水井三寶故事機｜V1.0-03

HUB 8735 Ultra實作：microSD卡與三個MP3故事檔案測試

本次測試讓HUB 8735 Ultra從microSD卡讀取三個MP3故事，經由AOUT類比音訊輸出，再透過XPT8871功率擴大板推動喇叭，逐步完成水井三寶樹藝故事機的聲音系統。

測試結果：功能通過，音訊品質仍需改善。

三個MP3故事均可正常讀取及播放，但目前仍有些許雜聲。初步研判主要與音訊線過長、麵包板接觸、電源干擾及接地方式有關。

一、V1.0-03測試目標

microSD卡 確認HUB 8735 Ultra能正確掛載與讀取記憶卡。

三個故事檔案 檢查001.mp3、002.mp3及003.mp3是否存在。

MP3解碼 驗證三個故事能否依序完成解碼與播放。

音訊輸出 驗證AOUT、XPT8871擴大板與喇叭的完整聲音路徑。

二、使用材料

材料	數量	用途
HUB 8735 Ultra	1	讀取microSD卡並解碼MP3
microSD卡	1	儲存三個水井三寶故事
XPT8871音訊擴大板	1	放大AOUT類比音訊
4Ω 3W或8Ω喇叭	1	播放故事語音
5V穩壓電源	1	供應XPT8871擴大板
麵包板、杜邦線	若干	原型接線與功能測試
USB Type-C資料線	1	程式燒錄及序列監控

三、microSD卡準備

將microSD卡格式化為FAT32，再把三個MP3故事檔案直接放在根目錄：

microSD
├── 001.mp3　姻緣花故事
├── 002.mp3　烏龜故事
└── 003.mp3　白馬故事

檔名建議： 第一階段只使用英文或數字，不加入中文、空格及特殊符號；副檔名統一使用小寫的.mp3。

四、HUB 8735 Ultra與XPT8871接線圖

microSD MP3音訊播放接線圖

HUB 8735 Ultra microSD＋MP3解碼

AOUT：類比音訊

GND：音訊參考地

AOUT → IN+

GND → IN−

XPT8871 單聲道功率擴大板

IN+：音訊輸入

IN−：音訊地

OUT+：喇叭輸出

OUT−：喇叭輸出

OUT+ → 喇叭+

OUT− → 喇叭−

喇叭

建議4Ω 3W或8Ω 2W～3W

獨立穩壓5V電源 → XPT8871

● +5V → +5V ● GND → 5V−

來源端	XPT8871端	功能
HUB 8735 Ultra AOUT	IN+	類比音訊訊號
HUB 8735 Ultra GND	IN−／GND	音訊參考地
獨立5V正極	+5V	擴大板電源
獨立5V負極	5V−	擴大板電源地
喇叭正端	OUT+	BTL喇叭輸出
喇叭負端	OUT−	BTL喇叭輸出

重要： XPT8871採BTL橋接輸出，OUT−不是GND。喇叭必須接在OUT+與OUT−之間，不可將OUT−接到HUB 8735 Ultra的GND。

五、V1.0-03完整測試程式

/*
 * ============================================================
 * 專案：HUB 8735 Ultra水井三寶故事機
 * 版本：V1.0-03
 * 功能：microSD卡與三個MP3故事檔案測試
 * ============================================================
 *
 * microSD卡根目錄：
 *   001.mp3
 *   002.mp3
 *   003.mp3
 */

#include "AmebaFatFS.h"
#include "AmebaFatFSFile.h"

#define STORY_COUNT 3

// 0xAF為最大值0dB
// 初次測試降低音量，避免擴大器輸入過載
#define MP3_VOLUME 0x90

#define STORY_INTERVAL_MS 2000

AmebaFatFS fs;

const char *storyFiles[STORY_COUNT] = {
    "001.mp3",
    "002.mp3",
    "003.mp3"
};

const char *storyNames[STORY_COUNT] = {
    "姻緣花故事",
    "烏龜故事",
    "白馬故事"
};

String getFullPath(const char *filename)
{
    return String(fs.getRootPath()) + String(filename);
}

bool checkMP3File(const char *filename)
{
    String fullPath = getFullPath(filename);
    File testFile;

    Serial.print("[CHECK] ");
    Serial.print(fullPath);
    Serial.print(" ... ");

    testFile = fs.open(fullPath);

    if (!testFile.isOpen()) {
        Serial.println("NOT FOUND");
        return false;
    }

    Serial.print("OK, ");
    Serial.print(testFile.size());
    Serial.println(" bytes");

    testFile.close();
    return true;
}

bool checkAllStoryFiles()
{
    bool allFilesReady = true;

    Serial.println();
    Serial.println("Checking MP3 story files...");
    Serial.println("--------------------------------");

    for (int i = 0; i < STORY_COUNT; i++) {
        if (!checkMP3File(storyFiles[i])) {
            allFilesReady = false;
        }
    }

    Serial.println("--------------------------------");

    if (allFilesReady) {
        Serial.println("[PASS] All three MP3 files are ready.");
    } else {
        Serial.println("[FAIL] One or more MP3 files are missing.");
    }

    return allFilesReady;
}

bool playStory(int storyIndex)
{
    if (storyIndex < 0 || storyIndex >= STORY_COUNT) {
        Serial.println("[ERROR] Invalid story index.");
        return false;
    }

    String fullPath = getFullPath(storyFiles[storyIndex]);
    File mp3File;

    Serial.println();
    Serial.println("================================");

    Serial.print("[PLAY] Story: ");
    Serial.println(storyNames[storyIndex]);

    Serial.print("[PLAY] File: ");
    Serial.println(fullPath);

    mp3File = fs.open(fullPath);

    if (!mp3File.isOpen()) {
        Serial.println("[ERROR] Unable to open MP3 file.");
        return false;
    }

    Serial.print("[INFO] File size: ");
    Serial.print(mp3File.size());
    Serial.println(" bytes");

    mp3File.setMp3DigitalVol(MP3_VOLUME);

    Serial.println("[AUDIO] Playback started.");

    mp3File.playMp3();

    Serial.println("[AUDIO] Playback completed.");

    mp3File.close();

    return true;
}

void playAllStories()
{
    Serial.println();
    Serial.println("Starting three-story playback test...");

    for (int i = 0; i < STORY_COUNT; i++) {
        if (!playStory(i)) {
            Serial.print("[FAIL] Story ");
            Serial.print(i + 1);
            Serial.println(" playback failed.");
        }

        if (i < STORY_COUNT - 1) {
            delay(STORY_INTERVAL_MS);
        }
    }

    Serial.println();
    Serial.println("[DONE] Three-story playback test completed.");
}

void setup()
{
    Serial.begin(115200);
    delay(2000);

    Serial.println();
    Serial.println("================================================");
    Serial.println("HUB 8735 Ultra Story Player");
    Serial.println("Version: V1.0-03");
    Serial.println("================================================");

    Serial.println("[SD] Initializing microSD card...");

    fs.begin();

    Serial.print("[SD] Root path: ");
    Serial.println(fs.getRootPath());

    if (!checkAllStoryFiles()) {
        Serial.println("[SYSTEM] Playback cancelled.");
        fs.end();
        return;
    }

    playAllStories();

    fs.end();

    Serial.println("[SYSTEM] V1.0-03 test finished.");
}

void loop()
{
    // 本版本只在開機後測試一次
    delay(1000);
}

六、預期序列監控結果

Arduino IDE的序列監控視窗設定為115200 baud。正常執行時會看到：

HUB 8735 Ultra Story Player
Version: V1.0-03

[SD] Initializing microSD card...
[CHECK] 0:/001.mp3 ... OK
[CHECK] 0:/002.mp3 ... OK
[CHECK] 0:/003.mp3 ... OK
[PASS] All three MP3 files are ready.

[PLAY] Story: 姻緣花故事
[AUDIO] Playback started.
[AUDIO] Playback completed.

[PLAY] Story: 烏龜故事
[AUDIO] Playback started.
[AUDIO] Playback completed.

[PLAY] Story: 白馬故事
[AUDIO] Playback started.
[AUDIO] Playback completed.

[DONE] Three-story playback test completed.

七、實際測試結果

microSD卡可以正常掛載。
三個MP3故事檔案均可找到。
三個故事可以依序播放。
HUB 8735 Ultra的AOUT可以輸出MP3音訊。
XPT8871可以驅動外接喇叭。
目前音訊仍有些許雜聲，需要改善接線及供電。

V1.0-03判定：功能測試成功。

下一步不是立即增加功能，而是先把類比音訊、接地與電源整理好。

八、為什麼目前會有雜聲？

1. AOUT音訊線過長

AOUT屬於小訊號類比音訊。使用過長且沒有屏蔽的杜邦線，容易接收USB、Wi-Fi、開關電源及數位GPIO產生的干擾。

建議將AOUT與GND縮短至5～10公分，並把兩條線互相纏繞。正式版本可以改用屏蔽音訊線：

中心導線 → HUB 8735 Ultra AOUT
屏蔽層   → HUB 8735 Ultra GND

2. 音訊線與電源線交錯

AOUT到XPT8871的輸入線應遠離：

5V大電流電源線
USB傳輸線
開關電源模組
WS2812燈條電源線
伺服馬達與馬達線路
XPT8871的喇叭輸出線

3. 多點接地形成地迴路

HUB 8735 Ultra由電腦USB供電，而擴大板由另一組5V電源供電時，應採用單點共地，避免GND經過多條不同路徑。

建議採用單點共地

單一共地點

↓　↓　↓

HUB 8735 Ultra
GND

XPT8871音訊輸入
IN−／GND

5V電源
負極

4. 5V電源紋波

XPT8871播放較大音量時，負載電流會快速變化。如果5V電源含有開關紋波，雜訊可能直接進入擴大器。

建議在XPT8871電源端附近並聯一顆470µF電解電容，再並聯一顆0.1µF陶瓷電容：

+5V ───┬──── XPT8871 +5V
       ├──── 470µF正極
       └──── 0.1µF

GND ───┬──── XPT8871 GND
       ├──── 470µF負極
       └──── 0.1µF

5. 輸入音量過高

若HUB 8735 Ultra輸出音量太大，可能讓XPT8871輸入過載，產生破音或沙沙聲。目前程式使用：

#define MP3_VOLUME 0x90

如果仍有明顯失真，可以降低為：

#define MP3_VOLUME 0x80

如果降低音量後破音明顯改善，表示問題可能包含輸入過載，不完全是外部電磁干擾。

九、建議的改善接線

HUB 8735 Ultra → 5～10公分屏蔽音訊線 → XPT8871 → 短喇叭線 → 喇叭

將AOUT與GND線縮短到5～10公分。
把AOUT與GND互相纏繞，或改用屏蔽音訊線。
將XPT8871移到靠近喇叭的位置。
讓音訊線遠離USB線、開關電源及5V大電流線。
在XPT8871旁增加470µF及0.1µF電容。
使用單點共地，避免形成地迴路。
將MP3數位音量由0x90降低到0x80進行比較。
正式版本改用焊接或洞洞板，減少麵包板接觸問題。

電源安全： 如果使用具有裸露端子的金屬外殼開關電源， AC市電輸入端必須加裝絕緣護蓋。通電時不要在裸露的L、N端子附近調整杜邦線。原型測試建議先使用有外殼、具安全認證的5V變壓器。

十、從聲音播放走向樹藝AI

microSD卡 → 三個MP3故事 → HUB 8735解碼 → AOUT → XPT8871 → 喇叭

V1.0-03證明HUB 8735 Ultra除了可以進行影像辨識，也能結合microSD卡、MP3解碼、類比音訊輸出與外接擴大器，成為地方故事播放裝置。

對水井三寶而言，這不只是「播放三個MP3」，而是讓姻緣花、烏龜與白馬開始擁有自己的聲音，為後續樹藝作品導覽、影像辨識與AI對話建立基礎。

智慧生活科技專業社群

2026年8月23日星期日

[水井村USR] HUB 8735 Ultra實作：microSD卡與三個MP3故事檔案測試

HUB 8735 Ultra實作：microSD卡與三個MP3故事檔案測試

一、V1.0-03測試目標

二、使用材料

三、microSD卡準備

四、HUB 8735 Ultra與XPT8871接線圖

五、V1.0-03完整測試程式

六、預期序列監控結果

七、實際測試結果

八、為什麼目前會有雜聲？

1. AOUT音訊線過長

2. 音訊線與電源線交錯

3. 多點接地形成地迴路

4. 5V電源紋波

5. 輸入音量過高

九、建議的改善接線

十、從聲音播放走向樹藝AI

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一、V1.0-03測試目標

二、使用材料

三、microSD卡準備

四、HUB 8735 Ultra與XPT8871接線圖

五、V1.0-03完整測試程式

六、預期序列監控結果

七、實際測試結果

八、為什麼目前會有雜聲？

1. AOUT音訊線過長

2. 音訊線與電源線交錯

3. 多點接地形成地迴路

4. 5V電源紋波

5. 輸入音量過高

九、建議的改善接線

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