (es ist kein DFPlayer Mini o.Ä. nötig). Ebenso wird die MicroSD-Karte direkt am RP2040 angeschlossen. Auf dem Raspberry Pi Pico W befindet sich außerdem ein Infineon CYW43439 WLAN (Wifi 4) und Bluetooth-Controller. Dieser wird benutzt um das Steuern und Befüllen des TonBERRY per App zu ermöglichen.

Für das Erkennen der auf die Box aufgelegten RFID-Chips wird der gleiche RC522 RFC Kit benutzt der schon im TonUINO eingesetzt wurde.

Zum Anschließen einer SD-Karte an den Pi Pico wird ein einfache Adapter, z.B. https://www.berrybase.de/sparkfun-microsd-transflash-breakout, benötigt.

Um einen Lautsprecher ansteuern zu können wird ein DAC + Verstärker benötigt. Hierfür scheinen ein Modul wie https://www.berrybase.de/sparkfun-i2s-audio-breakout-max98357a geeignet.

Mit einem Kombimodul wie https://www.berrybase.de/adafruit-audio-add-on-fuer-qt-py-und-xiao können die beiden vorherigen Punkte kombiniert werden.

Software-Architektur

Auf dem RP2040-Controller wird MicroPython eingesetzt. MicroPython zusammen mit dem Raspberry Pi Pico SDK bietet Unterstützung für WLAN und Bluetooth, SD-Karten-zugriff (TODO: Evaluieren).

Ein MP3-Dekoder sowie ein Treiber für den I2S-DAC laufen außerhalb von MicroPython auf dem zweiten Prozessor des RP2040, um die Audioausgabe ohne Aussetzer sicherzustellen. Die Ansteuerung des MP3-Players erfolgt über ein Python-Modul.

TODO: Treiber für RC522 ?

Um die als Webanwendung angebotene Benutzeroberfläche des TonBERRY auszuliefern, sowie um die API die zur Ansteuerung des TonBERRY dient anzubieten wird das microdot web framework eingesetzt.

Die Webanwendung selber ist eine mit (TODO: Javascript, CSS frameworks evaluieren) implementierte Webseite, die modernen Designrichtlinien entspricht und somit sowohl auf Handybildschirmen als auch an Desktop- oder Laptop-PCs benutzbar ist.

Die Kommunikation zwischen der Weboberfläche und dem TonBERRY findet über eine JSON REST API statt. Diese API kann ebenfalls von ggf. in Zukunft entwickelten Apps genutzt werden.