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Neste tutorial veremos como utilizar o MP3 Player Shield  junto com as biblioteca SFEMP3Shield e a SdFat para ler arquivos no formato MP3 armazenados no catão SD e reproduzi-los em uma caixa de som conectada a saída de audio do Shield. Tudo isto sendo controlado por comandos via Serial.

Lista de Materiais

1 x  Arduino Uno Rev 3

1 x MP3 Player Shield

1 x Cartão miniSd

1 x Caixa de som ou fones de ouvido com entrada P2

Bibliotecas

Você vai precisar da biblioteca SFEMP3Shield que implementa os comandos para controle do MP3 Player Shield e da SdFat (inclusa no pacote) para fazer a leitura do cartão de memória.

Abaixo você pode fazer o download das duas bibliotecas usadas no tutorial.

Link para download

O MP3 Player Shield 

Este Shield é baseado no chip VS1053B, fabricado pela  VLSI Solution.

Com este chip você pode decodificar vários formatos de áudio como Ogg Vorbis, MP3, AAC, WMA e MIDI e envia tudo para um amplificador de saída (P2) estéreo de alta qualidade que esta conectado a um DAC de 18bits de resolução.

Ele também pode ser usado como encoder para o formato IMA ADPCM e Ogg Vorbis.

OBS: O MP3 Player Shield não suporta as funções de encoder

Veja mais informações sobre o chip no datasheet. 

Compatibilidade com arquivos de Audio, tag ID3 e Plugins

No capitulo 8 do datasheet, é abordada a compatibilidade dele com diversos arquivos de audio.

No tutorial, utilizamos arquivos comprimidos no formato MP3 (MPEG-1/2 Audio Layer 3) e com bit rate de 192kbps. 

Há também a compatibilidade do chip com as tag ID3 da versão 1.0 ou 1.1, com elas você pode visualizar o Nome da música, Artista e o Álbum apenas utilizando apenas comandos já implementados pela biblioteca. Para alterar a tag ID3 de suas músicas vocês podem utilizar o ID3 Tag Editor.

A VLSI Solutions também disponibiliza patch e plugins que são atualizados constantemente no neste link e você pode adicionar funcionalidades ao firmware do chip carregando estes patchs no cartão SD (A biblioteca traz eles para você).

O Sketch

Fizemos um Sketch baseado no exemplo que vem junto com a biblioteca SFEMP3Shield. Com ele através de comandos enviados via serial você pode controlar as músicas que serão tocadas.

// PLAYER MP3 LAB DE GARAGEM 
// Baseado no exemplo MP3Shield_Library_Demo de Bill Porter e Michael P. Flaga criadores da biblioteca SFEMP3Shield
// Coloque as músicas no SD card para com o nome track00x.mp3 onde x é o numero da música

#include <SPI.h>
#include <SdFat.h>
#include <SFEMP3Shield.h>

SdFat sd;

SFEMP3Shield MP3player;

void setup()
{
  //Variável usada para testar funções durante a programação
  uint8_t resultado;

// Inicializa a Serial
  Serial.begin(115200);

//Inicializando Cartao SD
  if(!sd.begin(SD_SEL, SPI_HALF_SPEED)) sd.initErrorHalt();
  if(!sd.chdir("/")) sd.errorHalt("sd.chdir");

//Inicializando MP3 Shield e checa por erros
  resultado = MP3player.begin();

//Lista de código de Erros de inicialização
  //0 OK
  //1 Falha da SdFat para inicializar o contato físico com o Cartão SD
  //2 Falha SdFat para iniciar o volume do Cartão SD
  //3 Falha SdFat para montar o diretório raiz Cartão SD
  //4 Valores fora do padrão no registrador SCI_MODE.
  //5 Valores divergentes no na leitura do SCI_CLOCKF.
  //6 Plugins não foram carregado. Copie eles para o Cartão SD isto pode causar erros na reprodução

if(resultado != 0)
  {
    Serial.print(F("Codigo de erro: "));
    Serial.print(resultado);
    Serial.println(F(" ao tentar tocar a musica"));
    if( resultado == 6 )
    {
      Serial.println(F("Atencao: Plugins não encontrados."));
      Serial.println(F("Use a opção \"d\" para verificar se eles estão no cartao SD"));
    }
  }
  comandos();
}

void loop()
{
  if(Serial.available())
  {
    menu(Serial.read()); // Pega o comando da Serial e processa com a função menu();
  }
  delay(100);
}

// Função que processa o comando.
void menu(byte opcao)
{
  uint8_t resultado; // Esta variavel vai armazenar o resultado dos funções que vamos usar
  char titulo[30]; // Buffer para armazenas título da musica
  char artista[30]; // Buffer para armazenas nome do Artista
  char album[30]; // Buffer para armazenas nome do Album

Serial.print(F("Comando Recebido: "));
  Serial.write(opcao);
  Serial.println();

//Parar a música que esta tocando
  if(opcao == 's')
  {
    Serial.println(F("Parar reproducao"));
    MP3player.stopTrack();
  }

  //Seleciona a faixa de 1 a 9
  else if(opcao >= '1' && opcao <= '9')
  {
    opcao = opcao - 48; //convertendo ASCII para um numero real
    resultado = MP3player.playTrack(opcao);

  //Lista de código de Erros da função playTrack
  //0 OK
  //1 Ocupado tocando música
  //2 Arquivo não encontrado
  //3 Indica que o Shield MP3 esta resetando

//Verifica esta executando
    if(resultado != 0)
    {
      Serial.print(F("Codigo de Erro: "));
      Serial.print(resultado);
      Serial.println(F(" ao tentar tocar a musica"));
    }
    else
    {
      //Retira a Tag ID3 da música
      MP3player.trackTitle((char*)&titulo);
      MP3player.trackArtist((char*)&artista);
      MP3player.trackAlbum((char*)&album);

//Imprime as informações na Serial
      Serial.print(F("Titulo: "));
      Serial.write((byte*)&titulo, 30);
      Serial.println();
      Serial.print(F("Artista: "));
      Serial.write((byte*)&artista, 30);
      Serial.println();
      Serial.print(F("Album: "));
      Serial.write((byte*)&album, 30);
      Serial.println();
    }
  } 

//Altera o Volume
  else if((opcao == '-') || (opcao == '+'))
  {
    union twobyte mp3_vol; // Cria dois bytes um para cada lado
    mp3_vol.word = MP3player.getVolume(); // Lê o valor atual do Volume

if(opcao == '-')
    {
      // O saida é negativa pois é dada em decibéis
      if(mp3_vol.byte[1] >= 254)
      {
        mp3_vol.byte[1] = 254;
      }
      else {
        mp3_vol.byte[1] += 2;
      }
    }
    else
    {
      if(mp3_vol.byte[1] <= 2)
      {
        mp3_vol.byte[1] = 2;
      }
      else {
        mp3_vol.byte[1] -= 2;
      }
    }
    MP3player.setVolume(mp3_vol.byte[1], mp3_vol.byte[1]); // Altera o valor do volume nos dois lados (L e R)
    Serial.print(F("Volume foi para -"));
    Serial.print(mp3_vol.byte[1]>>1, 1);
    Serial.println(F("[dB]"));
  } 

//Lista arquivos do SD card
  else if(opcao == 'd') {
    if(!MP3player.isPlaying())
    {
      Serial.println(F("Arquivos encontrados:"));
      sd.ls(LS_R | LS_DATE | LS_SIZE);
    }
    else {
      Serial.println(F("Player ocupado. Aguarde..."));
    }
  } 

//Informacoes sobre o arquivo de audio
  else if(opcao == 'i') {
    MP3player.getAudioInfo();
  } 

//Modo Pause/Play
  else if(opcao == 'p')
  {
    if( MP3player.getState() == playback)
    {
      MP3player.pauseMusic();
      Serial.println(F("Pause"));
    }
    else if( MP3player.getState() == paused_playback)
    {
      MP3player.resumeMusic();
      Serial.println(F("Play"));
    }
    else
    {
      Serial.println(F("Nao esta tocando!"));
    }
  } 

// Reseta o módulo MP3
  else if(opcao == 'r') {
    MP3player.stopTrack();
    MP3player.vs_init();
    Serial.println(F("Resetando o chip do Player"));

} 

// Seleciona modo Mono/Stereo
  else if(opcao == 'm') {
    uint16_t monostate = MP3player.getMonoMode();
    if(monostate == 0) {
      MP3player.setMonoMode(1);
      Serial.println(F("Modo Mono"));
    }
    else {
      MP3player.setMonoMode(0);
      Serial.println(F("Modo Stereo"));
    }
  } 

//Modo baixo consumo
  else if(opcao == 'a') {
    MP3player.end();
    Serial.println(F("Modo de baixo consumo: Ativado"));
  }
  else if(opcao == 'd') {
    MP3player.begin();
    Serial.println(F("Modo de baixo consumo: Desativado"));

//Estado do Shield MP3
  }
  else if(opcao == 'S') {
    Serial.println(F("Estado do Player:"));
    switch (MP3player.getState()) {
    case uninitialized:
      Serial.print(F("Nao inicializado"));
      break;
    case initialized:
      Serial.print(F("Inicializado"));
      break;
    case deactivated:
      Serial.print(F("Desativado"));
      break;
    case loading:
      Serial.print(F("Carregando"));
      break;
    case ready:
      Serial.print(F("Pronto"));
      break;
    case playback:
      Serial.print(F("Reproduzindo"));
      break;
    case paused_playback:
      Serial.print(F("Pausado"));
      break;
    }
    Serial.println();
  } 

// Lista comandos
  else if(opcao == 'c')
  {
    comandos();
  }

// print prompt after key stroke has been processed.
  Serial.println(F("Digite uma das opcoes 1-9,s,d,+,-,i,p,r,m,a,d,S,c:"));
  Serial.println();
}

//Imprime a lista de comandos 
void comandos()
{
  Serial.println(F("MP3 Player Shield:"));
  Serial.println();
  Serial.println(F("LAB DE GARAGEM "));
  Serial.println();
  Serial.println(F("Lista de comandos:"));
  Serial.println(F(" [1-9] para tocar o arquivo track00x"));
  Serial.println(F(" [s] Stop"));
  Serial.println(F(" [d] Lista arquivos do SD card"));
  Serial.println(F(" [+ ou -] Aumenta e diminui o Volume"));
  Serial.println(F(" [i] Informacoes sobre o arquivo de audio"));
  Serial.println(F(" [p] Pause/Play"));
  Serial.println(F(" [r] Reseta MP3 Shield"));
  Serial.println(F(" [m] Seleciona modo Mono/Stereo"));
  Serial.println(F(" [a} Ativa modo de baixo consumo"));
  Serial.println(F(" [d} Desativa modo de baixo consumo"));
  Serial.println(F(" [S] Estado do Shield MP3"));
  Serial.println(F(" [c] Mostra lista de comandos"));
  Serial.println();
}

Conclusão

Com este tutorial você poderá tocar suas músicas através de um Arduino em qualquer projeto e de maneira simples, já que a biblioteca faz boa parte do trabalho para você. Esperamos que tenham gostado e se tiverem sugestões, dúvidas ou elogios comente abaixo.

\o/

Referências:

http://www.vlsi.fi/en/products/vs1053.html

https://www.sparkfun.com/products/10628

http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Dev/Arduino/Shields/MP3%20Shield-v13.pdf

http://www.billporter.info/2012/01/28/sparkfun-mp3-shield-arduino-library/