Lasten MP3 -musiikkilaatikko: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Kun etsin uusia DIY -projekteja arduinon ympäriltä, löysin hienoja ideoita RFID -pohjaisista MP3 -soittimista lapsille. Ja markkinoilla on yksi hieno ammattilaisten lelulaatikko - nämä kaverit hallitsevat. He tekivät suuren liiketoiminnan älykkäästä ideastaan. Tutustu - löydät heidän sivunsa!

Kun kaksi lastani kuuntelevat yhä enemmän äänikirjoja ja musiikkia ja käyttävät edelleen vanhoja hyviä CD -levyjä kaikella vaivalla, päätin rakentaa sellaisen MP3 -soitinlaatikon, jossa on hienoja ominaisuuksia, jotta siitä tulisi hieno yksilö lelu heille. Kun ostin äskettäin ensimmäisen 3D -tulostimen, tämä projekti näytti olevan hyvä leikkipaikka, jolla voi myös sukeltaa 3D -tulostamiseen.

Aloitin siis konseptivaiheen - mitä ominaisuuksia haluaisin ottaa käyttöön - RFID, MP3 -soitin, WLAN (peruutetaan myöhemmin), IMU -ohjaus, LCD -näyttö, herätyskello, langaton lataus … Tarvitsin tutkimusta, mitä komponentteja tarvitsisin. Mitä komponentteja voisin käyttää uudelleen? Minulla oli vielä IMU, LCD -moduuli, joitain Arduino -nanoja.

Kokemusta juotamisesta ja mittaamisesta on jonkin verran kokemusta 1-2 työjakson jälkeen.

Jalustasta, peitelevystä ja latausasemasta koostuvan laatikon tulostaminen kestää jonkin aikaa (yli 12 tuntia tulostimen ja leikkurin asetuksista riippuen), mutta tein sen juottamisen aikana.

Vaihe 1: Komponentit

Komponentit ovat todella valtavirtaa. Tässä on luettelo osista, joita käytin tässä projektissa.

1. LCD -näyttö 1602 2x16 isoa merkkiä 5 V 122*44 MM sininen

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

3. MP3 -soitin - DFPlayer Mini MP3 -soitinmoduuli MP3 -äänen dekoodauskortti Arduinolle, joka tukee TF -kortin U -levy IO/sarjaportti/AD

4. kaiutin- 4 ohmia 3 wattia 53 mm: n neliökaiutin 36 mm: n ulkoinen magneettinen vaahtomuovireuna hopeanvärinen korkki

5. Micro SD -kortti 8 Gt

6. MPU6050 3 -akselinen analoginen gyroskooppianturi

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 mikro -ohjainkortti (lähes kaikki nastat käytetty!)

8. DS3231 Precision RTC - herätysmoduuli

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Universal DIY PCBA Qi langaton laturi -vastaanotinmoduuli - sininen + musta

11. Prototyyppikorttilevy Protoboard Tined Universal Breadboard Prototyping Solderless FR4 PCB Double-Sided 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. 1x1kOhm vastus rajoittaa perusvirtaa, 3x220Ohms 0, 5 w (rinnakkain! Vastaamaan tehoa - voidaan käyttää korkeampaa speksivastusta, minulla oli nämä) virran kuormitukseen lähettimen ja keräimen välillä. 2x1 kOhms TX- ja RX -linjalle Arduinon ja DFplayerin välillä melun poistamiseksi - minulla ei ollut ongelmaa täällä.

14. Jotkut tavalliset DIY -elektroniikkatuotteet - juotin, juote, leikkuri, liittimet, kaapelit…

14. Paljon energiaa ja pari tuntia koota:)

Edellä mainittujen komponenttien kokonaishinta ~ 30-35 € - lähinnä aliexpress.com ja dx.com. Toimitus kestää jonkin aikaa, mutta hinta on hyvä.

Vaihe 2: Elektroniikkayhteydet

En piirtänyt asettelua enkä käyttänyt mitään kätevää työkalua, kuten Fritzing tai vastaavaa. Luultavasti myöhemmin. Alla oleva kuvaus näyttää liitännät. Kaikkia tappeja, joita ei ole mainittu, ei ole kytketty.

Juoton aikana mittain jatkuvasti linjojen liitettävyyttä, päätarkistus myös asennetuilla komponenteilla tehtiin. Mikään ei ole ärsyttävämpää kuin etsiä yksi huono yhteys, kun kaikki on koottu. Eniten huomiota GND ja jännite +.

Kaikkien komponenttien nasta -asettelu on saatavana Googlen kautta.

LC -näyttö

LED ---- GND

LED+--- 220Ohm-5V powerbank

DB7 --- Arduino D2

DB6 --- Arduino D3

DB5 --- Arduino D7

DB4 --- Arduino D8

E --- Arduino A1/Nasta 15

R/W --- GND

RS --- Arduino A0/Nasta 14

V0 --- 10Kohm potentiometri Rx (kontrastin säätämiseksi)

VDD --- Powerbank +5V

VSS --- GND

DFPlayer MP3 -soitin

VCC ---+5V Powerbank

RX --- ohjelmistosarja Arduino D5 (mahdollisesti 1 kOhm: n vastuksen kautta meluongelmien sattuessa)

TX --- ohjelmistosarja Arduino D9 (mahdollisesti 1 kOhm: n vastuksen kautta meluongelmien sattuessa)

SPK1 --- Kaiutin +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Kaiutin-

Varattu --- Arduino A7

GND --- GND

NFC522 RFID -lukija

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

IMU 6050 gyrosensori

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO ---+3.3V (korkea signaali) I2C-osoitteelle 0x69

DS3231 Reaaliaikainen kello

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Nykyinen kuorman laukaisin

2N3904 -lähetin - GND

2N3904 -pohja - 1 kOhm: n kautta Arduino D6: een

2N3904 -keräin - kautta 3x220Ohms (rinnakkainen! - voidaan käyttää korkeampaa spec -vastusta, minulla oli nämä) +5V

Powerbank

Powerbankin V+ ja GND -linjat on kytketty naaras -USB -liittimen kautta virtalähteeseen ja liitetty Arduinon Vin/GND -liitäntään). Powerbank kytketään päälle peitelevyn mikrokytkimellä. Juotin mikrokytkimen V+: een kuormitusvastuksen kautta GND: hen simuloidaksesi kuormitustilaa ja kytkeäksesi sen päälle. Tämän jälkeen nykyinen kuorma estää sitä sammumasta.

+5V - Virtaliitin laitteessa +5V

GND -Virtaliitin GND: ssä

+5 V tehopankista - kuormitusvastus - mikrokytkin Tappi A

GND - mikrokytkintappi B

Vaihe 3: Elektroniikan kokoonpano

Kortin komponentit - MP3 -soitin, RTC, IMU, Arduino on asennettu pistorasioihin. Valinta- ja ylös-/alas -näppäimet, RFID, nestekidenäyttö ja virta kytketään itsejuotettujen '' kaistakaapelien '' avulla niin kauan, että ne mahtuvat laatikkoon myöhemmin.

Mikrokytkin virtalähteen kytkemiseksi päälle on kiinteä peitelevy - ei näy tietokoneissa.

Testasin asetuksia kiinteällä virtalähteellä.

Kokoonpanon aikana testasin jokaisen komponentin erikseen -> esimerkki Arduinon luonnoksista komponenteille on tässä erittäin hyödyllinen.

Koska varavirtalähteellä oli automaattinen virrankatkaisu alhaisella virralla, lisäsin transistorin ohjaaman kuormituspiikin 15 sekunnin välein 100 ms: n ajan 70 ohmin vastuksen kautta (itse asiassa 3 rinnakkaista 220 ohmia riittävän tehon varmistamiseksi, se on vain lyhyt huippu, mutta kolme vastusta jakavat virran, joten niitä ei käytetä teknisten tietojen yläpuolella).

Myöhemmin kävi ilmi, että Mini DFPlayer vetää jatkuvasti> 70 mA. Koska käytin varavirtalähteen automaattista sammutusta myös laatikon sammuttamiseen (ei käynnistämällä nykyistä kuormaa enää), minun on nyt harkittava tätä uudelleen.

Vielä on ongelmia Arduinon ja DFplayerin lepotilan kanssa virran vähentämiseksi - virta ei laske kynnyksen alapuolelle sammutuksen mahdollistamiseksi. Palaute tervetullutta.

Huomaa: toista laatikkoa varten minun piti järjestää toinen voimapankki, koska tappoin alkuperäisen elektroniikkani. Ja katsokaa täällä - tämä varapankki sammuu 10 sekuntia sen jälkeen, kun lopetan kuormitusvirran laukaisun -> sammutus toimii nyt.

Langaton latausvastaanotin on kytketty virtalähteen lataukseen. Laturin kanta on rakennettu latauslaatikkoon, joka on tulostettu 3D -tulostimellani.

Vaihe 4: Ohjelmisto

Ohjelmisto saatavilla githubista

Ohjelmointi on hauskaa, haluan aloittaa nopealla esimerkkisydämellä ja kehittyä edelleen. Koska en todellakaan tee seuraavia teknisiä tietoja, ominaisuuksien suunnittelua ja jäsenneltyjä ohjelmasuunnitelmia, päädyn toimivaan mutta ei todella tyylikkääseen koodiin. Tämä on aina tehtävä -> mene enemmän esineisiin, erota.h ja.cpp…

Haluan kuitenkin saada asian toimimaan nopeasti, joten monissa tapauksissa en saavuta sitä tehokkaimmalla tiellä.

Mutta hieno asia on - heti kun HW toimii, voi alkaa tehdä kaikenlaisia asioita.

Käytin arduino IDE: tä, pari kirjastoa tarvitaan - yksinkertaisesti tehty arduino IDE -kirjastonhoitajan kanssa.

Joten nykyinen ohjelmistoversio tukee:

Tervetuloviesti

Äänenvoimakkuus (duh)

Laatikon kallistaminen vasemmalle/oikealle siirtyäksesi edelliseen/seuraavaan kappaleeseen ja jos RFID on poistettu käytöstä seuraavaan kansioon edestakaisin.

Keskeytä/toista (duh)

Alusta, opi uusi RFID - kansio määritetään seuraavan RFID -seuraavan SD -kortin kansion perusteella. Tiedot tallennetaan Arduino EEPROMiin

Toista RFID-kansio-määritä RFID-kansio oppimistoiminnon kautta

Lataa ja tallenna parametrit, jotta asetukset voidaan tallentaa. Tehdasasetusten palautus:)

Kellon ja päivämäärän asetus.

Kytke päälle/pois hälytys, aseta herätysaika ja minuutti, toista kiinteä kappale hälytystä varten.

Kytke RFID pois päältä - toista mp3 ilman sitä.

Muutamia muita ideoita luettelossani - ne on vielä toteutettava

Näytä lämpötila (RTC voi tehdä sen - se mittaa lämpötilan kvartsin vaikutuksen kompensoimiseksi)

Aloita nauraminen, kun sitä ravistellaan, Aseta kappale herätykseen

Valitse, mikä kansio on määritetty RFID: lle oppimistilassa

Tallenna kansion määritys ja viimeinen kappale, joka toistetaan RFID -sirulla - uudelleenkäytettävyys laatikoiden välillä (rakennan toista - kaksi lasta muistaa…?)

salli sammutus -tämä ei toistaiseksi toimi ilman USB -liitäntää -> nykyinen kuorma Powerbankin kautta pienenee tässä asetuksessa.

Tietoja SD -kortin kansiorakenteesta

Minulla oli joitakin mp3 -äänikirjoja ja musiikkia lapsilleni. Joten käytin joitain linux -skriptejä muuttaakseni kappaleet oikeaan nimeen. Kansiot on nimettävä kaksinumeroisina numeroina (esim. "00", "01", "02" …). Siellä olevat kappaleet on nimettävä järjestyksessä kolminumeroisina numeroina (esim. "001.mp3", "002.mp3",…).

Käynnistys-tervetuloa-mp3-tiedostoni ("Hei, olen lelulaatikkosi…") on tallennettu kansioon "99" nimellä "001.mp3".

Skripti ei ole idiootti todiste ja sitä tulisi käyttää vain kopio -hakemistossa eikä alkuperäisissä.

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

Vaihe 5: Laatikon tulostaminen ja kokoaminen

Joten nyt HW ja SW toimivat - tarvitsen laatikon!

Hyvä paikka aloittaa on Tinkercad - rakastan sitä! Helppokäyttöinen ja saat kaiken mitä haluat. Perustuu valtavaan yhteisöön ja paljon hyviä esimerkkejä älykkäiltä "Tinkerereiltä".

Tähän voi helposti päästä ikuisesti - tässä yksi muutos, siellä uusi kiinnitys, reikä,… uusi muotoilu,….

Mutta lopulta olen täysin tyytyväinen nykyiseen laatikkorakenteeseen. Rakensin myös peruslaatikon laturille, johon mp3 -laatikko laitettiin… latausta varten. Katso tästä

Tulostus vie aikansa (~ 8-12 tuntia ja enemmän), ja testasin eri viivapaksuuksilla. Lopulta pysyin tulostimien standardeissa. Nykyisissä laatikoissa käytän prototyyppilaatikoita (alun perin painettu vanhemman mallin perusteella), mutta viimeisimmässä mallissa on joitain uusia ominaisuuksia, kiinnikkeitä ja kokonaisuuksia, jotka muodostavat toisen kohteen tehtäväluettelossani.

Ja yksi erittäin tärkeä asia vielä tekemättä: hanki hienoja vaatteita laatikkoon - mutta tämä on vaimoni toimialue - odotan innolla laatikon uusia vaatteita - tulossa pian…

Heti kun tulosteet ovat jäähtyneet ja elektroniikan perustesti on tehty laatikon ulkopuolella, lopullinen kokoonpano oli suoritettava.

Kiinnitin osat kuumaliimalla - Mikrokytkin, LCD ja RFID -vastaanotin kiinnitetty peitelevyyn. Käytin kaksipuolista teippiä osien esikorjaamiseen ja sitten käytin kuumaliimaa lopullisten kiinnityskohtien asettamiseen.

Sama peruslaatikon kanssa. Kiinnitä ensin latausvastaanottimen levy laatikon pohjaan - kaksipuolinen teippi teki tässä hyvää työtä - se on säädettävä alustan keskelle, jotta se on tarpeeksi lähellä latauskelaa, kun asetat laatikon laturin pohjan päälle.

Sitten voimapankki, joka on jälleen esikorjattu kaksipuolisesti, ja laita sitten kuumaa liimaa "strategisiin" pisteisiin. Kaiutin voidaan kiinnittää valmiilla kiinnikkeillä hienoilla liimapisteillä - mukava ja tiukka.

Lopuksi levy - sisällytin 3D -tulostussuunnitteluun joitain minikiinnitystyynyjä, joten levy asettui siististi paikoilleen - jälleen - joitain strategisia kuumaliimapisteitä. Korin ei pitäisi heittää asioita erilleen - joten kiinnitin tähän huomiota.

Ja lopuksi käytä joitain saatavilla olevia mini -ruuveja (tulostusmallini sisälsi joitain 3M -ruuvikiinnikkeitä, mutta ne eivät ole todella hyviä todellisille ruuveille)

Vaihe 6: Valmis laatikko - mutta ilman vaatteita

Ja tässä on kaksi valmiita laatikoita lapsilleni. He tekivät jo joitain betatestejä ja löysivät joitain ohjelmistovirheitä;-).

Ostin myös 20 pakkauksen RFID M3 -tarroja.

Nyt minun täytyy kerätä kaikki mahdolliset pienet hahmot ja saada ne soittamaan rahakkeita MP3 -laatikolle. Hauskaa isälle ja lapsille:)