這是一款基于ESP32的對講機。它使用UDP廣播或ESP-NOW傳輸音頻。

硬件部件

Adafruit I2S 3W D類放大器突破-MAX98357A × 1個

I2S MEMS麥克風突破無聊× 1個

通用4ohm或8ohm揚聲器 × 1個

通用ESP32開發板× 1個

按鈕開關（可選）× 1個

描述

我們使用ESP32制作了一個Walkie-Talkie。音頻數據通過UDP廣播或ESP-NOW傳輸。因此，對講機甚至可以在沒有WiFi網絡的情況下工作！我以I2S麥克風和I2S放大器為基礎-只需稍作改動，它就可以與模擬麥克風和頭戴式耳機同樣工作。

細節

下方錄像帶，概述了該項目詳情。

您可以在以下位置訪問Fusion360項目：https ：//a360.co/2PXgAUS-因此，如果需要，可以隨時打印自己的版本。

對于視頻中的麥克風，我使用的是我自己的ICS-43434麥克風板，但它可以與INMP441麥克風板同樣良好地工作。

這兩個都是直接與ESP32交互的I2S麥克風。

I2S 3W放大器板來自Adafruit，并為揚聲器供電。這也直接與ESP32交互。對于ESP32開發板，我使用的是TinyPICO，但是可以使用任何通用開發板，因為我們在此項目中未使用任何特殊功能。

我使用的是定制PCB-（由PCBWay的優秀人才制作），與往常一樣，他們做得很好，而且我對這些板的外觀感到非常滿意。我有很多音頻項目，能夠將所有東西連接在一起而不用擔心電線到處都是很好，這真是太好了。我所做的僅有的一點遺漏是不會斷開其余的GPIO引腳-因此，我認為我將盡快開發該板的版本2。

這是指向EasyEDA上的原理圖和PCB 的鏈接，如果需要，可以直接從PCBWay訂購該板的鏈接。

話雖如此，您實際上不需要PCB，您可以輕松地將所有東西連接到面包板上，而這正是我制作原型時所做的。

原理圖非常簡單-麥克風和揚聲器都使用I2S板，這使它們與ESP32的接線非常簡單。

當然，您可以修改代碼以將內置ADC用于輸入，將內置DAC用于輸出。如果要使用模擬麥克風板和耳機插孔進行輸出，則非常方便。

我在板上添加了一些額外的電路，以為麥克風創建干凈的電源。如果您觀看了我以前的一些視頻，那么您會想起來，使用WiFi時，我們在麥克風上會聽到很多噪音。

為解決此噪聲問題，我們通過從電池直接饋電為麥克風創建干凈的3.3v電源，我們使用LC濾波器對其進行濾波，然后將其傳遞至低壓降穩壓器。這為我們提供了一個非常好的，干凈的麥克風電源，從而消除了很多噪音問題。

所有的代碼都在GitHub上-它應該是不言自明的，但是我將在這里給出高層次的概述。

這個項目的主要挑戰是如何將音頻從一個對講機廣播到所有其他對講機。

我已經以兩種不同的方式實現了這一點。您可以使用簡單的哈希定義輕松地在代碼之間切換。

第一種方法是使用UDP廣播。UDP廣播是一種非常簡單的機制。您將UDP數據包發送到一個特殊的IP地址，并且您的路由器將該數據包廣播到網絡上的所有其他設備。

我們可以安全地在UDP數據包中發送多達1436個字節，因此，如果我們以16KHz采樣并使用大約90ms音頻數據的8位采樣。因此，我們需要每秒發送大約11個數據包。這完全在ESP32的功能范圍內。

使用廣播UDP的最大優點是，我們不需要了解對等方，我們只需廣播一條消息，任何正在監聽它的人都會收到它。我們也不需要所有都連接到的集中式服務器。所有繁重的工作都由路由器完成。

但是，我們應該意識到UDP的一些缺點：

UDP數據包的傳遞僅是最大的努力-無法保證有人會收到您發送的數據包。

也無法保證數據包的順序-有人可能會完全隨機地接收您發送的數據包。

對于這個項目，我選擇忽略這兩個問題。對于廣播數據包，我們通常會停留在同一網絡中，因此我們可能不會丟失太多數據包，并且我們的數據包也可能會以正確的順序出現。如果他們不這樣做，那么我們只會在音頻上產生一點噪音和失真。

UDP廣播的另一個主要優點是您可以在臺式計算機或電話上接收數據包-因此創建不基于ESP32的其他客戶端非常容易。

我實現傳輸的第二種方法是使用ESP-NOW。ESP-NOW是Esppresif開發的協議，它使多個ESP設備無需WiFi即可相互通信。

這給我們提供了一個比UDP選項更大的優勢，因為我們不需要WiFi網絡就可以使Walkie-Talkie正常工作。ESP-NOW的缺點是它具有250字節的小得多的數據包大小。這意味著我們需要每秒發送64次數據包。我們還具有與UDP相同的缺點-盡最大努力發送數據包，并且不能保證數據包將以什么順序到達。

但是，在我的測試中，它的表現還算不錯。運輸問題解決后，我們只需要掛接所有物品即可。我們有I2S輸入-它從麥克風讀取樣本并將它們傳遞到我們的運輸工具。一旦傳輸積累了足夠的數據以填充數據包，它將通過UDP或ESP-NOW發送數據。

另一方面，我們有相同的傳輸監聽數據包。每次接收到數據包時，它都會通過我們的I2S輸出將數據排隊等待播放。I2S輸出只是將采樣輸出到I2S放大器。

為了允許數據包花費更長的時間到達，我們在傳輸和I2S輸出之間有一個緩沖區。在開始播放樣本之前，我們花了少量時間-這給了我們一些空閑時間以允許數據包抖動。確實要付出一些音頻延遲的代價-考慮到所有因素，音頻在制作后大約半秒鐘就會播放。

總而言之，盡管該項目可行。質量并不令人驚奇，但是對于一個業余項目來說肯定足夠了。

與往常一樣，代碼全部在GitHub上。讓我知道您在評論中的想法。如果您有任何改進，請打開請求。

可以看一下的一些想法：

壓縮音頻以減少帶寬。

自動增益控制

消除回聲

如上分享可能還有很多不完善，請隨時留言交流~

附：

源代碼：https://github.com/atomic14/esp32-walkie-talkie

原理圖：

責任編輯:pj