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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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Il Momento

"Il momento in cui è uscito un suono pulito al posto del rumore è stato incredibile. Dopo 3 giorni di debugging, alla fine ha funzionato. Ho urlato "SÌ!" alle 2 di notte."

Ci ho messo 2 settimane per far funzionare l'I2S come si deve. Al primo tentativo non c'era audio. Al secondo c'era così tanto rumore da renderlo inutilizzabile. Al terzo, ho finalmente capito come configurare i pin.

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

Specifiche

AudioBluetooth A2DP, 16-bit 44.1kHz
DACPCM5102A, 112dB SNR
Batteria7.4V 7000mAh (2x18650)
Autonomia12+ ore
UscitaLine level, Jack 3.5mm
Consumo~130mA BT attivo

Distinta base (BOM)

ComponenteCant.PrecioNotas
ESP32 DevKit 38-pin1$12Bluetooth + WiFi
PCM5102 DAC Module1$1024-bit, 112dB SNR
BMS 2S USB-C1$6Carica e protezione
DC-DC LM25961$3Step-down a 5V
18650 Battery 3500mAh2$12Li-Ion, buona qualità
LED RGB KY-0091$2Indicatore di stato
Resistor 330Ω3$1Per il LED
Cables, connectors, PCB1$5Varie
Totale Approssimativo$65 USDSpedizione esclusa
Prossimamente
Ampli per cuffie NE5532
Misura batteria con partitore resistivo
App Android BLE
Modalità streaming WiFi
Integrazione YouTube/Spotify
Controllo volume via BLE
Integrazione Wear OS / Garmin
Cosa funziona
  • Bluetooth A2DP — connessione stabile
  • Audio 24-bit — qualità sorprendente
  • Batteria 12+ ore — testata
  • LED di stato RGB
  • Serial Monitor con metadati
Cosa deve essere migliorato
  • Case — funzionale ma basilare
  • Nessun controllo del volume fisico
  • A volte servono 2 tentativi per l'accoppiamento
Risorse e Tutorial
ESP32-A2DP Library
PCM5102 Datasheet
Phil's Lab (YouTube)
Andreas Spiess (YouTube)
Random Nerd Tutorials

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