Устройство Voicebox FX от Adafruit — весёлый и подробно задокументированный проект, который заодно выполняет ещё одну полезную функцию: служит отличным справочным дизайном для работы со звуком на CircuitPython с использованием компонентов с интерфейсом I2S. С ним однозначно стоит ознакомиться, если у вас есть проект, затрагивающий что-то из перечисленного, — или если просто хочется расшевелить пару идей.
I2S (Inter-IC Sound) — протокол, созданный именно для передачи цифрового звука между компонентами. Это относительно простой интерфейс, который при этом совершенно не привередлив к тому, действительно ли по нему идёт звук, — а такая особенность неоднократно приводила к весьма нетривиальным способам его применения.
Voicebox FX использует микрофон и усилитель с интерфейсом I2S, а также микроконтроллер RP2350: устройство записывает и воспроизводит звук, а заодно предлагает набор эффектов, управляемых физическими органами. Всё это упаковано в аккуратный корпус, напечатанный на 3D-принтере, — и, оставаясь превосходным справочным дизайном, устройство выглядит вполне самостоятельной забавной игрушкой.
Отдельно стоит пояснить, почему связка I2S и микроконтроллера так удобна. Аналоговый тракт на плате требует внимания к разводке, экранированию и питанию: любая наводка немедленно слышна как фон или шипение. Цифровая передача по I2S переносит преобразование прямо в микрофон и в усилитель, так что по плате идут уже помехоустойчивые цифровые сигналы. Для самодельного устройства это радикально снижает порог входа: приличный звук получается без опыта в схемотехнике аналоговых цепей.
Плюс сам CircuitPython существенно упрощает эксперименты: обработка звука пишется на Python и правится прямо на устройстве, без цикла компиляции и прошивки. За это, разумеется, приходится платить производительностью, поэтому сложную обработку в реальном времени такой подход не потянет, — но для эффектов уровня питч-шифта, задержки и реверберации возможностей RP2350 достаточно.
Работу устройства и разбор конструкции можно посмотреть в видео ниже.
