Vaikų MP3 muzikos dėžutė: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Ieškodamas naujų „pasidaryk pats“projektų aplink arduino, radau gražių idėjų apie RFID pagrįstus MP3 grotuvus vaikams. Ir rinkoje yra viena puiki profesionali žaislų dėžutė - šie vaikinai valdo. Iš savo sumanios idėjos jie padarė puikų verslą. Patikrinkite - rasite jų puslapį!

Kadangi mano du vaikai vis dažniau klausosi garso knygų ir muzikos ir vis dar naudoja senus gerus kompaktinius diskus, su visais tvarkymo sunkumais, nusprendžiau sukurti tokią MP3 grotuvo dėžutę su gražiomis savybėmis, kad taptų puikia asmenybe žaislas jiems. Neseniai nusipirkus pirmąjį 3D spausdintuvą, šis projektas atrodė kaip gera žaidimų aikštelė, kurioje taip pat galima pasinerti į 3D spausdinimą.

Taigi pradėjau koncepcijos etapą - kokias funkcijas norėčiau įdiegti - RFID, MP3 grotuvas, WLAN (atšauktas vėliau), IMU valdymas, LCD ekranas, žadintuvas, belaidis įkrovimas … Reikėjo atlikti tyrimus, kokių komponentų man reikia. Kokius komponentus galėčiau pakartotinai naudoti? Aš vis dar turėjau IMU, LCD modulį, keletą „Arduino nanos“.

Turint tam tikrą patirtį lituojant ir matuojant agregatą, tai galima padaryti per 1-2 po darbo sesijų.

Dėžutės, kurią sudaro pagrindas, dangtelis ir įkrovimo stotelė, spausdinimas užtrunka šiek tiek laiko (daugiau nei 12 valandų, priklausomai nuo spausdintuvo ir pjaustyklės nustatymų), bet aš tai padariau litavimo metu.

1 žingsnis: komponentai

Tuo tarpu komponentai yra tikrai pagrindiniai. Čia yra komponentų, kuriuos naudoju šiam projektui, sąrašas.

1. LCD ekranas 1602 2x16 dideli simboliai 5 V 122*44 MM mėlyna

2. RFID skaitytuvas- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 grotuvas - „DFPlayer Mini“MP3 grotuvo modulis MP3 balso dekodavimo lenta, skirta „Arduino“, palaikanti TF kortelės U -disko IO/nuoseklųjį prievadą/AD

4. Garsiakalbis- 4 omai 3 vatai 53 mm kvadratinis garsiakalbis 36 mm išorinio magnetinio putplasčio krašto sidabrinis dangtelis

5. „Micro SD“kortelė 8 GB

6. MPU6050 3 ašių analoginis giroskopo jutiklis

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 mikrovaldiklio plokštė (naudojami beveik visi kaiščiai!)

8. DS3231 Precision RTC - žadintuvo modulis

9. „Powerbank JETech“3400 mAh

10. Universalus „pasidaryk pats“PCBA Qi belaidžio įkroviklio imtuvo modulis - mėlyna + juoda

11. Prototipo PCB plokštė „Protoboard“konservuota universali duonos lentos prototipų sudarymas be litavimo FR4 PCB dvipusis 5x7 cm 50x70 mm FR4

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

13. 1x1kOhm rezistorius, siekiant apriboti bazinę srovę, 3x220Ohms 0, 5 w (lygiagrečiai! Kad atitiktų galingumą - galima naudoti didesnį spec rezistorių, aš juos turėjau) dabartinei apkrovai tarp emiterio ir kolektoriaus. 2x1 kOhms TX ir RX linijai tarp „Arduino“ir „DFplayer“, kad būtų pašalintas triukšmas - čia neturėjau problemų.

14. Kai kurie standartiniai „pasidaryk pats“elektronikos dalykai - lituoklis, lituoklis, kirpimo mašina, jungtys, kabeliai…

14. Daug energijos ir pora valandų surinkti:)

Bendra aukščiau nurodytų komponentų kaina ~ 30-35 € - dažniausiai iš aliexpress.com ir dx.com. Siuntimas užtrunka, bet kaina puiki.

2 žingsnis: Elektronikos ryšys

Aš nepiešiau maketo ir nenaudojau jokių patogių įrankių, tokių kaip „Fritzing“ar pan. Tikriausiai vėliau. Žemiau pateiktame aprašyme parodytas ryšys. Visi nepaminėti kaiščiai nėra prijungti.

Litavimo metu aš nuolat matavau linijų sujungimą, taip pat buvo atliktas galutinis patikrinimas su sumontuotais komponentais. Nieko nėra erzinančio, kaip surinkti vieną blogą jungtį. Labiausiai rūpinasi GND ir įtampa +.

Bet kurio komponento kaiščio išdėstymą galima rasti „Google“.

LC ekranas

LED ---- GND

LED+--- Nuo 220 omų iki 5 V maitinimo bloko

DB7 --- „Arduino D2“

DB6 --- „Arduino D3“

DB5 --- „Arduino D7“

DB4 --- „Arduino D8“

E --- „Arduino A1“/15 kaištis

R/W --- GND

RS --- „Arduino A0“/kaištis 14

V0 --- 10Kohm potenciometras Rx (kontrastui reguliuoti)

VDD --- „Powerbank“+5V

VSS --- GND

DFPlayer MP3 grotuvas

VCC ---+5V „Powerbank“

RX --- programinė įranga serijinis „Arduino D5“(galimas per 1 kOhm rezistorių, jei kyla triukšmo problemų)

TX --- programinė įranga serijinis „Arduino D9“(galimas per 1 kOhm rezistorių, jei kyla triukšmo problemų)

SPK1 --- Garsiakalbis +

GND --- „Powerbank GND“

SPK2 --- Garsiakalbis-

Užimtas --- „Arduino A7“

GND --- GND

NFC522 RFID skaitytuvas

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- „Arduino D12“

MOSI --- „Arduino D11“

SCK --- „Arduino D13“

SDA --- „Arduino D10“

IMO 6050 giroskopo jutiklis

VCC --- „Arduino 3.3V“

GND --- GND „Powerbank“

SCL --- „Arduino A5“/SCL

SDA --- „Arduino A4“/SDA

ADO ---+3.3V (aukštas signalas) I2C adresui 0x69

DS3231 Laikrodis realiu laiku

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- „Arduino A4“/SDA

SCL --- „Arduino A5“/SCL

GND --- GND

Esamos apkrovos paleidiklis

2N3904 skleidėjas - GND

2N3904 bazė - per 1 kOhm į „Arduino D6“

2N3904 kolektorius - per 3x220Ohms (lygiagrečiai! - galima naudoti didesnį specifinį rezistorių, aš turėjau) iki +5V

„Powerbank“

„Powerbank“V+ ir GND linijos prijungtos per moterišką USB jungtį prie maitinimo jungties ir prijungtos prie „Arduino“Vin/GND). „Powerbank“įjungiamas per mikrojungiklį dangtelio plokštėje. Lituodavau mikro jungiklį prie V+ per apkrovos rezistorių į GND, kad imituotų apkrovos būseną ir ją įjungčiau. Po to dabartinė apkrova neleidžia jam išsijungti.

+5V - maitinimo jungtis plokštėje +5V

GND -GND maitinimo jungtis

+5 V maitinimo bloko - apkrovos rezistorius - mikrojungiklis A kaištis

GND - mikro jungiklio kaištis B

3 žingsnis: Elektronikos surinkimas

Plokštės komponentai - MP3 grotuvas, RTC, IMU, „Arduino“yra sumontuoti į lizdus. Pasirinkimo ir aukštyn/žemyn klavišai, RFID, skystųjų kristalų ekranas ir maitinimas yra prijungti per pakankamai lituotus „juostinius kabelius“, kad jie tilptų į dėžę vėliau.

Mikrojungiklis, skirtas įjungti „Powerbank“, yra fiksuotas dangtelis - nerodomas kompiuteriuose.

Sąrankai išbandyti naudojau fiksuotą maitinimo šaltinį.

Surinkdamas aš išbandžiau kiekvieną komponentą atskirai -> čia labai naudingi „Arduino“eskizų pavyzdžiai.

Kadangi „Powerbank“automatiškai išsijungė esant silpnai srovei, aš įtraukiau tranzistoriaus valdomą apkrovos smailę kas 15 sekundžių 100 ms per 70 omų rezistorių (iš tikrųjų 3 lygiagrečios 220 omų, kad būtų pakankamai energijos, tai tik trumpas pikas trys rezistoriai dalinsis srove ir todėl nebus naudojami aukščiau specifikacijų).

Vėliau paaiškėjo, kad „Mini DFPlayer“nuolat traukia> 70 mA. Kadangi automatinį „Powerbank“išjungimą naudojau ir dėžutei išjungti (nebesukeliant dabartinės apkrovos), dabar turiu tai apgalvoti.

Vis dar kyla problemų dėl „Arduino“ir „DFplayer“miego režimo, kad sumažėtų srovė - srovė nenukrenta žemiau slenksčio, kad būtų galima išjungti. Atsiliepimai laukiami.

Pastaba: antrajai dėžutei turėjau iš naujo užsisakyti kitą galios banką, nes užmušiau savo pradinį elektroniką. Ir pažiūrėkite čia - šis maitinimo blokas išsijungia praėjus 10 sekundžių po to, kai nustojau sukelti apkrovos srovę -> išjungimas veikia dabar.

Belaidžio įkrovimo imtuvas yra prijungtas prie „Powerbank“įkrovimo USB. Įkroviklio bazė yra įmontuota į įkroviklio dėžutę, atspausdintą mano 3D spausdintuvu.

4 žingsnis: programinė įranga

Programinę įrangą galima rasti github

Programavimas yra įdomus, man patinka pradėti nuo greito pavyzdžių branduolio ir toliau tobulėti. Kadangi aš iš tikrųjų nedarau tolesnių specifikacijų, funkcijų planavimo ir struktūrinių programų planų, galų gale gaunu tam tikrą veikiantį, bet ne tikrai elegantišką kodą. Tai visada yra užduotis -> daugiau eikite į objektus, atskirkite.h ir.cpp…

Tačiau aš noriu, kad viskas veiktų greitai, todėl daugeliu atvejų aš ten einu ne pačiu efektyviausiu keliu.

Tačiau puiku - kai tik HW veikia, galima pradėti daryti įvairius dalykus.

Aš naudoju arduino IDE, reikia kelių bibliotekų - tiesiog padaryta su arduino IDE bibliotekos valdytoju.

Taigi mano dabartinė programinės įrangos versija palaiko:

Sveikinimo pranešimas

Garsas (duh)

Kairė/dešinė langelio pakreipimas, jei norite perjungti į ankstesnę/kitą dainą ir jei RFID išjungtas į kitą aplanką pirmyn ir atgal.

Pristabdyti/leisti (duh)

Inicijuoti, išmokti naujo RFID - aplankas priskiriamas pagal kitą RFID kitą SD kortelės aplanką. Duomenys saugomi „Arduino EEPROM“

Leisti aplanką, priskirtą RFID-priskirti RFID aplankui per mokymosi funkciją

Įkelkite ir išsaugokite parametrus, kad įgalintumėte išsaugotus nustatymus. Gamykliniai nustatymai:)

Laikrodžio ir datos nustatymas.

Įjungti/išjungti žadintuvą, nustatyti žadintuvo valandą ir minutę, paleisti fiksuotą žadintuvo dainą.

Išjunkite RFID - leiskite mp3 be jo.

Dar keletas idėjų mano sąraše - dar reikia įgyvendinti

Rodyti temperatūrą (RTC gali tai padaryti - ji matuoja temperatūrą, kad kompensuotų kvarco poveikį)

Sukratę pradėkite juoktis, Nustatykite žadintuvo dainą

Pasirinkite, kuris aplankas priskiriamas RFID mokymosi režimu

Saugoti aplankų priskyrimą ir paskutinę dainą, grojamą RFID mikroschemoje - pakartotinis naudojimas tarp dėžių (aš kuriu kitą - du vaikai prisimena …?)

įjungti išjungimą -tai kol kas neveikia neprisijungus prie USB -> šiuo nustatymu sumažinta dabartinė „Powerbank“apkrova.

Informacija apie aplankų struktūrą SD kortelėje

Turėjau keletą mp3 garso knygų ir muzikos savo vaikams. Taigi aš panaudojau kai kuriuos „Linux“scenarijus, kad dainas paversčiau tinkamu pavadinimu. Aplankai turi būti pavadinti iš eilės dviejų skaitmenų skaičiais (t. Y. „00“, „01“, „02“…). Ten esančias dainas reikia pavadinti trijų skaitmenų skaičiais (pvz., „001.mp3“, „002.mp3“, …).

Mano įjungtas sveikinimo mp3 („Sveiki, aš esu jūsų žaislų dėžutė …“) saugomas aplanke „99“kaip „001.mp3“.

Scenarijus nėra idioto įrodymas ir turėtų būti naudojamas tik „kopijų“kataloge, o ne originaluose.

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

5 veiksmas: dėžutės spausdinimas ir surinkimas

Taigi dabar HW ir SW veikia - man reikia dėžutės!

Puiki vieta pradėti nuo „Tinkercad“- man tai patinka! Paprasta naudoti ir jūs gaunate viską, ko norite. Remdamasi didžiulė bendruomene ir daugybe puikių pavyzdžių iš protingų „tinkerių“.

Į tai galima lengvai patekti amžinai - čia vienas pakeitimas, ten naujas laikiklis, skylė,… naujas dizainas,….

Bet galų gale esu visiškai patenkintas dabartiniu dėžutės dizainu. Aš taip pat sukūriau įkroviklio pagrindinę dėžutę, į kurią buvo galima įdėti mp3 dėžutę… įkrovimui. Pažiūrėk čia

Spausdinimas užima daug laiko (~ 8-12 val. Ir daugiau), ir aš išbandžiau skirtingo storio linijas, o galiausiai likau prie spausdintuvų standartų. Dabartinėms dėžėms naudoju prototipo (iš pradžių atspausdinto pagal senesnį dizainą) dėžutes, tačiau naujausiame dizaine yra keletas naujų funkcijų, tvirtinimų, dalių, kurios sudaro kitą elementą mano darbų sąraše.

Ir dar vienas labai svarbus dalykas, kurį reikia padaryti: nusipirkti gražių drabužių dėžutei - bet tai bus mano žmonos sritis - su nekantrumu laukiu naujų dėžutės drabužių - netrukus …

Kai tik spaudiniai atvėsta ir buvo atliktas pagrindinis elektronikos bandymas už dėžutės ribų, turėjo būti atliktas galutinis surinkimas.

Dalims pritvirtinti naudojau karštus klijus - mikro jungiklį, LCD ir RFID imtuvą, pritvirtintą prie dangtelio plokštės. Naudojau dvipusę juostą, kad iš anksto pritvirtinčiau komponentus, o tada panaudojau karštus klijus, kad galutinai pritvirtinčiau taškus.

Tas pats su pagrindine dėžute. Pirmiausia pritvirtinkite įkrovimo imtuvo plokštę prie dėžutės žemės - čia gerai padėjo dvipusė juosta - ją reikia priderinti prie pagrindo vidurio, kad būtų pakankamai arti įkrovimo ritės, kai dėkite dėžutę ant įkroviklio pagrindo.

Tada „Powerbank“, dar kartą iš anksto pritvirtintas dvipuse, tada į „strateginius“taškus įpilkite karštų klijų. Garsiakalbį galima pritvirtinti gražiais klijų taškais prie paruoštų laikiklių - gražiai ir sandariai.

Galiausiai lenta - į 3D spausdinimo dizainą įtraukiau keletą mini tvirtinimo pagalvėlių, todėl plokštė ten vėl buvo gražiai pritvirtinta - kai kurie strateginiai karštų klijų taškai. Barškėjimas neturėtų išmesti dalykų - todėl šiam skyriau šiek tiek dėmesio.

Ir galiausiai naudokite kai kuriuos turimus mini varžtus (mano spausdinimo dizainas apėmė kai kuriuos 3M varžtų laikiklius, tačiau jie nelabai tinka tikriems varžtams)

6 žingsnis: baigta dėžutė - vis dėlto be drabužių

Ir štai dvi baigtos dėžutės mano vaikams. Jie jau atliko beta testavimą ir rado programinės įrangos klaidų;-).

Aš taip pat nusipirkau 20 pakuočių RFID M3 lipdukų.

Dabar turiu surinkti visas įmanomas mažas figūras ir priversti jas žaisti MP3 dėžutės žetonus. Pramogos tėčiui ir vaikams:)