Laste MP3 -muusikakast: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Kui otsisin arduino ümber uusi DIY projekte, leidsin häid ideid lastele mõeldud RFID -põhiste MP3 -mängijate kohta. Ja turul on üks suurepärane professionaalne mänguasjakast - need poisid valitsevad. Nad tegid oma nutikast ideest suurepärase äri. Vaata - leiad nende lehe!

Kuna mu kaks last hakkavad üha enam kuulama audioraamatuid ja muusikat ning kasutavad endiselt vanu häid CD -plaate koos kõigi käsitsemisraskustega, otsustasin ehitada sellise toredate funktsioonidega MP3 -mängijakasti, et muuta see suurepäraseks isikuks mänguasi neile. Pärast seda, kui ostsin hiljuti oma esimese 3D -printeri, tundus see projekt olevat hea mänguväljak, et sukelduda ka 3D -printimisse.

Niisiis alustasin kontseptsioonifaasiga - milliseid funktsioone sooviksin rakendada - RFID, MP3 -mängija, WLAN (hiljem tühistatud), IMU -juhtimine, LCD -ekraan, äratuskell, traadita laadimine … Vaja on natuke uurida, milliseid komponente ma vajan. Milliseid komponente saaksin uuesti kasutada? Mul oli veel IMU, LCD -moodul, mõned Arduino nanod.

Teatud kogemustega jootmisel ja mõõtmisel on sõlme võimalik teha 1-2 tööpäeva jooksul.

Alusest, katteplaadist ja laadimisjaamast koosneva karbi printimine võtab veidi aega (12+ tundi sõltuvalt printerist ja viilutaja seadetest), kuid ma tegin seda jootmise ajal.

Samm: komponendid

Komponendid on tõesti peavoolu vahepeal. Siin on nimekiri komponentidest, mida ma selle projekti jaoks kasutasin.

1. LCD -ekraan 1602 2x16 suurt tähemärki 5 V 122*44 MM sinine

2. RFID-lugeja- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 -mängija - DFPlayer Mini MP3 -mängija moodul MP3 Voice Decode Board Arduino jaoks, mis toetab TF -kaardi U -ketast IO/jadapordi/AD

4. Kõlar- 4 oomi 3 vatti 53 mm ruudukujuline kõlar 36 mm välise magnetvahu serva hõbedane kate

5. Micro SD -kaart 8 GB

6. MPU6050 3 telje analoog güroskoobi andur

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 mikrokontroller (peaaegu kõik tihvtid on kasutatud!)

8. DS3231 Precision RTC - Alarmclock moodul

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Universaalne DIY PCBA Qi traadita laadija vastuvõtja moodul - sinine + must

11. Prototüüp PCB plaat Protoboard Tined Universal Breadboard Prototyping Solderless FR4 PCB Kahepoolne 5x7 cm 50x70mm FR4

12. 1x 2N 3904: transistor NPN TO-92 40V 0, 2A 0, 5W

13. 1x1kOhm takisti baasvoolu piiramiseks, 3x220Ohms 0, 5 w (paralleelselt! Et rahuldada võimsust - üks võib kasutada kõrgemat spetsifikatsioonitakistit, mul oli neid) emitteri ja kollektori vahelise praeguse koormuse jaoks. 2x1kOhms TX ja RX liinile Arduino ja DFplayeri vahel müra hävitamiseks - mul polnud siin probleemi.

14. Mõned tavalised isetegemise elektroonika asjad - jootekolb, joodis, lõikur, pistikud, kaablid…

14. Palju energiat ja paar tundi kokkupanekut:)

Ülaltoodud komponentide koguhind ~ 30-35 € - enamasti saidilt aliexpress.com ja dx.com. Saatmine võtab natuke aega, kuid hind on suurepärane.

Samm: elektroonikaühendus

Ma ei joonistanud paigutust ega kasutanud ühtegi käepärast tööriista, nagu Fritzing vms. Ilmselt hilisemal ajal. Allpool olev kirjeldus näitab ühenduvust. Kõik tihvtid, mida pole mainitud, pole ühendatud.

Jootmise ajal mõõtsin pidevalt liinide ühenduvust, tehti ka lõppkontroll paigaldatud komponentidega. Pole midagi tüütumat kui see, kui peate pärast kokkupanekut otsima ühe halva ühenduse. Enamik hoolitseb GND ja pinge +eest.

Mis tahes komponendi tihvtide paigutus on saadaval Google'i kaudu.

LC -ekraan

LED ---- GND

LED+--- 220Ohm kuni 5V toitepanga kaudu

DB7 --- Arduino D2

DB6 --- Arduino D3

DB5 --- Arduino D7

DB4 --- Arduino D8

E --- Arduino A1/tihvt 15

R/W --- GND

RS --- Arduino A0/tihvt 14

V0 --- 10Kohm potentsiomeeter Rx (kontrasti reguleerimiseks)

VDD --- Powerbank +5V

VSS --- GND

DFPlayeri MP3 -mängija

VCC ---+5V Powerbank

RX --- tarkvara jada Arduino D5 (müraprobleemide korral potentsiaalselt 1 kOhm takisti kaudu)

TX --- tarkvara jada Arduino D9 (müraprobleemide korral potentsiaalselt 1 kOhm takisti kaudu)

SPK1 --- Kõlar +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Kõlar-

Hõivatud --- Arduino A7

GND --- GND

RFID lugeja NFC522

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

IMO 6050 güroskoopandur

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO ---+3.3V (kõrge signaal) I2C aadressi 0x69 jaoks

DS3231 Reaalajas kell

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Praegune koormus Päästik

2N3904 emitter - GND

2N3904 alus - 1 kOhm kaudu Arduino D6 -le

2N3904 kollektor - 3x220 Ohmi kaudu (paralleelselt! - saab kasutada kõrgemat spetsifikatsioonitakistit, mul oli neid) kuni +5V

Akupank

Powerbanki V+ ja GND liinid on ühendatud naissoost USB -pistiku kaudu pardal oleva toitepistikuga ja ühendatud Arduino Vin/GND -ga). Toitepank lülitatakse katteplaadil oleva mikrolüliti kaudu sisse. Jootsin mikrolüliti koormustakisti kaudu V+ -ni GND -le, et simuleerida koormuse olekut ja lülitada see sisse. Seejärel hoiab praegune koormus seda väljalülitamast.

+5V - toitepistik pardal +5V

GND -toitepistik GND pardal

+5V toitepank - koormustakisti - mikrolüliti Pin A

GND - mikrolüliti tihvt B

3. samm: elektroonika kokkupanek

Plaadi komponendid - MP3 -mängija, RTC, IMU, Arduino on paigaldatud pistikupesadesse. Valik- ja üles-/alla -klahvid, RFID, LCD -ekraan ja toide on ühendatud isejoodetud "ribakaablite" abil, mis on piisavalt pikad, et neid hiljem kasti mahutada.

Mikrolüliti toitepanga sisselülitamiseks on fikseeritud katteplaat - pole arvutites näidatud.

Seadistuse testimiseks kasutasin fikseeritud toiteallikat.

Kokkupanekul katsetasin igat komponenti eraldi -> näited Arduino visanditest komponentide kohta on siin väga abiks.

Kuna toitepangal oli automaatne väljalülitus väikese vooluga, lisasin 70-oomise takisti kaudu transistoriga juhitava koormuspiigi iga 15 sekundi järel 100 ms jooksul (tegelikult 3 paralleelset 220 oomi, et rahuldada piisavat võimsust, on see vaid lühike tipp, kuid kolm takistit jagavad voolu ja seetõttu ei kasutata neid spetsifikatsioonidest kõrgemal).

Hiljem selgus, et Mini DFPlayer tõmbab pidevalt> 70mA. Kuna kasutasin powerbanki automaatset väljalülitamist ka karbi väljalülitamiseks (praegust koormust enam mitte käivitades), pean nüüd selle uuesti läbi mõtlema.

Arduino ja DFplayeri unerežiimiga on endiselt probleeme voolu vähendamiseks - vool ei lange väljalülitamise võimaldamiseks alla läve. Tagasiside teretulnud.

Märkus: teise kasti jaoks pidin ma teise toitepanga ümber tellima, kuna tappisin oma esialgse elektroonika. Ja vaata siin - see jõupank lülitub välja 10 sekundit pärast seda, kui ma lõpetan koormusvoolu käivitamise -> väljalülitus töötab praegu.

Juhtmevaba laadimisvastuvõtja on ühendatud toitepanga USB -laadijaga. Laadija alus on ehitatud laadijakasti, mis on trükitud minu 3D -printeriga.

4. samm: tarkvara

Tarkvara on saadaval githubis

Programmeerimine on lõbus, mulle meeldib alustada kiirest näidete tuumast ja edasi areneda. Kuna ma tegelikult ei tee sellest tulenevaid spetsifikatsioone, funktsioonide planeerimist ja struktureeritud programmiplaane, saan lõpuks mõne toimiva, kuid mitte eriti elegantse koodi. See on alati ülesanne -> minge rohkem objektidesse, eraldage.h ja.cpp…

Kuid ma tahan asja kiiresti tööle saada, nii et paljudel juhtudel ei jõua ma sinna kõige tõhusamal teel.

Kuid suurepärane on see - niipea, kui HW töötab, võib hakata tegema igasuguseid asju.

Kasutasin arduino IDE -d, vaja oli paar raamatukogu - lihtsalt arduino IDE raamatukoguhalduriga.

Nii et minu praegune tarkvaraversioon toetab:

Tervitussõnum

Helitugevus (duh)

Kasti vasakule/paremale kallutamine eelmisele/järgmisele loole lülitamiseks ja kui RFID on edasi -tagasi deaktiveeritud järgmisse kausta.

Peata/esita (duh)

Initsialiseerimine, õppige uut RFID -d - kaust määratakse järgmise RFID -i järgmise SD -kaardi kausta alusel. Andmed salvestatakse Arduino EEPROM -is

Esita RFID-le määratud kaust-määrake RFID-kaustale õppimisfunktsiooni kaudu

Laadige ja salvestage parameetrid, et lubada salvestatud seaded. Tehaseseadete taastamine:)

Kella ja kuupäeva seadistamine.

Lülitage äratus sisse/välja, seadke äratuse tund ja minut, esitades äratuseks fikseeritud laulu.

Lülitage RFID välja - esitage mp3 ilma selleta.

Veel mõned ideed minu nimekirjas - need tuleb veel ellu viia

Näidake temperatuuri (RTC saab seda teha - see mõõdab temperatuuri, et kompenseerida kvartsi mõju)

Loksutades hakka naerma, Määrake äratuseks laul

Valige, milline kaust on õpperežiimis RFID -le määratud

Salvestage kaustade määramine ja viimane RFID -kiibil esitatav lugu - korduvkasutatavus kastide vahel (ehitan teise - kaks last mäletavad …?)

lubage väljalülitamine -see ei tööta praegu ilma USB -ühenduseta -> praegune koormus Powerbanki kaudu väheneb selles seadistuses.

Teave kaardi struktuuri kohta SD -kaardil

Mul oli oma lastele salvestatud mõned mp3 audioraamatud ja muusika. Nii kasutasin ma mõningaid Linuxi skripte, et muuta laulud õigeks nimeks. Kaustad tuleb nimetada kahekohaliste numbritega (nt "00", "01", "02" …). Seal olevad laulud tuleb nimetada kolmekohaliste numbritega (nt "001.mp3", "002.mp3", …).

Minu sisselülitatud tervitus mp3 ("Tere, ma olen teie mänguasjakast …") on salvestatud kausta "99" nimega "001.mp3".

Skript ei ole idioodikindel ja seda tuleks kasutada ainult kataloogis „koopia”, mitte originaalidel.

#!/bin/bashlet i = 1 failis *.mp3 do if (($ i <10)); siis mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); siis mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi let i ++ done

Samm: karbi printimine ja kokkupanek

Nii et nüüd töötab HW ja SW - mul on vaja KASTI!

Suurepärane koht alustamiseks on Tinkercad - mulle meeldib see! Lihtne kasutada ja saate kõik, mida soovite. Toetudes tohutule kogukonnale ja paljudele suurepärastele näidetele nutikatelt "Tinkereritelt".

Sellesse saab hõlpsasti igaveseks minna - siin on üks muudatus, seal on uus kinnitus, auk,… uus disain,….

Kuid lõpuks olen praeguse karbikujundusega täiesti rahul. Samuti ehitasin laadija jaoks aluskarbi, kuhu mp3 -kast panna… laadimiseks. Vaata siia

Trükkimine võtab oma aja (~ 8-12 tundi ja rohkem) ja katsetasin erineva paksusega joonega, lõpuks jäin printerite standardite juurde. Praeguste karpide jaoks kasutan prototüübi (algselt trükitud vanema kujunduse põhjal) kaste, kuid viimasel kujundusel on mõned uued funktsioonid, kinnitused ja tervikud, mis muudavad minu ülesannete loendi teise üksuse.

Ja veel üks väga oluline asi, mida teha: hankige kasti mõned ilusad riided - kuid see jääb mu naise pärusmaaks - ootan huviga kasti uusi riideid - varsti…

Niipea, kui väljatrükid on jahtunud ja elektroonika põhitesti on tehtud väljaspool kasti, tuli teha lõplik kokkupanek.

Osade kinnitamiseks kasutasin kuuma liimi - Mikrolüliti, LCD ja RFID vastuvõtja, mis on kinnitatud katteplaadi külge. Kasutasin komponentide eelfikseerimiseks kahepoolset teipi ja seejärel kasutasin kuuma liimi abil mõned lõplikud kinnituspunktid.

Sama ka aluskarbiga. Esmalt kinnitage laadimisvastuvõtja plaat karbi maapinnale - kahepoolne teip tegi siin head tööd - see tuleb reguleerida aluse keskele, et see oleks laadimismähisele piisavalt lähedal, kui asetate karbi laadija aluse peale.

Seejärel pange Powerbank uuesti kahepoolse fikseerimisega, seejärel pange kuum liim „strateegilistesse” punktidesse. Valjuhääldi saab kinnitada mõne kena liimipunktiga ettevalmistatud kinnituste külge - kena ja tihe.

Lõpuks plaat - lisasin 3D -prindikujundusse mõned minikinnituspadjad, nii et plaat sobis sinna kenasti - jällegi - mõned strateegilised kuumliimipunktid. Röökimine ei tohiks asju laiali visata - seega pöörasin sellele tähelepanu.

Ja lõpuks kasutage mõnda saadaolevat minikruvi (minu trükikujundus sisaldas mõnda 3M kruvikinnitust, kuid need ei sobinud päris kruvide jaoks)

6. samm: valmis karp - ilma riieteta

Ja siin on kaks valmis kasti minu lastele. Nad tegid juba beetatesti ja leidsid mõned tarkvaravead;-).

Ostsin ka 20 pakki RFID M3 kleebiseid.

Nüüd pean koguma kõik võimalikud väikesed kujud ja panema need MP3 -kasti jaoks märgid mängima. Lõbus isa ja laste jaoks:)