Bērnu MP3 mūzikas kaste: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Meklējot jaunus DIY projektus ap arduino, es atklāju dažas jaukas idejas par bērniem paredzētiem MP3 atskaņotājiem, kuru pamatā ir RFID. Un tirgū ir viena lieliska profesionāla rotaļlietu kaste - šie puiši valda. Viņi izveidoja lielisku biznesu no savas gudrās idejas. Pārbaudiet - jūs atradīsit viņu lapu!

Tā kā mani divi bērni arvien vairāk sāk klausīties audiogrāmatas un mūziku, un joprojām izmanto vecos labos kompaktdiskus ar visām problēmām, kas saistītas ar apstrādi, es nolēmu izveidot šādu MP3 atskaņotāja kasti ar dažām jaukām funkcijām, lai padarītu to par lielisku personību rotaļlieta viņiem. Pēc tam, kad nesen iegādājos savu pirmo 3D printeri, šis projekts šķita labs rotaļu laukums, kurā var ienirt arī 3D drukāšanā.

Tāpēc es sāku koncepcijas fāzi - kuras funkcijas es vēlos ieviest - RFID, MP3 atskaņotājs, WLAN (atcelts vēlāk), IMU vadība, LCD displejs, modinātājs, bezvadu uzlāde … Nepieciešams veikt izpēti, kādas sastāvdaļas man būtu vajadzīgas. Kādas sastāvdaļas es varētu izmantot atkārtoti? Man joprojām bija IMU, LCD modulis, daži Arduino nanos.

Ar zināmu pieredzi lodēšanas un mērīšanas mezglā var veikt 1-2 darba laikā pēc darba sesijām.

Kastes, kas sastāv no pamatnes, pārsega plāksnes un uzlādes stacijas, drukāšana prasa zināmu laiku (vairāk nekā 12 stundas atkarībā no printera un griezēja iestatījumiem), bet es to darīju lodēšanas laikā.

1. darbība: sastāvdaļas

Tikmēr komponenti ir patiešām populāri. Šeit ir komponentu saraksts, ko izmantoju šim projektam.

1. LCD displejs 1602 2x16 lieli simboli 5 V 122*44 MM zils

2. RFID lasītājs- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 atskaņotājs - DFPlayer Mini MP3 atskaņotāja modulis MP3 balss dekodēšanas dēlis Arduino, kas atbalsta TF kartes U diska IO/seriālo portu/AD

4. Skaļrunis- 4 omi 3 vati 53 mm kvadrātveida skaļrunis 36 mm ārējā magnētiskā putu malas sudrabainā vāciņš

5. Micro SD karte 8GB

6. MPU6050 3 asu analogais žiroskopa sensors

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 mikrokontroles panelis (tiek izmantotas gandrīz visas tapas!)

8. DS3231 Precision RTC - Modinātāja modulis

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Universāls DIY PCBA Qi bezvadu lādētāja uztvērēja modulis - zils + melns

11. Prototipa PCB dēlis Protoboard Konservēts universāls maizes dēļa prototips Solderless FR4 PCB Divpusējs 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. 1x1kOhm rezistors, lai ierobežotu bāzes strāvu, 3x220Ohms 0, 5 w (paralēli! Lai apmierinātu jaudu - var izmantot augstāku spec rezistoru, man bija šie) pašreizējai slodzei starp emitētāju un kolektoru. 2x1 kOhms TX un RX līnijai starp Arduino un DFplayer, lai iznīcinātu troksni - man šeit nebija problēmu.

14. Daži standarta DIY elektronikas sīkumi - lodāmurs, lodmetāls, griezējs, savienotāji, kabeļi…

14. Daudz enerģijas un pāris stundas salikt:)

Kopējā cena iepriekš minētajām sastāvdaļām ~ 30-35 € - pārsvarā no aliexpress.com un dx.com. Piegāde prasa zināmu laiku, bet cena ir lieliska.

2. darbība. Elektronikas savienojamība

Es neuzzīmēju izkārtojumu, kā arī neizmantoju nevienu parocīgu rīku, piemēram, Fritzing vai tamlīdzīgi. Iespējams, vēlāk. Apraksts zemāk parāda savienojamību. Visas tapas, kas nav minētas, nav savienotas.

Lodēšanas laikā es pastāvīgi mērīju līniju savienojamību, tika veikta gala pārbaude ar uzstādītām sastāvdaļām. Nav nekas kaitinošāks par to, ka pēc samontēšanas ir jāmeklē viens slikts savienojums. Visvairāk rūpējas par GND un spriegumu +.

Jebkuras sastāvdaļas pin izkārtojums ir pieejams, izmantojot Google.

LC displejs

LED ---- GND

LED+--- caur 220Ohm līdz 5V powerbank

DB7 --- Arduino D2

DB6 --- Arduino D3

DB5 --- Arduino D7

DB4 --- Arduino D8

E --- Arduino A1/15. tapa

R/W --- GND

RS --- Arduino A0/14. tapa

V0 --- 10Kohm potenciometrs Rx (lai pielāgotu kontrastu)

VDD --- Powerbank +5V

VSS --- GND

DFPlayer MP3 atskaņotājs

VCC ---+5V Powerbank

RX --- programmatūras sērijas Arduino D5 (iespējams, izmantojot 1 kOhm rezistoru trokšņa problēmu gadījumā)

TX --- programmatūras sērijas Arduino D9 (iespējams, izmantojot 1 kOhm rezistoru trokšņa problēmu gadījumā)

SPK1 --- skaļrunis +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- skaļrunis-

Aizņemts --- Arduino A7

GND --- GND

NFC522 RFID lasītājs

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

IMO 6050 žiroskopa sensors

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO ---+3.3V (augsts signāls) I2C adresei 0x69

DS3231 Reālā laika pulkstenis

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Pašreizējās slodzes aktivizētājs

2N3904 emitētājs - GND

2N3904 bāze - caur 1kOhm uz Arduino D6

2N3904 kolektors - caur 3x220Ohms (paralēli! - var izmantot augstāku specifisko rezistoru, man bija šie) līdz +5V

Powerbank

Powerbank V+ un GND līnijas, kas savienotas, izmantojot sieviešu USB savienotāju, uz borta barošanas savienotāju un savienotas ar Arduino Vin/GND). Powerbank tiek ieslēgts, izmantojot pārslēga plāksnē esošo mikroslēdzi. Es pielodēju mikroslēdzi uz V+ caur slodzes rezistoru uz GND, lai simulētu slodzes stāvokli un ieslēgtu to. Pēc tam pašreizējā slodze neļauj tai izslēgties.

+5V - barošanas savienotājs uz kuģa +5V

GND -strāvas savienotājs GND

+5V powerbank - slodzes rezistors - mikroslēdzis Pin A

GND - mikroslēdža tapa B

3. solis: elektronikas montāža

Plāksnes komponenti - MP3 atskaņotājs, RTC, IMU, Arduino ir uzstādīti kontaktligzdās. Izvēles un augšupvērstie/lejupvērstie taustiņi, RFID, LCD un barošana ir savienoti, izmantojot pašlodētus “joslas kabeļus”, kas ir pietiekami ilgi, lai vēlāk ietilptu kastē.

Mikroslēdzis, lai ieslēgtu barošanas bloku, ir fiksēts pārsegs - nav parādīts datoros.

Lai pārbaudītu iestatījumus, es izmantoju fiksētu barošanas avotu.

Saliekot, es pārbaudīju katru komponentu atsevišķi -> šeit ļoti palīdz komponentu Arduino skices.

Tā kā Powerbank darbojās automātiska izslēgšanās ar zemu strāvu, es ar 70 omu rezistoru (faktiski 3 paralēlas 220 omi, lai nodrošinātu pietiekamu jaudu) es iekļāvu tranzistora kontrolētu slodzes maksimumu ik pēc 15 sekundēm 100 ms. trīs rezistori dalīsies ar strāvu, un tāpēc tie netiks darbināti virs specifikācijām).

Vēlāk izrādījās, ka Mini DFPlayer nepārtraukti velk> 70 mA. Tā kā Powerbank automātisko izslēgšanos izmantoju arī kastes izslēgšanai (vairs neuzsākot pašreizējo slodzi), man tagad tas ir jāpārdomā.

Joprojām ir problēmas ar Arduino un DFplayer miega režīmu, lai samazinātu strāvu - strāva nesamazinās zem sliekšņa, lai varētu izslēgt. Atsauksmes laipni gaidītas.

Piezīme: otrajā kastē man bija jāpārkārto cita spēka banka, jo es nogalināju savas sākotnējās elektronikas. Un paskatieties šeit - šī barošanas banka izslēdzas 10 sekundes pēc tam, kad pārtraucu iedarbināt slodzes strāvu -> izslēgšana darbojas.

Bezvadu uzlādes uztvērējs ir pievienots powerbank uzlādes USB. Lādētāja pamatne ir iebūvēta lādētāja kastē, kas izdrukāta ar manu 3D printeri.

4. solis: programmatūra

Programmatūra pieejama vietnē github

Programmēšana ir jautra, man patīk sākt ar ātru piemēru kodolu un attīstīties tālāk. Tā kā es īsti neveicu specifikācijas, funkciju plānošanu un strukturētu programmu plānus, es galu galā saņemu kādu strādājošu, bet ne īsti elegantu kodu. Tas vienmēr ir uzdevums -> vairāk iedziļināties objektos, atdalīt.h un.cpp…

Tomēr es vēlos, lai lieta ātri darbotos, tāpēc daudzos gadījumos es nokļuvu ne pa visefektīvāko ceļu.

Bet lieliski - tiklīdz HW darbojas, var sākt darīt visādas lietas.

Es izmantoju arduino IDE, vajadzīgas pāris bibliotēkas - vienkārši darīts ar arduino IDE bibliotēkas pārvaldnieku.

Tātad mana pašreizējā programmatūras versija atbalsta:

Sveiciena ziņa

Skaļums (duh)

Kastes pagriešana pa kreisi/pa labi, lai pārslēgtos uz iepriekšējo/nākamo dziesmu un ja RFID deaktivizēts uz nākamo mapi, turp un atpakaļ.

Pauze/atskaņošana (duh)

Inicializēt, iemācīties jaunu RFID - mape tiek piešķirta, pamatojoties uz nākamo RFID nākamo SD kartes mapi. Dati tiek glabāti Arduino EEPROM

Atskaņot mapi, kas piešķirta RFID-piešķirt RFID mapei, izmantojot mācīšanās funkciju

Ielādējiet un saglabājiet parametrus, lai iespējotu iestatījumu saglabāšanu. Rūpnīcas režīma iestatīšana:)

Pulksteņa un datuma iestatīšana.

Ieslēdziet/izslēdziet modinātāju, iestatiet modinātāja stundu un minūti, atskaņojot fiksētu modinātāja dziesmu.

Izslēdziet RFID - atskaņojiet mp3 bez tā.

Vēl dažas idejas manā sarakstā - vēl jāīsteno

Parādiet temperatūru (RTC to var izdarīt - tā mēra temperatūru, lai kompensētu kvarca triecienu)

Sakratot sāciet smieties, Iestatiet modinātāja dziesmu

Izvēlieties, kura mape mācību režīmā ir piešķirta RFID

Saglabājiet mapju piešķiršanu un pēdējo dziesmu, kas atskaņota RFID mikroshēmā - atkārtota izmantošana starp kastēm (es būvēju vēl vienu - divi bērni atceras …?)

iespējot izslēgšanu -pagaidām tas nedarbojas, ja nav pievienots USB -> pašreizējā slodze caur Powerbank tiek samazināta šajā iestatījumā.

Informācija par mapju struktūru SD kartē

Man bija saglabātas dažas mp3 audiogrāmatas un mūzika saviem bērniem. Tāpēc es izmantoju dažus Linux skriptus, lai dziesmas pārveidotu par pareizu nosaukumu. Mapes jānosauc secīgi divciparu skaitļos (t.i., "00", "01", "02" …). Tur esošajām dziesmām ir jānorāda secīgi trīsciparu skaitļi (piemēram, "001.mp3", "002.mp3", …).

Mans ieslēgšanas-sveiciena mp3 ("Sveiki, es esmu jūsu rotaļlietu kaste …") tiek saglabāts mapē "99" kā "001.mp3".

Skripts nav pierādījums idiotam, un tas jāizmanto tikai “kopiju” direktorijā, nevis oriģinālos.

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

5. darbība: kastes drukāšana un salikšana

Tātad tagad HW un SW darbojas - man vajag KASTI!

Lieliska vieta, kur sākt, ir Tinkercad - man tas patīk! Vienkārši lietojams, un jūs saņemsiet visu, ko vēlaties. Pamatojoties uz milzīgu kopienu un daudziem lieliskiem piemēriem no gudrajiem "Tinkerers".

Šajā var viegli iekļūt mūžīgi - šeit viena maiņa, tur jauns stiprinājums, caurums,… jauns dizains,….

Bet beigās esmu pilnīgi apmierināts ar pašreizējo kastes dizainu. Es arī uzbūvēju lādētāja bāzes kārbu, kurā ievietot mp3 lodziņu… uzlādēšanai. skatīt šeit

Drukāšana prasa laiku (~ 8-12 stundas un vairāk), un es pārbaudīju ar atšķirīgu līnijas biezumu. Beigās es paliku pie printeru standartiem. Pašreizējām kastēm es izmantoju prototipa (sākotnēji drukāts, pamatojoties uz vecāku dizainu) kastes, tomēr jaunākajam dizainam ir dažas jaunas funkcijas, stiprinājumi, veselumi, kas manā uzdevumu sarakstā veido citu vienumu.

Un vēl viena ļoti svarīga lieta, kas jādara: iegādājieties kastē dažas jaukas drēbes - bet šī būs manas sievas domēna -, gaidot jaunas kastes drēbes - drīzumā…

Tiklīdz izdrukas ir atdzisušas un elektronikas pamatpārbaude ir veikta ārpus kastes, bija jāveic galīgā montāža.

Es izmantoju karstu līmi detaļu nostiprināšanai - mikro slēdzis, LCD un RFID uztvērējs, kas piestiprināts pie pārsega plāksnes. Es iepriekš izmantoju divpusēju lenti, lai iepriekš salabotu komponentus, un pēc tam izmantoju karsto līmi, lai ievietotu dažus galīgos fiksācijas punktus.

Tas pats ar bāzes kastīti. Vispirms piestipriniet uzlādes uztvērēja plāksni pie kastes zemes - abpusēja lente šeit darīja labu darbu - tā ir jāpielāgo pamatnes vidum, lai tā būtu pietiekami tuvu uzlādes spolei, novietojot kārbu uz lādētāja pamatnes.

Pēc tam Powerbank, atkal iepriekš salabojot ar divpusēju, pēc tam uzlieciet karstu līmi “stratēģiskajos” punktos. Skaļruni varēja piestiprināt ar dažiem jaukiem līmes punktiem pie sagatavotajiem stiprinājumiem - jauki un cieši.

Visbeidzot, dēlis - 3D drukas dizainā es iekļāvu dažus mini stiprinājuma paliktņus, tāpēc tāfele tur bija kārtīgi ievietota - atkal - daži stratēģiski karstās līmes punkti. Grabošanai nevajadzētu mest lietas šķirti - tāpēc es šim pievērsu uzmanību.

Visbeidzot izmantojiet dažas pieejamās mini skrūves (manā drukas dizainā bija iekļauti daži 3M skrūvju stiprinājumi, bet tie nav īsti piemēroti īstām skrūvēm)

6. solis: pabeigta kaste - tomēr bez drēbēm

Un šeit ir divas gatavās kastes maniem bērniem. Viņi jau veica beta testēšanu un atrada dažas programmatūras kļūdas;-).

Es arī nopirku 20 iepakojumu RFID M3 uzlīmes.

Tagad man ir jāsavāc visas iespējamās mazās figūriņas un jāliek tām atskaņot žetonus MP3 lodziņam. Jautri tēvam un bērniem:)