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HIOS BTDAC — Receptor Bluetooth + DAC PCM5102

Receptor de audio **Bluetooth A2DP** de alta fidelidad con control por **BLE**: recibe música (A2DP) y la saca por un DAC PCM5102 (SNR 112dB), mientras un canal BLE simultáneo lo controla desde la app Android sin cortar el audio. HW **rev 2.0** · firmware/app **v0.5**.
HIOS_BTDAC_Soldering_Guide.pdf
HIOS BTDAC — Receptor Bluetooth + DAC PCM5102 - 1
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The Moment

"The moment clear sound came out instead of noise was incredible. After 3 days of debugging, it finally worked. I screamed "YES!" at 2am."

It took me 2 weeks to get I2S working correctly. The first attempt had no audio. The second had so much noise it was unusable. On the third one, I finally understood how to configure the pins.

HIOS BTDAC — Receptor Bluetooth + DAC PCM5102

Receptor de audio Bluetooth A2DP de alta fidelidad con control por BLE: recibe música (A2DP) y la saca por un DAC PCM5102 (SNR 112dB), mientras un canal BLE simultáneo lo controla desde la app Android sin cortar el audio. HW rev 2.0 · firmware/app v0.5.

Quick Start

Firmware (ESP32):
cd projects/btdac
pio run -t upload             # compilar y flashear (PlatformIO, partición min_spiffs)
pio device monitor -b 115200  # logs de conexión y comandos
La primera vez baja las libs de Dual Mode (A2DP + BLE).
App Android (control): abrí android/ en Android Studio, o ./gradlew installDebug (JDK 17+). Detalle en android/README.md.

¿Qué es?

El BTDAC v2 es Dual Mode:
  1. Audio Sink (Classic BT): recibe A2DP estéreo 44.1kHz/16-bit → PCM5102 → salida de línea.
  2. Smart Control (BLE): canal GATT simultáneo para manejarlo desde la app sin interrumpir la música. Incluye un generador de tonos por software (seno inyectado al buffer I2S) para pruebas.

Cableado

Hoja verificada contra el firmware: guía /pinouts/btdac (se auto-verifica contra src/HIOS_BTDAC.ino en cada npm run test:wiring). Resumen:
BusESP32A
I2S BCKGPIO27PCM5102 BCK
I2S LRCKGPIO14PCM5102 LRCK
I2S DINGPIO13PCM5102 DIN
—GNDPCM5102 SCK → GND (activa el PLL interno; el pin 3.3V del módulo queda sin conectar)
LED R/G/BGPIO4 / GPIO16 / GPIO17KY-009, cada color por 330Ω, cátodo común a GND
5V / GNDVIN / GNDdel LM2596 (buck a 5.0V)
Jumpers del PCM5102 (atrás): FLT=L · DEMP=L · XSMT=H · FMT=L. XSMT=H es obligatorio — en L el DAC queda muteado (silencio).
GPIO a evitar en el WROOM-32: 0 / 2 / 12 / 15 (strapping/boot) y 6–11 (flash SPI interno — no usar).
LED de estado (KY-009): barrido R→G→B al arrancar (self-test) y verde fijo = conectado; el firmware también señaliza conectando/reproduciendo/error por color (ver src/HIOS_BTDAC.ino para el mapa exacto). El monitor de batería es HW v2, todavía no.

Hardware (BOM)

Batería 2S, salida de línea:
ComponenteFunciónSpecs clave
ESP32-WROOM-32 DevKit (38 pines)MCU + BT/BLE/WiFidual-core, BT 4.2, 4MB flash
PCM5102 (LAB1)DAC I2STI PCM5102A, SNR 112dB, salida 2.1V RMS, PLL interno (SCK→GND)
LM2596S c/displayBuck 5.0V1.25–37V ajust., ~3A c/disipador, ~95%
KY-009LED RGB de estadocátodo común, sin R integradas (van 3× 330Ω)
Cargador BMS 2S USB-Ccarga + protección8.4V full, 2.2A carga, entrada 5V/4A
2× 18650 (serie/2S)batería7.4V nom → 8.4V full, >12h autonomía
⚠️ El portapilas es serie (2S): si conseguís uno paralelo (el SKU común), hay que modificarlo a serie. El pack es 7.4V nominal, no 3.7V.

Armado (el orden importa)

Herramientas: soldador punta fina, estaño 60/40, multímetro, pinzas, pelacables.
  1. Energía primero. Baterías → BMS 2S (B+/B−, y BM al punto medio entre celdas) → LM2596. Ajustá el buck a 5.0V con el multímetro. NO conectes nada más hasta tener 5V estables.
  2. PCM5102: seteá los jumpers (FLT/DEMP/FMT=L, XSMT=H) y puenteá SCK→GND.
  3. ESP32: VIN←5V, GND común. Probá que arranca por USB.
  4. I2S: GPIO27→BCK, GPIO14→LRCK, GPIO13→DIN (cables cortos, <10cm).
  5. LED KY-009: GPIO4/16/17 → 330Ω → R/G/B; cátodo → GND.
  6. Alimentá el PCM5102: VIN←5V, GND, SCK→GND.
Desacople (baja ruido de audio): 100µF + 100nF cerca del VIN del ESP32; 10µF + 100nF cerca del VIN del PCM5102.
Antes de encender: continuidad de GND (0Ω entre todas las masas), sin corto 5V↔GND (∞), buck a 5.0V ±0.1. Fotos en pics/build/ y pics/modules/.

Protocolo de control (BLE)

Servicio GATT propio:
  • Service UUID: 4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b
  • Char UUID: beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8
ComandoEjemploQué hace
tone:FREQtone:1000genera un seno de esa frecuencia por ~2s (prueba de audio)
vol: / eq: todavía no existen en el firmware (roadmap). Detalle de la app en android/README.md.

Troubleshooting (audio)

Síntoma típico: BT conecta y el LED anda, pero se escucha fritura/ruido, no música. Casi siempre es el PCM5102:
  1. Test aislado: flasheá tests/HIOS_BTDAC_minimal_test.ino (usa los mismos pines 27/14/13 que el firmware). Si suena → el problema estaba en la config I2S del firmware completo; si no → es hardware/cableado.
  2. SCK→GND: sin eso el DAC no genera su clock. Medí continuidad SCK↔GND (~0Ω).
  3. XSMT=H: en L el DAC está muteado.
  4. I2S: continuidad 27→BCK, 14→LRCK, 13→DIN (~0Ω). Con BT conectado esos pines deben medir ~1.5V DC oscilando (0V = no transmite; 3.3V fijo = mala config).
  5. Cables I2S <10cm y GND común (ESP32 y PCM5102 unidos).
  6. VIN 5V estable al reproducir (si cae, el buck no da corriente).
Refs: ESP32-A2DP wiki · PCM5102 datasheet.

Estado

Fase 2 (Smart Audio) — arquitectura híbrida funcional:
  • Firmware Dual Mode (A2DP + BLE simultáneos)
  • App Android (scan + connect + tonos)
  • Generador de tonos remoto
  • Monitor de batería (HW v2) · Ecualizador DSP · WiFi Hi-Res (FLAC/DLNA) · OTA desde la app

Licencia

Open Hardware — usá, modificá y compartí libremente · openhios.dev/projects/btdac
HIOS BTDAC — HI Open Systems

Specifications

AudioBluetooth A2DP, 16-bit 44.1kHz
DACPCM5102A, 112dB SNR
Battery7.4V 7000mAh (2x18650)
Autonomy12+ hours
OutputLine level, Jack 3.5mm
Consumption~130mA BT active

Bill of Materials (BOM)

ComponenteCant.PrecioNotas
ESP32 DevKit 38-pin1$12Bluetooth + WiFi
PCM5102 DAC Module1$1024-bit, 112dB SNR
BMS 2S USB-C1$6Charging and protection
DC-DC LM25961$3Step-down to 5V
18650 Battery 3500mAh2$12Li-Ion, good quality
LED RGB KY-0091$2Status indicator
Resistor 330Ω3$1For LED
Cables, connectors, PCB1$5Misc
Approximate Total$65 USDShipping not included
Coming Soon
Headphone Amp NE5532
Resistive divider battery measurement
BLE Android App
WiFi streaming mode
YouTube/Spotify integration
BLE Volume control
Wear OS / Garmin integration
What Works
  • Bluetooth A2DP — stable connection
  • 24-bit Audio — surprising quality
  • Battery 12+ hours — tested
  • RGB Status LED
  • Serial Monitor with metadata
What Needs Improvement
  • Case — functional but basic
  • No physical volume control
  • Sometimes takes 2 attempts to pair
Resources & Tutorials
ESP32-A2DP Library
PCM5102 Datasheet
Phil's Lab (YouTube)
Andreas Spiess (YouTube)
Random Nerd Tutorials

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