制作一款小巧的离线媒体播放器

最近，人们对像 iPod 和 Zune 这样的离线音乐播放器的兴趣日益增长。我希望能打造一款类似的产品，但带有现代风格的创新设计。

这个项目的核心是 Waveshare ESP32-P4 开发板，它为整个设备提供动力。我还从零开始设计了用户界面，灵感来自经典的 iPod Nano 第六代 UI。

该设备主要采用触摸屏操作，但我没有使用传统的物理滚轮，而是设计了一个基于软件的数字滚动轮。它的功能与原版 iPod 滚轮类似，可帮助用户浏览菜单并控制不同功能。

界面包括“音乐”部分用于播放歌曲，“视频”部分用于播放视频，“照片”部分用于查看图片。此外，我还添加了一个独立的音量控制界面，允许通过滚动轮来增大或减小音量。

所有媒体文件都存储在 SD 卡中，支持 MP3、WAV、FLAC、M4A 以及多种常见的音频和视频格式。SD卡可通过机箱侧面的专用开口进行访问，便于添加或更换存储介质。

本项目的目标是重现经典iPod的体验，同时结合现代硬件和触摸屏界面。本文将详细介绍该项目的完整搭建过程，让我们开始吧。

所需材料

以下是本次搭建所使用的组件：

•Wavshare ESP32 P4 开发板

•扬声器模块

•3.7V 800mAh 锂聚合物电池

•已合法下载音乐内容的SD卡(LOL)

•M2螺丝

•3D打印部件

iPod Classic 第6代

iPod Classic 第6代一直是我梦寐以求的设备之一。

年轻时，我从未有机会购买过这款产品。当时遇到的iPod大多是廉价的仿制品，因此拥有一个真正的iPod Classic总感觉遥不可及。即使到了今天，在印度找到一台状态良好的原装设备也令人意外地昂贵。

苹果于2007年推出了第六代iPod Classic，它在当时是一款相当出色的设备。它提供80GB或160GB的存储空间，配备2.5英寸320×240彩色显示屏、标志性的点击式旋钮，以及电池续航时间：80GB版本最长可达30小时音乐播放，160GB版本则可达40小时。

160GB版本最多可存储4万首歌曲或200小时视频，对于2007年的小型便携设备而言，这已相当惊人。它还支持MP3、AAC、Apple Lossless、WAV和AIFF等多种音频格式，同时也能播放视频。

我特别喜欢第六代iPod的设计。它采用了阳极氧化铝面板搭配抛光不锈钢后盖，呈现出独特的高端外观，同时保留了让iPod操作体验如此流畅的点击式旋钮。

遗憾的是，这些设备已不再生产，而要找到一台状态良好的原装机价格往往十分昂贵。不过，我也曾想尝试另一种方式：逛跳蚤市场和二手电子产品市场，在那里有时能发现一些老旧的iPod或其他被遗忘的科技产品。

但为了这个项目，我决定不花大价钱去寻找原装机，而是选择了一条不同的路径。

如果找不到想要的iPod，何不自己动手制作一个呢?

硬件——ESP32-P4-WIFI6 4.3英寸开发板

作为本项目的主要硬件，也就是“大脑”，我选择了Waveshare ESP32-P4-WIFI6-Touch-LCD-4.3开发板。

实际上，我之前在另一个PIPBOY项目中就使用过这款开发板，因此对硬件及其功能已经非常熟悉。当我开始着手这个iPod项目时，它显得是一个自然的选择，尤其是因为它集成了强大的处理能力、显示屏和触摸界面。

我选择这款开发板的主要原因之一是其内置的4.3英寸480×800电容式触摸屏。这种尺寸和分辨率非常适合我设想的iPod风格界面，而将显示和触摸硬件集成到开发板上，也大大简化了整体设计。

另一个重要原因在于ESP32-P4本身。它搭载双核RISC-V处理器，最高运行频率可达400 MHz，并配备了专用的多媒体硬件，以及比以往我所用的ESP32系列更强大的内存和外设系统。

这种额外的处理能力在本项目中尤为有用，因为我想让iPod能够支持图形用户界面、动画效果、触摸屏交互、音频播放，甚至视频播放。

该电路板还搭载了ESP32-C6无线协处理器，支持Wi-Fi 6和蓝牙5功能，为项目提供了丰富的扩展空间。

另一个让使用该电路板更加便捷的因素是其完善的文档。Waveshare提供了一个专门的Wiki页面，包含硬件信息、示例代码以及开发资源。在开发过程中，我大量参考了这些文档，尤其是在处理显示屏、触摸屏、SD卡、音频及其他外设时。

由于我此前已在Pip-Boy项目中使用过这款电路板，因此这次开发能够相对快速地上手并完成硬件配置。

扬声器与SD卡组装

音频输出方面，我使用了Waveshare ESP32-P4开发套件附带的4Ω迷你扬声器。连接非常简单：扬声器配有JST接口，可直接插入Waveshare开发板上的对应JST接口。

用于存储音乐和其他媒体文件时，我使用了开发板内置的SD卡插槽。

我们的iPod Mini支持多种常见媒体格式：

•音频：.mp3、.wav、.flac、.m4a 和 .aac，通过ID3元数据实现文件名清理和更高效的组织管理。

•图片：.jpg、.jpeg、.png 和 .bmp。图像采用LVGL的TJPGD和LodePNG解码器实时解码。

•视频：.mjpeg 和 .avi。视频帧直接流式传输至PSRAM进行播放。

设计

在机壳设计方面，我的第一个难题是显示屏本身。

经典的iPod具有非常独特的外形，屏幕相对较小，下方配有标志性的滚轮。整体设计也较为方正，不过随着新机型的推出，相比旧款更显纤薄。

由于我希望将设计大致参照iPod的风格，因此决定保持机壳的简洁和方正造型。但为了容纳Waveshare ESP32-P4开发板以及内部的锂聚合物电池，必须增加厚度。

我将机壳设计为两个独立的部分：前面板和后面板。两部分通过四颗M2螺丝连接，安装点分别位于顶部和底部。

在底部，ESP32-P4板有两个USB Type-C接口，因此我在其周围专门设计了一个凹槽区域。这样既能留出足够的空间插入USB-C数据线，也能方便插入USB-C耳机，而不会让机壳受到阻碍。

此外，我也希望SD卡可以无需打开整个机壳即可访问。为了实现这一点，我在开发板右侧开了一条开口，与SD卡插槽对齐。这样就可以直接从外部插入或取出SD卡。

说实话，从最终设计来看，它可能更像诺基亚Lumia，而不是iPod。但我其实非常喜欢它的成品效果。它既感觉新颖，又保留了我想要的简洁、方正的设计风格;更重要的是，设计的每个部分都具有明确的功能性。

装配

如设计部分所述，iPod的主体由两个独立的外壳半体组成，即前面板外壳和后面板外壳。

显示屏被夹在这两个部件之间。它安装在前面板外壳的专用安装区域，而后面板外壳则设有集成的支撑筋，可牢固固定显示屏位置，防止其在壳体内移动。

后面板外壳还内置了3.7V锂聚合物电池和滑动电源开关。我在外壳顶部开了一处专用开口，用于安装滑动开关。

为了将两个外壳半体连接起来，我在上下两面各添加了安装孔。这些安装点允许前后两部分通过四颗M2螺丝固定，使整个组件稳固连接。

3D打印部件

在完成3D模型后，我将外壳导出为STL网格文件，并准备进行3D打印。

对于第一个原型，我使用Red Hyper PLA材料打印了两个外壳部件。打印质量非常理想，但在组装完成后，我发现存在一些装配问题。整体设计中还带有一些出人意料的诺基亚Lumia风格，因此在制作最终版本之前，我决定进行一些调整。

我略微修改了外壳结构，在内侧边缘去除了约0.1毫米的材料，使两个外壳半部分在组装时更加紧密、整洁。

为了打印最终成品，我使用了自己拥有的特殊三色PLA+线材。这种线材包含铜色、紫色和棕色三种颜色，外壳的颜色会随着观察角度的不同而变化，使成品设备呈现出非常独特的外观。

由于使用的是PLA+线材，我采用常规的PLA+切片参数而非高速打印模式进行分层处理。

最终打印参数如下：

•材料：三色PLA+

•层高：0.16毫米

•填充率：25%

•上层Z轴距离：0.3毫米

•支撑结构：树状支撑

•打印模式：常规PLA+模式

细密的层高与变色线材相结合，不仅使外壳表面更光滑，也为最终产品增添了独特的视觉效果。

电源

电源部分，我使用了一块3.7V 800mAh的锂聚合物电池。

选择这款特定的锂电池的主要原因是其体积小巧。本项目的主要目标之一是尽可能让iPod保持纤薄紧凑，因此在这款外壳中使用圆柱形18650电池并不太合适。

锂电池的扁平设计让我能够将电池安装在壳体内部，同时保持整个设备的整体厚度相对较低。

电池设置

在电池配置方面，除了锂电池外，我们还需要另外两个组件：一个小型滑动开关和一个与Waveshare ESP32-P4板上的电池连接器兼容的双线电池连接线束。

首先，将连接线束的正负极分别连接到锂电池对应的正负电极上。

对于电源开关，我们将滑动开关与正极线串联。将电池的正极连接到滑动开关的一个端子，然后将开关的另一个端子连接到电池连接线束的红色正极线上。

电池的负极可直接连接到连接线束的负极线上。

这样就构成一个简单的开/关电源开关，使我们在设备不使用时能够切断电池供电，从而保护ESP32-P4板。

后部外壳组件

后部外壳组件首先将锂聚合物电池固定在指定的安装位置。先在电池安装处贴上一块双面胶，并撕下其保护膜。

然后，小心地将锂电池单元放置到位并用力按压，以确保牢固粘合。

在电池上方，将滑动电源开关放入专用开口中。该开关设计为压入式安装，但由于是可移动部件且会频繁使用，我额外使用了热熔胶将其固定。

这样既防止开关在反复使用过程中移位或松动，又允许开关本身自由移动，从而实现设备的开关操作。

前部外壳组件

接下来，将Waveshare ESP32-P4开发板放入前面板外壳的指定位置。

当板子对齐正确后，用少量热熔胶将其固定。这能确保开发板稳固地嵌入外壳内，在组装和日常使用过程中不会发生位移。

最终组装

在最终组装时，首先在后壳下部指定的扬声器安装位置贴上一块双面胶。取下保护膜，将扬声器小心地放置在胶带上，确保其对齐并牢固固定。

接着，将电池的2针JST连接器连接到Waveshare ESP32-P4开发板上的对应电池接口。

当所有内部元件正确连接并就位后，将前后壳体两半合拢，并小心地完成整体封闭。

最后，使用四颗M2螺丝将两个壳体半部分永久固定，其中顶部两颗、底部两颗。

至此，组装过程完成。

结果

这是本次制作的最终成果，一个功能完整的DIY iPod Mini。

这款音乐播放器可以播放常见的音频格式，如MP3，以及存储在SD卡上的其他支持的音频文件。我还添加了视频播放模式，使设备能够播放MP4和AVI等视频文件。除了音乐和视频外，还设有专门的照片区域，可直接从SD卡中存储和查看图片。

音频输出方面，设备内置扬声器，对于如此小巧的体积而言，音量出奇地大。由于ESP32-P4板还支持USB连接，因此当需要更私密的听觉体验时，我也可以使用USB Type-C耳机。

3.7V 800mAh的锂聚合物电池可提供约一小时的续航时间，考虑到设备的紧凑尺寸、触摸屏、扬声器以及相对耗电的多媒体功能，我认为这已是一个合理的折中方案。

总体而言，这个项目基本实现了我的设想——一款小巧的离线媒体播放器，拥有定制化的iPod风格界面、数字滚动轮，支持音乐、视频和照片播放。

本文编译自hackster.io