Gyermek MP3 Music Box: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Amikor új DIY projekteket kerestem az arduino környékén, találtam néhány jó ötletet az RFID -alapú MP3 -lejátszókról gyerekeknek. És van egy nagyszerű professzionális játékdoboz a piacon - ezek a srácok uralkodnak. Nagyszerű üzletet csináltak okos ötletükből. Nézze meg - megtalálja az oldalukat!

Miközben két gyermekem egyre gyakrabban kezd hangoskönyveket és zenét hallgatni, és továbbra is a régi jó kompaktlemezeket használja minden kezelési nehézséggel, úgy döntöttem, hogy egy ilyen MP3 -lejátszó dobozt építek fel néhány szép funkcióval, hogy nagyszerű egyéniség legyen. játék nekik. Miután nemrég megvettem az első 3D nyomtatómat, ez a projekt jó játszótérnek tűnt a 3D nyomtatáshoz.

Elkezdtem tehát a koncepció fázisába - mely funkciókat szeretném megvalósítani - RFID, MP3 lejátszó, WLAN (később törölték), IMU vezérlés, LCD kijelző, ébresztőóra, vezeték nélküli töltés … Kell némi kutatás, milyen alkatrészekre lenne szükségem. Milyen összetevőket használhatnék újra? Volt még IMU, LCD modulom, néhány Arduino nanomotorom.

Némi tapasztalattal a forrasztásban és a mérésben a szerelvény 1-2 munkanapon belül elvégezhető.

Az alapból, fedőlapból és töltőállomásból álló doboz nyomtatása némi időt vesz igénybe (12+ óra a nyomtatótól és a szeletelő beállításaitól függően), de ezt a forrasztás során tettem.

1. lépés: Alkatrészek

Az összetevők eközben valóban mainstreamek. Itt található a projektben használt összetevők listája.

1. LCD kijelző 1602 2x16 nagy karakter 5 V 122*44 MM kék

2. RFID olvasó- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 lejátszó - DFPlayer Mini MP3 lejátszó modul MP3 Voice Decode Board Az Arduino támogatásához TF kártya U -Disk IO/soros port/AD

4. Hangszóró- 4 ohm 3 watt 53 mm-es négyszögletes hangszóró 36 mm-es külső mágneses habszegély ezüstös sapka

5. Micro SD kártya 8 GB

6. MPU6050 3 tengelyes analóg giroszkóp érzékelő

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 mikrovezérlő kártya (majdnem minden érintkezőt használtak!)

8. DS3231 Precision RTC - Ébresztőóra modul

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Univerzális DIY PCBA Qi vezeték nélküli töltő -vevő modul - kék + fekete

11. Prototípus NYÁK-lemez Protoboard Ónozott univerzális kenyértábla Prototípus forrasztás nélküli FR4 NYÁK Kétoldalas 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. 1x1kOhm ellenállás az alapáram korlátozására, 3x220Ohms 0, 5 w (párhuzamosan! A teljesítmény kielégítésére - magasabb specifikációjú ellenállást is használhatok, nekem ezek voltak) az emitter és a kollektor közötti áramterheléshez. 2x1 kOhms TX és RX vonalhoz az Arduino és a DFplayer között, hogy elnyomja a zajt - itt nem volt probléma.

14. Néhány szokásos barkács elektronikai cucc - forrasztópáka, forrasztópáka, vágógép, csatlakozók, kábelek…

14. Sok energia és pár óra az összeszereléshez:)

A fenti alkatrészek teljes ára ~ 30-35 € - főleg az aliexpress.com -ról és a dx.com -ról. A szállítás eltart egy ideig, de az ár szuper.

2. lépés: Elektronikai kapcsolat

Nem rajzoltam elrendezést, és nem használtam olyan praktikus eszközt, mint a Fritzing vagy hasonló. Valószínűleg egy későbbi időpontban. Az alábbi leírás a csatlakozást mutatja. Minden nem említett csap nincs csatlakoztatva.

A forrasztás során folyamatosan mértem a vezetékek csatlakoztathatóságát, a végső ellenőrzést a szerelt alkatrészekkel is elvégeztem. Semmi sem bosszantóbb annál, mint hogy összeszerelt állapotban egy rossz kapcsolatot kell keresnie. A legnagyobb gond a GND és a feszültség +.

Bármely komponens tűelrendezése elérhető a Google -on keresztül.

LC kijelző

LED ---- GND

LED+--- 220Ohm-ról 5V-os powerbankra

DB7 --- Arduino D2

DB6 --- Arduino D3

DB5 --- Arduino D7

DB4 --- Arduino D8

E --- Arduino A1/15. tű

R/W --- GND

RS --- Arduino A0/14. láb

V0 --- 10Kohm potenciométer Rx (a kontraszt beállításához)

VDD --- Powerbank +5V

VSS --- GND

DFPlayer MP3 lejátszó

VCC ---+5V Powerbank

RX --- szoftver soros Arduino D5 (potenciálisan 1 kOhm ellenálláson keresztül zajproblémák esetén)

TX --- szoftver soros Arduino D9 (potenciálisan 1 kOhm ellenálláson keresztül zajproblémák esetén)

SPK1 --- Hangszóró +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Hangszóró-

Foglalt --- Arduino A7

GND --- GND

NFC522 RFID olvasó

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

IMU 6050 giroszkóp

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO ---+3.3V (magas jel) az I2C címhez 0x69

DS3231 Valós idejű óra

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Jelenlegi terhelésindító

2N3904 emitter - GND

2N3904 alap - 1 kOhm -on keresztül az Arduino D6 -hoz

2N3904 kollektor - 3x220 Ohm -on keresztül (párhuzamos! - lehet használni egy magasabb specifikációjú ellenállást, nekem volt ilyen) +5V -ra

Hordozható töltő

A Powerbank V+ és GND vonalai egy női USB -csatlakozón keresztül a fedélzeti tápcsatlakozóhoz csatlakoznak, és az Arduino Vin/GND -hez csatlakoznak). A powerbank a fedőlapon lévő mikrokapcsolón keresztül kapcsol be. Egy mikrokapcsolót forrasztottam V+ -ra egy terhelési ellenálláson keresztül a GND -hez, hogy szimulálja a terhelési állapotot és bekapcsolja. Ezt követően az aktuális terhelés megakadályozza a kikapcsolást.

+5V - Tápcsatlakozó a fedélzeten +5V

GND -Tápcsatlakozó a GND fedélzetén

+5V powerbank - terhelési ellenállás - mikrokapcsoló A pin

GND - mikrokapcsoló B csap

3. lépés: Elektronikai összeszerelés

A tábla alkatrészei - MP3 lejátszó, RTC, IMU, Arduino aljzatokba vannak szerelve. A kiválasztó és fel/le gombok, az RFID, az LCD és a tápellátás önforrasztott „sávos kábelekkel” vannak csatlakoztatva, amelyek elég hosszúak ahhoz, hogy később beférjenek a dobozba.

A powerbank bekapcsolására szolgáló mikrokapcsoló rögzített fedőlap - nem látható a számítógépházban.

Rögzített tápegységet használtam a beállítás tesztelésére.

Összeszereléskor minden komponenst külön -külön teszteltem -> példa Arduino vázlatok az alkatrészekre itt nagyon hasznosak.

Mivel a powerbank automatikus kikapcsolása alacsony árammal működött, egy tranzisztoros vezérlésű terhelési csúcsot 15 másodpercenként 100 ms-ig beleraktam egy 70 ohmos ellenálláson keresztül (valójában 3 párhuzamos 220 ohm elegendő teljesítmény kielégítésére, ez csak egy rövid csúcs, de a három ellenállás megosztja az áramot, és ezért nem működnek a specifikációk felett).

Később kiderült, hogy a Mini DFPlayer folyamatosan> 70 mA -t húz. Mivel a powerbank automatikus kikapcsolását is használtam a doboz kikapcsolásához (azáltal, hogy már nem indítottam el az aktuális terhelést), most újra kell gondolnom ezt.

Még mindig gondjai vannak az Arduino és a DFplayer alvó üzemmódjával az áram csökkentésére - az áram nem esik a küszöb alá, hogy lehetővé tegye a kikapcsolást. Visszajelzést szívesen fogadunk.

Megjegyzés: a második dobozhoz egy másik powerbankot kellett átrendeznem, mert megöltem az első elektronikáját. És nézze meg itt - ez a powerbank kikapcsol 10 másodperccel azután, hogy abbahagyom a terhelési áram kiváltását -> a kikapcsolás most működik.

A vezeték nélküli töltővevő csatlakoztatva van a powerbank töltő usb -hez. A töltőállvány egy töltődobozba van beépítve, amelyet a 3D nyomtatóm nyomtat.

4. lépés: Szoftver

A szoftver elérhető a github -on

A programozás szórakoztató, szeretek a példák gyors magjával kezdeni, és tovább fejlődni. Mivel nem igazán végzem az ebből következő specifikációkat, funkciótervezést és strukturált programterveket, végül egy működő, de nem igazán elegáns kódot kapok. Ez mindig feladat -> menj inkább az objektumokba, különítsd el a.h és a.cpp fájlokat …

Szeretném azonban gyorsan működtetni a dolgot, így sok esetben nem a leghatékonyabb úton jutok el oda.

De a nagyszerű dolog - amint a HW működik, elkezdhet mindenfélét csinálni.

Az arduino IDE -t használtam, néhány könyvtár szükséges - egyszerűen az arduino IDE könyvtárkezelővel.

Tehát a szoftver jelenlegi verziója támogatja:

Üdvözlő üzenet

Hangerő (duh)

A doboz balra/jobbra döntése az előző/következő dalra váltáshoz, és ha az RFID deaktiválva van a következő mappába, oda -vissza.

Szünet/lejátszás (duh)

Inicializálás, új RFID megismerése - a mappa a következő RFID következő SD -kártya mappa alapján van hozzárendelve. Az adatokat az Arduino EEPROM tárolja

Az RFID-hez rendelt mappa lejátszása-az RFID hozzárendelése a mappához a tanulási funkció segítségével

Töltse be és mentse el a paramétereket a mentett beállítások engedélyezéséhez. Gyári beállítások visszaállítása:)

Óra és dátum beállítása.

Riasztás be- és kikapcsolása, ébresztési óra és perc beállítása, rögzített dal lejátszása riasztáshoz.

Kapcsolja ki az RFID -t - játsszon mp3 -t anélkül.

Még néhány ötlet a listámon - még megvalósításra vár

Mutasd a hőmérsékletet (az RTC képes erre - méri a hőmérsékletet, hogy kiegyenlítse a kvarc hatását)

Rázkódáskor kezdj el nevetni, Állítsa be a dalt ébresztéshez

Válassza ki, hogy melyik mappa van hozzárendelve az RFID -hez tanulási módban

A mappa hozzárendelésének tárolása és az utolsó dal lejátszása RFID chipen - újrafelhasználhatóság a dobozok között (építek egy másikat - két gyerek emlékszik …?)

kikapcsolás engedélyezése -ez egyelőre nem működik, ha nincs USB -hez csatlakoztatva -> a Powerbank -on keresztül érkező terhelés csökken ebben a beállításban.

Információ az SD -kártya mappaszerkezetéről

Néhány mp3 hangoskönyvet és zenét tároltam a gyermekeim számára. Így néhány linuxos szkriptet használtam a dalok helyes elnevezésére történő átalakítására. A mappákat két számjegyű sorrendben kell elnevezni (pl. "00", "01", "02" …). Az ott található dalokat három számjegyű sorrendben kell elnevezni (például "001.mp3", "002.mp3",…).

A bekapcsoláskor üdvözlő mp3-om ("Hello, én vagyok a játékdobozod …") a "99" mappában "001.mp3" -ként van tárolva.

A szkript nem idióta bizonyíték, és csak egy "másolat" könyvtárban használható, és nem az eredetin.

#!/bin/bashlet i = 1 a *.mp3 fájlban, ha (($ i <10)); majd mv "$ fájl" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); majd mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi had i ++ done

5. lépés: A doboz nyomtatása és összeszerelése

Tehát most a HW és az SW működik - KELL egy doboz!

Nagyszerű kiindulópont a Tinkercad - imádom! Egyszerű használat, és mindent megkap, amit akar. Hatalmas közösségre építve, és sok nagyszerű példával az okos "Tinkererek" részéről.

Könnyen bele lehet ebbe menni örökre - itt egy változtatás, egy új rögzítés, lyuk,… új design,….

De végül teljesen elégedett vagyok a doboz jelenlegi kialakításával. Építettem egy alapdobozt is a töltőhöz, amire az mp3 dobozt fel lehet tölteni … lásd itt

A nyomtatás időbe telik (~ 8-12 óra és több), és különböző vonalvastagsággal teszteltem, a végén maradtam a nyomtatók szabványainál. A jelenlegi dobozoknál a prototípus (eredetileg régebbi tervezés alapján nyomtatott) dobozokat használom, azonban a legújabb kialakítás néhány új funkcióval, rögzítéssel, egészgel rendelkezik, amelyek egy másik elemet tesznek a teendőim listáján.

És még egy nagyon fontos tennivaló: szerezzen be néhány szép ruhát a dobozba - de ez lesz a feleségem domainje -, várva a doboz új ruháit - hamarosan…

Amint a nyomatok kihűltek, és az elektronika alaptesztjét elvégezték a dobozon kívül, a végső összeszerelést kellett elvégezni.

Az alkatrészek rögzítéséhez forró ragasztót használtam - Mikrókapcsoló, LCD és RFID vevő a fedőlaphoz rögzítve. Kétoldalas szalagot használtam az alkatrészek előzetes rögzítésére, majd a forró ragasztóval néhány végső rögzítési pontot helyeztem el.

Ugyanez a helyzet az alapdobozzal. Először rögzítse a töltővevő lemezt a doboz talajához - a kétoldalas szalag jó munkát végzett itt - az alap közepéhez kell igazítani, hogy elég közel legyen a töltőtekercshez, amikor a dobozt a töltőalap tetejére helyezi.

Ezután a powerbank, ismét kétoldalas előzetes rögzítés, majd tegyen forró ragasztót a „stratégiai” pontokra. A hangszórót néhány szép ragasztóponttal lehet rögzíteni az előkészített tartókon - szép és szoros.

Végül a tábla - a 3D nyomtatási tervbe néhány mini rögzítő párnát is beépítettem, így a tábla szépen illeszkedett - ismét - néhány stratégiai forró ragasztó ponttal. A csörömpölésnek nem szabad szétválasztania a dolgokat - ezért figyeltem erre.

És végül használjon néhány rendelkezésre álló mini csavart (a nyomtatási tervem tartalmazott néhány 3M csavaros rögzítést, de ezek nem igazán alkalmasak igazi csavarokhoz)

6. lépés: Kész doboz - mégis ruha nélkül

És itt van a két kész doboz a gyerekeimnek. Már végeztek néhány bétatesztet, és találtak néhány szoftverhibát;-).

Vettem egy 20 csomag RFID M3 matricát is.

Most össze kell gyűjtenem az összes lehetséges kis figurát, és el kell játszanom őket az MP3 doboz jelzőivel. Szórakozás apának és gyerekeknek:)