Puente de audio USB reSpeaker XVF3800 con XIAO ESP32S3

Descripción general

Este proyecto proporciona firmware de Arduino para un puente de audio y control USB con ESP32-S3 conectado a un reSpeaker XVF3800. Una única conexión USB nativa proporciona captura estéreo, reproducción estéreo y una interfaz serie CDC para el control del reSpeaker XVF3800 a través de I2C.

Consigue uno ahora 🖱️

Funciones del firmware

• Captura y reproducción USB Audio Class 1 (UAC1) sobre USB de velocidad completa.
• PCM estéreo con signo de 32 bits little-endian, con ranuras I2S Philips de 32 bits.
• Selección en tiempo de compilación de funcionamiento a 16 kHz o 48 kHz y de la fuente de reloj I2S.
• Captura y reproducción USB simultáneas. USB e I2S usan la misma frecuencia de muestreo nominal.
• Búfer de reproducción y corrección de deriva de reloj por software, con controles de volumen y silencio del host USB para el maestro y los canales individuales.
• Captura sin procesamiento de volumen de reproducción ni remuestreo por software.
• Comandos USB CDC reenviados a la interfaz de control I2C del reSpeaker XVF3800, con una utilidad de host en Python y diagnósticos de audio/USB de solo lectura.
• Un controlador TinyUSB DWC2 local del proyecto y descriptores USB que ajustan audio dúplex y CDC dentro del presupuesto de FIFO de hardware del ESP32-S3.

Modos de audio

Configura BRIDGE_MODE en bridge_config.h y luego recompila el sketch completo. Master y Slave en los nombres de las macros describen el rol del reSpeaker XVF3800. El ESP32-S3 usa el rol opuesto.

Modo	Frecuencia de muestreo	Rol de reSpeaker	Rol de ESP32-S3	Fuente de reloj
BRIDGE_I2S_MASTER_48K	48 kHz	Master	Slave	reSpeaker
BRIDGE_I2S_MASTER_16K	16 kHz	Master	Slave	reSpeaker
BRIDGE_I2S_SLAVE_16K	16 kHz	Slave	Master	ESP32-S3

El reSpeaker XVF3800 debe ejecutar firmware configurado para la frecuencia de muestreo y el rol I2S correspondientes. El puente no configura ni flashea el reSpeaker. La selección de modo requiere recompilación; no hay cambio de frecuencia en tiempo de ejecución ni conversión entre 16/48 kHz.

Requisitos

• Una placa ESP32-S3 con USB nativo; el perfil suministrado está dirigido a la Seeed Studio XIAO ESP32S3.
• Arduino IDE o Arduino CLI con el paquete de placas de Espressif disponible.
• Arduino-ESP32 3.3.11.

No se requiere una biblioteca de audio USB independiente. Usa la versión fijada del core: la anulación local del controlador USB y los descriptores dependen de su implementación de TinyUSB.

Ajustes de compilación (Arduino IDE)

Abre reSpeaker_ESP32S3_USB_BRIDGE.ino, instala/selecciona Arduino-ESP32 3.3.11 y usa estos ajustes:

Ajuste	Valor
Board	Seeed Studio XIAO_ESP32S3
USB Mode	USB-OTG (TinyUSB)
USB CDC On Boot	Disabled
Upload Mode	USB-OTG CDC (TinyUSB)
USB Firmware MSC On Boot	Disabled
USB DFU On Boot	Disabled
CPU Frequency	240 MHz
PSRAM	Disabled

En resumen: USB Mode = USB-OTG (TinyUSB); CDC/MSC/DFU On Boot = Disabled; CPU = 240 MHz; PSRAM = Disabled.

El firmware crea su propia interfaz CDC, por lo que CDC On Boot debe permanecer desactivado. En el perfil fijado de CLI, CDCOnBoot=cdc corresponde a Disabled. El sketch comprueba estos tres ajustes USB en tiempo de compilación. Upload Mode se comprueba mediante ARDUINO_FQBN, porque el core no define una macro de modo de carga independiente. El perfil de CLI selecciona explícitamente UploadMode=cdc para solicitar el reinicio a 1200 baudios y esperar al puerto de descarga.

Selecciona Verify para compilar y luego Upload.

Descargar e instalar

1. Descarga el firmware desde GitHub: reSpeaker_ESP32S3_USB_BRIDGE.
2. Copia todo el contenido del repositorio descargado en una nueva carpeta Documents\Arduino\reSpeaker_ESP32S3_USB_BRIDGE. Incluye todos los archivos: el .ino, cabeceras, archivos .cpp, sketch.yaml, host\, src\ y docs. Copiar solo el archivo .ino es insuficiente.
3. Edita bridge_config.h en la nueva carpeta para seleccionar el modo de 16 kHz, si estás usando:

// #define BRIDGE_MODE BRIDGE_I2S_MASTER_48K
#define BRIDGE_MODE BRIDGE_I2S_SLAVE_16K

4. En Arduino IDE, abre File > Sketchbook > reSpeaker_ESP32S3_USB_BRIDGE (el nombre de la carpeta ahora coincide con el .ino).

Comprobar la enumeración USB

Desconecta y vuelve a conectar el cable USB. Deberías ver:

• Un puerto serie CDC (por ejemplo, COM5 en Windows); este es el puerto de control.
• Un dispositivo de audio llamado BRIDGE I2S Slave 16k (estéreo, 32 bits, 16 kHz de entrada y salida).

Cierra cualquier programa (como un monitor serie) que esté manteniendo el puerto antes de continuar.

Verificar el lado de control (herramienta de host)

Desde el repositorio, entra en la carpeta host e instala la dependencia:

cd host
python -m venv .venv
.venv\Scripts\activate.bat
python -m pip install -r requirements.txt
python bridge_host.py --list-ports
python bridge_host.py --port COMx --ping
python bridge_host.py --port COMx VERSION

Sustituye la x en COMx por tu número real de puerto COM. En Linux o macOS, activa el entorno virtual con source .venv/bin/activate y usa una ruta como /dev/ttyACM0 o /dev/cu.usbmodemXXXX en lugar de COMx.

Resultados esperados

Probar el audio

• Reproducción: reproduce un archivo WAV estéreo de 32 bits y 16 kHz en la salida BRIDGE I2S Slave 16k; el sonido debería salir del códec/altavoz del reSpeaker.
• Captura: graba audio estéreo de 32 bits y 16 kHz desde su entrada.

Instantánea de referencia de Audacity

Recursos

• Firmware reSpeaker_ESP32S3_USB_BRIDGE (GitHub)
• README.md — descripción general del firmware, modos de audio e instrucciones de compilación.
• PLAYBACK.md — cableado de audio, búfer de reproducción, diagnósticos y estado de audio/USB.
• CONTROL.md — cableado I2C, la utilidad de host en Python y el protocolo serie CDC.

Soporte técnico y debate sobre el producto

Gracias por elegir nuestros productos. Estamos aquí para ofrecerte diferentes tipos de soporte y garantizar que tu experiencia con nuestros productos sea lo más fluida posible. Ofrecemos varios canales de comunicación para adaptarnos a distintas preferencias y necesidades.