Dječja MP3 glazbena kutija: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Kada sam tražio neke nove DIY projekte oko arduina, našao sam neke lijepe ideje o MP3 playerima za djecu temeljenim na RFID -u. A na tržištu postoji jedna sjajna profesionalna kutija za igračke - ovi momci vladaju. Napravili su sjajan posao od svoje pametne ideje. Provjerite - pronaći ćete njihovu stranicu!

Kako moje dvoje djece sve više počinje slušati audioknjige i glazbu, a i dalje koriste dobre stare kompaktne diskove sa svim problemima u rukovanju, odlučio sam izgraditi takvu kutiju za MP3 player s nekim lijepim značajkama kako bi postala izvrsna osoba igračka za njih. Nakon što sam nedavno kupio svoj prvi 3D pisač, činilo se da je ovaj projekt neko dobro igralište za ronjenje u 3D ispisu.

Tako sam krenuo u fazu koncepta - koje značajke bih htio implementirati - RFID, MP3 player, WLAN (otkazano kasnije), IMU kontrolu, LCD zaslon, budilicu, bežično punjenje … Trebalo je malo istražiti koje komponente bi mi trebale. Koje komponente bih mogao ponovno upotrijebiti? Još sam imao IMU, LCD modul, neke Arduino nano.

S nekim iskustvom u lemljenju i mjerenju sklop je izvediv u roku od 1-2 nakon radnih sesija.

Ispis kutije, koja se sastoji od baze, pokrovne ploče i stanice za punjenje, traje neko vrijeme (12+ sati, ovisno o postavkama pisača i rezača), ali to sam učinio tijekom lemljenja.

Korak 1: Komponente

Komponente su u međuvremenu doista mainstream. Ovdje je popis komponenti koje sam koristio za ovaj projekt.

1. LCD zaslon 1602 2x16 velikih znakova 5 V 122*44 MM plavo

2. RFID čitač- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 player - DFPlayer Mini MP3 player Modul MP3 ploča za dekodiranje glasa za Arduino koji podržava TF karticu U -Disk IO/serijski port/AD

4. Zvučnik- 4 ohm 3Watt 53MM kvadratni zvučnik 36MM vanjski magnetski rub sa srebrnom kapom

5. Micro SD kartica 8 GB

6. Analogni žiroskop senzor s 3 osi MPU6050

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 ploča mikrokontrolera (gotovo svi korišteni pinovi!)

8. DS3231 Precision RTC - Modul alarma

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Univerzalni DIY PCBA Qi bežični modul prijamnika punjača - plavi + crni

11. Prototip PCB ploče Protoboard ploče Konzervirane univerzalne ploče za izradu prototipa Lemljenje FR4 PCB Dvostrano 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. 1x1kOhm otpornik za ograničenje osnovne struje, 3x220Ohms 0, 5 w (paralelno! Za snagu - može se koristiti otpornik veće specifikacije, imao sam ih) za strujno opterećenje između emitera i kolektora. 2x1 kOhms za TX i RX liniju između Arduina i DFplayera za ubijanje buke - ovdje nisam imao problema.

14. Neke standardne DIY elektroničke stvari - lemilica, lem, škare, konektori, kabeli …

14. Puno energije i par sati za sastavljanje:)

Ukupna cijena gornjih komponenti ~ 30-35 € - uglavnom sa aliexpress.com i dx.com. Dostava traje neko vrijeme, ali cijena je super.

Korak 2: Povezivanje elektronike

Nisam nacrtao izgled, niti sam koristio bilo koji zgodan alat poput Fritzinga ili slično. Vjerojatno kasnije. Donji opis prikazuje povezivost. Svi pinovi koji nisu spomenuti nisu povezani.

Tijekom lemljenja nastavio sam mjeriti povezanost vodova, također je izvršena i krajnja provjera s montiranim komponentama. Ništa dosadnije od traženja jedne loše veze nakon što je sve sastavljeno. Najviše brige o GND i naponu +.

Raspored pinova bilo koje komponente dostupan je putem google -a.

LC zaslon

LED ---- GND

LED+--- Preko 220Ohm do 5V powerbank

DB7 --- Arduino D2

DB6 --- Arduino D3

DB5 --- Arduino D7

DB4 --- Arduino D8

E --- Arduino A1/Pin 15

R/W --- GND

RS --- Arduino A0/Pin 14

V0 --- 10Kohm potenciometar Rx (za podešavanje kontrasta)

VDD --- Powerbank +5V

VSS --- GND

DFPlayer MP3 player

VCC ---+5V Powerbank

RX --- softverski serijski Arduino D5 (potencijalno preko otpornika od 1 kOhm u slučaju problema s bukom)

TX --- softverski serijski Arduino D9 (potencijalno preko otpornika od 1 kOhm u slučaju problema s bukom)

SPK1 --- Zvučnik +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Zvučnik-

Zauzet --- Arduino A7

GND --- GND

NFC522 RFID čitač

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

Žiroskopski senzor IMU 6050

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO ---+3,3 V (visoki signal) za I2C adresu 0x69

DS3231 Sat u stvarnom vremenu

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Okidač strujnog opterećenja

2N3904 odašiljač - GND

2N3904 baza - preko 1 kOhm do Arduina D6

2N3904 kolektor - preko 3x220Ohms (paralelno! - može se koristiti otpornik veće specifikacije, imao sam ih) do +5V

Moćna banka

V+ i GND linije Powerbank spojene preko ženskog USB priključka na priključak za napajanje na ploči i spojene na Vin/GND iz Arduina). Powerbank se uključuje pomoću mikroprekidača na poklopcu. Lemio sam mikroprekidač na V+ kroz otpornik opterećenja na GND kako bih simulirao stanje opterećenja i uključio ga. Nakon toga strujno opterećenje sprječava njegovo isključivanje.

+5V - Konektor za napajanje na ploči +5V

GND -Priključak za napajanje na ploči GND

+5V powerbank - otpornik opterećenja - mikroprekidač Pin A

GND - pin mikroprekidača B

Korak 3: Montaža elektronike

Komponente ploče - MP3 player, RTC, IMU, Arduino ugrađene su u utičnice. Tipke za odabir i gore/dolje, RFID, LCD i napajanje povezane su samozalemljenim 'pojasnim kabelima' dovoljno dugo da se kasnije stave u kutiju.

Mikroprekidač za uključivanje powerbank je fiksna pokrovna ploča - nije prikazano na slikama.

Koristio sam fiksno napajanje za testiranje postavki.

Prilikom sastavljanja testirao sam svaku komponentu pojedinačno -> primjeri Arduino skica za komponente ovdje su od velike pomoći.

Kako je powerbank imao automatsko isključivanje koje je radilo pri slaboj struji, uključio sam tranzistorsko opterećenje koje je kontrolirano svakih 15 sekundi tijekom 100 ms preko otpornika od 70 Ohma (zapravo 3 paralelna 220 Ohma za dovoljnu snagu, to je samo kratki vrhunac tri otpornika dijelit će struju i stoga neće raditi iznad specifikacija).

Kasnije se pokazalo da Mini DFPlayer neprestano vuče> 70mA. Kako sam koristio automatsko isključivanje powerbank-a i za isključivanje kutije (više ne aktivirajući trenutno opterećenje), sada moram ovo ponovno razmisliti.

Još uvijek imate problema sa načinom spavanja Arduina i DFplayera za smanjenje struje - struja ne pada ispod praga kako bi se omogućilo isključivanje. Povratne informacije dobrodošle.

Napomena: za drugi Box morao sam promijeniti redoslijed drugog powerbank -a jer sam ubio elektroniku svog početnog. I pogledajte ovdje - ova powerbank isključuje se 10 sekundi nakon što prestanem aktivirati struju opterećenja -> off sada radi.

Bežični prijemnik za punjenje uključen je u USB bank za punjenje. Baza punjača ugrađena je u kutiju za punjač, ispisana mojim 3D pisačem.

Korak 4: Softver

Softver dostupan na githubu

Programiranje je zabavno, volim početi s brzom jezgrom primjera i dalje se razvijati. Kako zapravo ne radim slijedeće specifikacije, planiranje značajki i strukturirane programske planove, na kraju dobijem neki radni, ali ne baš elegantan kod. Ovo je uvijek zadatak -> idite više u objekte, odvojite ih u.h i.cpp…

Međutim, želim postići da stvar radi brzo pa u mnogim slučajevima ne stignem na najučinkovitiji način.

Ali sjajna stvar je - čim HW radi, možete početi raditi razne stvari.

Koristio sam arduino IDE, potrebno je nekoliko knjižnica - jednostavno s arduino IDE upraviteljem knjižnica.

Dakle, moja trenutna verzija softvera podržava:

Poruka dobrodošlice

Volumen (duh)

Nagib okvira ulijevo/udesno za prelazak na prethodnu/sljedeću pjesmu i ako je RFID deaktiviran u sljedeću mapu kroz naprijed -natrag.

Pauziraj/pusti (duh)

Inicijalizirajte, naučite novu RFID - mapa se dodjeljuje na temelju sljedeće RFID sljedeće mape SD kartice. Podaci se pohranjuju u Arduino EEPROM

Reproduciraj mapu dodijeljenu RFID-u-dodijeli RFID u mapu putem funkcije učenja

Učitajte i spremite parametre kako biste omogućili spremljene postavke. Vraćanje na tvorničke postavke:)

Postavka sata i datuma.

Uključivanje/isključivanje alarma, postavljanje sata i minuta alarma, reprodukcija fiksne pjesme za alarm.

Isključite RFID - reproducirajte mp3 bez njega.

Još neke ideje na mom popisu - tek se trebaju provesti

Pokaži temperaturu (RTC to može učiniti - mjeri temperaturu kako bi kompenzirao utjecaj na kvarc)

Počni se smijati kad te potrese, Postavite pjesmu za alarm

Odaberite koja je mapa dodijeljena RFID -u u načinu učenja

Spremi dodjelu mapa i zadnju pjesmu koja se svira na RFID čipu - mogućnost ponovne upotrebe između kutija (pravim drugu - dvoje djece se sjećaju …?)

omogućiti isključivanje -ovo zasad ne radi bez povezivanja na USB -> u ovoj postavci smanjuje se strujno opterećenje putem Powerbank.

Podaci o strukturi mapa na SD kartici

Imao sam spremljene neke mp3 audio knjige i glazbu za svoju djecu. Tako sam upotrijebio neke skripte za Linux za pretvaranje pjesama u pravo ime. Mape se moraju imenovati dvoznamenkastim brojevima (npr. "00", "01", "02" …). Pjesme tamo moraju biti imenovane troznamenkastim brojevima (npr. "001.mp3", "002.mp3",…).

Moj mp3 za uključivanje dobrodošlice ("Zdravo, ja sam tvoja kutija za igračke …") pohranjen je u mapi "99" kao "001.mp3".

Skripta nije dokaz idiota i trebala bi se koristiti samo u direktoriju "kopija", a ne na izvornicima.

#!/bin/bashlet i = 1 za datoteku u *.mp3 do if (($ i <10)); zatim mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); zatim mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi neka i ++ učinjeno

Korak 5: Ispis i sastavljanje kutije

Dakle, sada HW i SW rade - treba mi KUTIJA!

Sjajno mjesto za početak je Tinkercad - sviđa mi se! Jednostavan za korištenje i dobit ćete sve što želite. Nadovezujući se na ogromnu zajednicu i puno sjajnih primjera pametnih "Tinkerers".

U ovo se lako može zauvijek ući - ovdje jedna promjena, tamo novi nosač, rupa, … novi dizajn,….

Ali na kraju sam potpuno zadovoljan trenutnim dizajnom kutije. Izgradio sam i osnovnu kutiju za punjač na koju ću staviti mp3 kutiju za … punjenje. vidi ovdje

Ispisivanje oduzima puno vremena (~ 8-12 sati i više) i testirao sam s različitim debljinama linija. Na kraju sam ostao pri standardima pisača. Za trenutne kutije koristim prototipove (inicijalno tiskane na temelju starijeg dizajna) kutije, međutim najnoviji dizajn ima neke nove značajke, nosače, cjeline koje čine još jednu stavku na mojem popisu obaveza.

I jedna vrlo važna stvar koju još treba učiniti: nabavite lijepu odjeću za kutiju - ali ovo će biti domena moje supruge - radujem se novoj odjeći kutije - uskoro …

Čim se ispisi ohlade i izvrši osnovno ispitivanje elektronike izvan kutije, trebalo je izvršiti završnu montažu.

Za pričvršćivanje dijelova upotrijebio sam vruće ljepilo - mikro prekidač, LCD i RFID prijamnik pričvršćen na pokrovnu ploču. Koristio sam dvostranu traku za prethodno učvršćivanje komponenti, a zatim sam vrućim ljepilom stavio neke završne točke pričvršćivanja.

Isto je i s osnovnom kutijom. Prvo pričvrstite ploču prijemnika za punjenje na tlo kutije - dvostrana traka je ovdje odradila dobar posao - potrebno ju je namjestiti na sredinu baze tako da bude dovoljno blizu zavojnice za punjenje kada stavite kutiju na vrh baze punjača.

Zatim powerbank, ponovno prethodno učvrstite dvostrano, a zatim stavite malo vrućeg ljepila na 'strateške' točke. Zvučnik se može pričvrstiti lijepim točkama ljepila na pripremljene nosače - lijepo i čvrsto.

Konačno, ploča - u dizajn 3D ispisa uključio sam neke mini jastučiće za postavljanje, pa je ploča tamo uredno uklopila - opet - neke strateške točke vrućeg ljepila. Zveckanje ne bi trebalo razbacati stvari - pa sam ovom posvetio malo pažnje.

I na kraju upotrijebite neke dostupne mini vijke (moj dizajn ispisa uključivao je neke 3M držače za vijke, ali oni zapravo nisu izvrsni za prave vijke)

Korak 6: Gotova kutija - ali bez odjeće

A evo dvije gotove kutije za moju djecu. Već su obavili beta testiranje i pronašli programske greške;-).

Kupio sam i 20 pakiranja RFID M3 naljepnica.

Sada moram prikupiti sve moguće male figure i natjerati ih da igraju žetone za MP3 box. Zabava za oca i djecu:)