Adafruit Audio FX Sound Board：音频项目的便捷之选

在电子项目开发中，为项目添加音频效果是一个常见需求。但传统方式要么需要使用Arduino搭配扩展板，要么涉及复杂的编程和芯片操作，对于一些简单项目来说显得过于繁琐。Adafruit Audio FX Sound Board的出现，为解决这一问题提供了一个简单、低成本且易于使用的方案。

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一、概述

Adafruit Audio FX Sound Board是一款无需Arduino或其他微控制器的独立音频触发板。它体积小巧，仅1.9" x 0.85" ，内置2MB或16MB存储，可存储多达15分钟的高质量压缩音频（若使用单声道则可翻倍）。通过内置的大容量存储USB接口，可像使用USB闪存一样轻松将音频文件拖放到板上。支持压缩的Ogg Vorbis文件和未压缩的WAV文件，解码硬件能处理任何比特/采样率以及单声道或立体声，音质出色。

它有11个触发引脚，可连接按钮或开关来触发音频播放，还具备立体声线路输出，可连接各种立体声或有源扬声器。此外，有带耳机插孔和内置D类立体声放大器两种版本可供选择。

二、功能特点

1. 触发效果

• 基本触发（Basic Trigger）：将文件命名为Tnn.WAV或Tnn.OGG，当匹配的触发引脚nn瞬间接地时，音频文件将从头至尾播放一次。
• 按住循环触发（Hold Looping Trigger）：文件命名为TnnHOLDL.WAV或TnnHOLDL.OGG，只有在触发引脚保持低电平时音频才会播放，且会持续循环，直到引脚释放。使用WAV文件可实现更平滑的循环过渡。
• 锁存循环触发（Latching Loop Trigger）：文件命名为TnnLATCH.WAV或TnnLATCH.OGG，按下按钮一次开始循环播放，再次按下则停止。同样，WAV文件更适合实现平滑循环。
• 播放下一个触发（Play Next Trigger）：最多可将10个文件命名为TnnNEXT0.WAV至TnnNEXT9.OGG，每次按下按钮，文件将按顺序依次播放，播放完所有文件后回到第一个文件。
• 随机播放触发（Play Random Trigger）：将文件命名为TnnRAND0.OGG至TnnRAND9.OGG，每次按下按钮，将随机播放其中一个文件，且所有文件至少播放一次后才会重复。

2. 音频输出

• 耳机输出类型：右侧的耳机插孔可连接耳机或有源扬声器，但不能直接驱动8欧姆或4欧姆的扬声器，输出为“实时电平”（约1Vpp），带有直流阻断电容，可连接任何类型的放大器。
• 立体声放大器类型：右侧的D类立体声放大器可连接扬声器，输出为桥接负载（BTL），不要将R + 连接到L + 以及R - 连接到L - ，以免损坏芯片。可驱动8欧姆或4欧姆的扬声器，功率分别可达2.8W（10%失真，4欧姆）和2.2W（1%失真，4欧姆），4欧姆扬声器声音更响亮，5V供电比3V供电声音更大。

三、引脚说明

1. 电源引脚

• Vin：主要的“电池”电源输入引脚，输入电压为3 - 5.5 VDC。
• GND：建议使用此引脚作为电源输入的接地引脚，其他接地引脚可用于信号接地。
• BUS：来自USB连接器的5V电源，可用于为LiPoly电池充电。
• PB：“电源按钮”引脚，用于测试，使用时保持断开。

2. UART引脚

• TX：板的串行输出，3.3V逻辑。
• RX：板的串行输入，添加了电平转换，可使用3 - 5V逻辑。
• UG：UART/GPIO选择引脚，默认拉高为GPIO触发模式，接地并复位板可进入UART模式。

3. 音量触发引脚

两个额外的输入引脚，仅在GPIO触发模式下可用于调节音量。连接按钮至接地，按下按钮时音量将减小或增大，但音量在电源循环或复位时不会保存，重启后需重新设置。

4. 音频输出引脚

若不使用耳机插孔，可将放大器连接到右、左和接地引脚，这些是约30欧姆耳机的线路电平输出，带有输出直流阻断电容，可安全连接到任何类型的放大器。

5. 触发引脚

11个输入引脚，用于触发音频播放。每个引脚都有上拉电阻，使用按钮/开关按下时连接到地即可触发，板内内置去抖逻辑。

6. 其他引脚

• Rst：复位引脚，接地时复位板。
• Act：活动引脚，播放音频文件时变为低电平。
• CS：板载闪存芯片的片选线，制造过程中用于编程芯片，不要连接任何东西。

四、音频文件复制

下载Demo_Tracks.zip文件并解压到计算机上，将Sound Board通过MicroUSB电缆连接到计算机，它将显示为新的USB闪存，无需驱动程序。删除或覆盖原有的测试文件，将新文件复制到新磁盘驱动器中，然后正确弹出磁盘以确保数据完全写入。

五、供电方式

1. USB电源包

这是最简单的供电方式，无需焊接，将板的MicroUSB连接到USB电源包即可。但有些电源包在未立即检测到大量电流时会自动关闭，需要测试才能确定是否适用。

2. 带放大器供电

2x2W放大器版本的Sound Board需要较大电流，使用2 x 4欧姆扬声器时，电流峰值可达2A（实际假设为1A）。建议使用充电良好的电池，如AA或AAA电池，LiPoly电池最小容量为500mAh，若要大声播放建议使用1200mAh或更大容量的电池。

3. 电池组连接Vin + GND引脚

可使用AA或AAA电池组直接连接到Vin和GND引脚，推荐使用3xAA或3xAAA碱性或可充电电池。4xAA或4xAAA电池组需使用可充电电池，以避免过高电压损坏板。将红色电线连接到Vin，黑色电线连接到GND，并牢固焊接。

4. 使用Vin JST连接器

若不想直接焊接电线，可在背面焊接JST PH 2 - 引脚连接器。我们的LiPoly电池和3xAAA开关电池包都带有JST连接器，也可使用自定义电池通过JST电缆连接。

5. 使用LiPoly背包

专为Pro Trinket设计的LiPoly背包也可用于Sound Board，通过额外的长引脚头焊接在USB插孔上，连接到Vin、GND和BUS。背包可插入任何尺寸的LiPoly电池，并通过MicroUSB连接器充电，还可轻松添加开关。

六、音频触发

1. 触发模式

默认模式下，有11个触发引脚（编号0 - 10），每个引脚推荐使用按钮或开关，当引脚接地超过约125毫秒时触发。触发WAV文件约需120ms，触发OGG文件约需200ms。重复播放WAV文件的延迟约为20ms，OGG文件约为120ms。

2. 串行音频控制

若需要更复杂的音频播放，可使用串行音频控制，允许任何具有9600波特TTL UART的微控制器向模块发送命令。以Arduino为例，需下载Adafruit_Soundboard库，连接相应引脚（UG接地、TX连接到5号引脚、RX连接到6号引脚、RST连接到4号引脚），加载示例草图并通过串口控制台进行交互。

七、高级触发

1. 触发顺序

Sound Board按引脚编号顺序检查引脚，若多个引脚同时接地，编号较小的引脚将优先触发。可利用此特性创建背景和前景效果。

2. 基本前景和背景效果

例如，使用Darth Vader音效文件，T10HOLDL.WAV在引脚10接地时循环播放作为背景音，T00RANDx.WAV在引脚0接地时随机播放作为前景音。但长循环背景音可能会导致等待时间过长。

3. 高级背景/前景效果

使用具有常闭（NC）和常开（NO）触点的开关（如DPST开关），将COM引脚接地，常闭连接到引脚10，常开连接到引脚0。按下开关时，背景循环立即停止，前景音立即开始；释放开关后，恢复背景循环。

八、音频文件创建

Sound Board不支持MP3格式，需将音频剪辑转换为OGG或WAV格式。OGG文件压缩后占用空间小，但播放开始有延迟；WAV文件未压缩，音质最高，播放无延迟。可使用在线转换服务（如http://audio.onlineconvert.com/convert - to - ogg）或安装Audacity软件进行转换。

九、音乐存储量

根据音频是否压缩、是立体声还是单声道以及比特率/采样率的不同，2MB和16MB版本的Sound Board可存储不同时长的音乐。例如，16MB版本在单声道22KHz Ogg Vorbis格式下可存储约一小时的压缩音乐。

十、常见问题解答

• 循环轨道在UART模式下不循环：UART模式是完全手动的，只有“按钮模式”才具有“随机/下一个/锁存”行为。
• 难以触发GPIO #9和#10：这两个引脚触发需要更多电流，使用开关应该可以解决。
• 在“播放一次”模式下按住按钮会重复播放：这是正常现象，若想只播放一次，可尝试在音频末尾添加长静音，使用TnnHOLD模式，OGG格式更适合。
• 循环之间没有短延迟：微控制器每次检测到按钮按下时都要遍历整个文件系统，保持文件系统简洁和小，使用WAV格式，优先使用T00插槽可缩短循环延迟。
• 板首次通电时有尖锐的爆裂声：这是正常现象，板未包含防爆裂电路。
• 在计算机上不显示为驱动器：检查USB电缆是否支持数据传输，或尝试更换电缆；某些计算机首次识别驱动器时可能较慢；确保MicroUSB端口附近的绿色LED亮起，红色LED不亮。
• 触发引脚时无法播放音频：不能同时将板用作USB存储设备和播放音频，只能使用电池或仅供电的USB端口；触发引脚时应看到红色LED闪烁；确保CS和UG引脚未连接任何东西；尝试使用我们提供的音频文件下载，文件应放在USB驱动器的根目录。
• ADAFRUITSFX文件夹可用空间未显示满容量：某些操作系统会添加隐藏文件，占用空间，可在操作系统中开启“显示隐藏文件”查看。

Adafruit Audio FX Sound Board以其简单易用、功能丰富的特点，为电子工程师在音频项目开发中提供了一个理想的选择。无论是制作道具、服装、玩具还是其他小型便携式项目，都能轻松实现音频效果的添加。你在使用Adafruit Audio FX Sound Board过程中遇到过哪些有趣的问题或有什么独特的应用案例呢？欢迎在评论区分享！