BirdNet-goMikrofon/meinBirdNetMic.ino

#include <WiFi.h>
#include <driver/i2s_std.h>

// --- WLAN-Konfiguration ---
const char* ssid     = "Nordlicht";
const char* password = "03158968696374163104";
#define HTTP_PORT        80
#define SAMPLE_RATE      48000
// 2400 Samples = 50 ms pro Chunk (statt vorher 10 ms).
// Grund: Diagnose zeigte, dass httpClient.write() im Schnitt ~17 ms pro
// Aufruf braucht (WLAN-Overhead pro Paket), bei 100 kleinen Paketen/Sekunde
// reicht das nicht mehr aus. Größere, seltenere Pakete (20/Sekunde statt
// 100/Sekunde) verteilen den Overhead pro Aufruf auf mehr Nutzdaten.
#define SAMPLES_PER_PKT  2400

// --- Angepasste Pins für ESP32-WROOM-32U ---
#define PIN_I2S_BCLK     GPIO_NUM_27
#define PIN_I2S_LRCL     GPIO_NUM_26
#define PIN_I2S_Dout     GPIO_NUM_25

#define DIGITAL_GAIN     1

// 10 Chunks x 50 ms = 500 ms Audio-Puffer im RAM.
// Reicht, um kurze WLAN-Hänger abzufedern, ohne unnötig Heap zu binden.
// Wenn regelmäßig mehr als das gebraucht wird, ist das Netzwerk zu langsam -
// ein größerer Puffer würde den Ton dann nur weiter verzögern statt das
// eigentliche Problem zu lösen.
#define AUDIO_QUEUE_LEN  10

// Diagnose-Ausgabe alle N Millisekunden
#define DIAG_INTERVAL_MS 5000

WiFiServer httpServer(HTTP_PORT);
WiFiClient httpClient;
i2s_chan_handle_t rx_chan = NULL;

volatile bool isStreaming = false;

// Zähler zur Diagnose: zeigen, ob Aufnahme- oder Sendeseite das Problem ist
volatile uint32_t droppedChunks = 0;   // Queue war voll -> alter Chunk verworfen
volatile uint32_t readErrors    = 0;   // i2s_channel_read() fehlgeschlagen
volatile uint32_t sendFailures  = 0;   // httpClient.write() lieferte 0 Bytes
volatile uint32_t maxWriteUs    = 0;   // längster einzelner write()-Aufruf im aktuellen Fenster
volatile uint64_t totalWriteUs  = 0;   // Summe aller write()-Zeiten im aktuellen Fenster
volatile uint32_t writeCalls    = 0;   // Anzahl write()-Aufrufe im aktuellen Fenster

struct AudioChunk {
    uint16_t sampleCount;
    int16_t samples[SAMPLES_PER_PKT];
};

QueueHandle_t audioQueue;

// Vergrößert den Stack der Arduino-loop()-Task von den standardmäßigen 8192
// Byte auf 16384 Byte. Der ESP32-Arduino-Core ruft diese (schwach gebundene)
// Funktion beim Start auf, um die Stackgröße für loopTask festzulegen - so
// lässt sie sich ohne Board-Menü/Build-Flags direkt im Sketch anpassen.
size_t getArduinoLoopTaskStackSize(void) {
    return 16384;
}

// Dein perfekter, unendlicher WAV-Header
const uint8_t wavHeader[44] = {
    'R', 'I', 'F', 'F',
    0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
    'W', 'A', 'V', 'E',
    'f', 'm', 't', ' ',
    16, 0, 0, 0,
    1, 0,
    1, 0,
    0x80, 0xBB, 0x00, 0x00, 
    0x00, 0x77, 0x01, 0x00, 
    2, 0,
    16, 0,
    'd', 'a', 't', 'a',
    0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF
};

bool setupI2S() {
    i2s_chan_config_t chan_cfg = I2S_CHANNEL_DEFAULT_CONFIG(I2S_NUM_0, I2S_ROLE_MASTER);
    chan_cfg.dma_desc_num = 6;
    chan_cfg.dma_frame_num = 240;

    if (i2s_new_channel(&chan_cfg, NULL, &rx_chan) != ESP_OK) {
        Serial.println("FEHLER: i2s_new_channel fehlgeschlagen");
        return false;
    }

    i2s_std_config_t std_cfg = {
        .clk_cfg = I2S_STD_CLK_DEFAULT_CONFIG(SAMPLE_RATE),
        .slot_cfg = I2S_STD_PHILIPS_SLOT_DEFAULT_CONFIG(I2S_DATA_BIT_WIDTH_32BIT, I2S_SLOT_MODE_MONO),
        .gpio_cfg = {
            .mclk = I2S_GPIO_UNUSED,
            .bclk = PIN_I2S_BCLK,
            .ws   = PIN_I2S_LRCL,
            .dout = I2S_GPIO_UNUSED,
            .din  = PIN_I2S_Dout,
            .invert_flags = { .mclk_inv = false, .bclk_inv = false, .ws_inv = false }
        }
    };
    std_cfg.slot_cfg.slot_mask = I2S_STD_SLOT_LEFT;

    if (i2s_channel_init_std_mode(rx_chan, &std_cfg) != ESP_OK) {
        Serial.println("FEHLER: i2s_channel_init_std_mode fehlgeschlagen");
        return false;
    }
    if (i2s_channel_enable(rx_chan) != ESP_OK) {
        Serial.println("FEHLER: i2s_channel_enable fehlgeschlagen");
        return false;
    }
    return true;
}

void i2sReaderTask(void *param) {
    static int32_t i2s_raw[SAMPLES_PER_PKT];
    static AudioChunk chunk;

    for (;;) {
        size_t bytes_read = 0;
        esp_err_t res = i2s_channel_read(rx_chan, i2s_raw, sizeof(i2s_raw), &bytes_read, portMAX_DELAY);
        if (res != ESP_OK || bytes_read == 0) {
            readErrors++;
            continue;
        }

        int samples = bytes_read / sizeof(int32_t);
        chunk.sampleCount = samples;

        for (int i = 0; i < samples; i++) {
            int32_t val = (i2s_raw[i] >> 16) * DIGITAL_GAIN;
            if (val > 32767)  val = 32767;
            if (val < -32768) val = -32768;
            chunk.samples[i] = (int16_t)val;
        }

        if (xQueueSend(audioQueue, &chunk, 0) != pdTRUE) {
            AudioChunk dummy;
            xQueueReceive(audioQueue, &dummy, 0);
            xQueueSend(audioQueue, &chunk, 0);
            droppedChunks++;
        }
    }
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    delay(200);

    if (!setupI2S()) {
        Serial.println("I2S-Setup fehlgeschlagen - Neustart in 3s");
        delay(3000);
        ESP.restart();
    }

    WiFi.mode(WIFI_STA);
    WiFi.setSleep(false);
    WiFi.begin(ssid, password);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
        delay(250);
    }

    audioQueue = xQueueCreate(AUDIO_QUEUE_LEN, sizeof(AudioChunk));

    // FIX: Arduino's loop()/WiFi-Netzwerkstack laufen im Arduino-ESP32-Framework
    // standardmäßig auf Core 1, der WLAN-/LWIP-Treiber dagegen auf Core 0.
    // Der i2s-Reader gehört deshalb auf Core 1, NICHT auf Core 0 - sonst
    // konkurriert er mit dem hochprioren WLAN-Treiber um Rechenzeit, was
    // bei kurzen DMA-Puffern (hier ~30 ms) zu Sample-Verlusten führt.
    // Seine Priorität (3) liegt trotzdem über der von loop() (Standard: 1),
    // sodass er loop() bei Bedarf verdrängt.
    xTaskCreatePinnedToCore(i2sReaderTask, "i2s_reader", 12288, NULL, 3, NULL, 1);

    httpServer.begin();
    Serial.printf("\n=== HTTP Streamer bereit: http://%s/\n", WiFi.localIP().toString().c_str());
}

void loop() {
    static uint32_t lastDiag = 0;
    uint32_t now = millis();
    if (now - lastDiag >= DIAG_INTERVAL_MS) {
        lastDiag = now;
        uint32_t avgUs = writeCalls ? (uint32_t)(totalWriteUs / writeCalls) : 0;
        Serial.printf("[diag] dropped=%u readErr=%u sendFail=%u heap=%u rssi=%d writes=%u maxWriteUs=%u avgWriteUs=%u\n",
                      droppedChunks, readErrors, sendFailures,
                      ESP.getFreeHeap(), WiFi.RSSI(),
                      writeCalls, maxWriteUs, avgUs);
        maxWriteUs = 0;
        totalWriteUs = 0;
        writeCalls = 0;
    }

    if (httpServer.hasClient()) {
        WiFiClient newClient = httpServer.accept();
        if (newClient) {
            if (httpClient) httpClient.stop();
            httpClient = newClient;
            
            // Verhindert Paket-Stau und Latenzen im WLAN (Anti-Dropout-Befehl!)
            httpClient.setNoDelay(true); 
            httpClient.setTimeout(3000); 
            
            isStreaming = false;
        }
    }

    if (!httpClient || !httpClient.connected()) {
        if (isStreaming) {
            isStreaming = false;
        }
        return;
    }

    if (!isStreaming && httpClient.available()) {
        String req = httpClient.readStringUntil('\n');
        req.trim();

        while (httpClient.connected()) {
            String line = httpClient.readStringUntil('\n');
            line.trim();
            if (line.length() == 0) break;
        }

        if (req.startsWith("GET")) {
            httpClient.print("HTTP/1.0 200 OK\r\n"
                             "Content-Type: audio/wav\r\n"
                             "Connection: keep-alive\r\n\r\n");

            httpClient.write(wavHeader, sizeof(wavHeader));
            xQueueReset(audioQueue);
            isStreaming = true;
        }
    }

    if (isStreaming && httpClient.connected()) {
        static AudioChunk chunk;
        if (xQueueReceive(audioQueue, &chunk, pdMS_TO_TICKS(10)) == pdTRUE) {
            size_t bytesToSend = chunk.sampleCount * sizeof(int16_t);
            const uint8_t* p = (const uint8_t*)chunk.samples;
            size_t remaining = bytesToSend;

            while (remaining > 0 && httpClient.connected()) {
                uint32_t t0 = micros();
                size_t written = httpClient.write(p, remaining);
                uint32_t dt = micros() - t0;
                if (dt > maxWriteUs) maxWriteUs = dt;
                totalWriteUs += dt;
                writeCalls++;
                
                if (written == 0) {
                    sendFailures++;
                    httpClient.stop();
                    isStreaming = false;
                    return;
                }
                
                p += written;
                remaining -= written;
            }
        }
    }
}