Детска MP3 музикална кутия: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Когато търсех някои нови проекти „направи си сам“около arduino, намерих няколко хубави идеи за MP3 плейъри, базирани на RFID за деца. И има една страхотна професионална кутия за играчки на пазара - тези момчета управляват. Те направиха страхотен бизнес от своята умна идея. Проверете - ще намерите тяхната страница!

Тъй като двете ми деца все повече се впускат в слушане на аудиокниги и музика и все още използват стари добри компактдискове с всички проблеми, реших да направя такава кутия за MP3 плейър с някои хубави функции, за да я направя страхотен човек играчка за тях. След като наскоро купих първия си 3D принтер, този проект изглеждаше като добра детска площадка, която също да се потопи в 3D печат.

Така че започнах във фаза на концепцията - кои функции бих искал да внедря - RFID, MP3 плейър, WLAN (отменено по -късно), IMU контрол, LCD дисплей, будилник, безжично зареждане … Трябваше да направя някои изследвания, какви компоненти ще ми трябват. Кои компоненти мога да използвам повторно? Все още имах IMU, LCD модул, някои нано на Arduino.

С известен опит в запояване и измерване монтажът е изпълним в рамките на 1-2 след работни сесии.

Отпечатването на кутията, състоящо се от основа, капак и станция за зареждане, отнема известно време (12+ часа в зависимост от настройките на принтера и резачката), но това го направих по време на запояване.

Стъпка 1: Компоненти

Компонентите са наистина мейнстрийм междувременно. Ето списък на компонентите, които използвах за този проект.

1. LCD дисплей 1602 2x16 големи знака 5 V 122*44 MM синьо

2. RFID четец- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 плейър - DFPlayer мини MP3 плейър модул MP3 гласова декодираща платка за Arduino, поддържаща TF карта U -диск IO/сериен порт/AD

4. Високоговорител- 4 ома 3 вата 53 мм квадратен високоговорител 36 мм външна магнитна пяна Edge сребриста капачка

5. Micro SD карта 8GB

6. MPU6050 3 -осен аналогов сензор за жироскоп

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 Micro Controller Board (почти всички използвани пинове!)

8. DS3231 Precision RTC - модул за будилник

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Универсален модул за приемник за безжично зарядно устройство PCBA Qi, направен сам - син + черен

11. Прототипна печатна платка Проторна дъска Калайдисана универсална платка Прототипиране Без запояване FR4 PCB Двустранно 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. 1x1kOhm резистор за ограничаване на базовия ток, 3x220Ohms 0, 5 w (успоредно! За обслужване на мощност - може да се използва резистор с по -висока спецификация, имах такива) за токов товар между емитер и колектор. 2x1 kOhms за TX и RX линия между Arduino и DFplayer, за да убие шума - тук нямах проблем.

14. Някои стандартни неща за електроника „направи си сам“- поялник, спойка, машинка за подстригване, конектори, кабели …

14. Много енергия и няколко часа за сглобяване:)

Обща цена за горните компоненти ~ 30-35 € - предимно от aliexpress.com и dx.com. Доставката отнема известно време, но цената е страхотна.

Стъпка 2: Свързване с електроника

Не съм рисувал оформление, нито съм използвал удобен инструмент като Fritzing или подобен. Вероятно в по -късен момент. Описанието по -долу показва свързаността. Всички пинове, които не са споменати, не са свързани.

По време на запояване продължавах да измервам свързаността на линиите, също така беше извършена крайна проверка с монтирани компоненти. Нищо по -досадно от това да се наложи да търсите една лоша връзка, след като всичко е сглобено. Най -много се грижи за GND и напрежение +.

Пин оформлението на всеки компонент е достъпно чрез google.

LC дисплей

LED ---- GND

LED+--- Чрез 220Ohm до 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 потенциометър Rx (за регулиране на контраста)

VDD --- Powerbank +5V

VSS --- GND

MP3 плейър DFPlayer

VCC ---+5V Powerbank

RX --- софтуерен сериен Arduino D5 (потенциално чрез 1kOhm резистор в случай на проблеми с шума)

TX --- софтуерен сериен Arduino D9 (потенциално чрез 1kOhm резистор в случай на проблеми с шума)

SPK1 --- Високоговорител +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- високоговорител-

Зает --- Arduino A7

GND --- GND

NFC522 RFID четец

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

Жиросензор IMU 6050

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO ---+3.3V (висок сигнал) за I2C адрес 0x69

DS3231 Часовник в реално време

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Задействане на текущо натоварване

2N3904 излъчвател - GND

2N3904 база - чрез 1kOhm към Arduino D6

2N3904 колектор - чрез 3x220Ohms (паралелно! - може да се използва резистор с по -високи спецификации, имах такива) до +5V

Powerbank

V+ и GND линии на Powerbank, свързани чрез женски USB конектор към захранващия конектор на борда и се свързват с Vin/GND на Arduino). Powerbank се включва чрез микропревключвател в капака. Запоявах микропревключвател към V+ през натоварващ резистор към GND, за да симулирам състояние на натоварване и да го включа. След това текущият товар го предпазва от изключване.

+5V - Захранващ конектор на борда +5V

GND -Захранващ конектор на борда GND

+5V на powerbank - резистор на натоварване - микропревключвател Pin A

GND - щифт за микровключване B

Стъпка 3: Монтаж на електроника

Компонентите на платката - MP3 плейър, RTC, IMU, Arduino са монтирани в гнезда. Бутоните за избор и нагоре/надолу, RFID, LCD и захранването са свързани чрез самостоятелно запоени „лентови кабели“достатъчно дълго, за да се поберат в кутията по -късно.

Микропревключвателят за включване на powerbank е фиксиран капак - не е показан на фигурите.

Използвах фиксирано захранване, за да тествам настройката.

Докато сглобявах, тествах всеки компонент поотделно -> примерните скици на Arduino за компонентите са много полезни тук.

Тъй като powerbank имаше автоматично изключване, работещо с нисък ток, включих пик на натоварване, контролиран от транзистори на всеки 15 секунди за 100 ms чрез резистор от 70 Ohm (всъщност 3 паралелни 220 Ohm, за да се погрижат за достатъчна мощност, това е само кратък пик, но трите резистора ще споделят тока и следователно няма да работят над спецификациите).

По -късно се оказа, че Mini DFPlayer дърпа> 70mA непрекъснато. Тъй като използвах автоматичното изключване на powerbank и за изключване на кутията (като вече не задействам текущото натоварване), сега трябва да помисля отново.

Все още имате проблеми със спящия режим на Arduino и DFplayer за намаляване на тока - токът не пада под прага, за да позволи изключване. Обратната връзка е добре дошла.

Забележка: за втората кутия трябваше да пренаредя друга powerbank, защото убих електрониката на първоначалната си. И вижте тук - тази захранваща банка се изключва 10 секунди, след като спра да задействам тока на натоварване -> изключването работи сега.

Приемникът за безжично зареждане е включен в USB банката за зареждане на powerbank. Основата на зарядното устройство е вградена в зарядно устройство, отпечатано с моя 3D принтер.

Стъпка 4: Софтуер

Софтуер, достъпен на github

Програмирането е забавно, обичам да започна с бързо ядро от примери и да се развивам по -нататък. Тъй като всъщност не правя последващи спецификации, планиране на функции и структурирани програмни планове, в крайна сметка получавам някакъв работещ, но не наистина елегантен код. Това винаги е задача -> отидете повече в обекти, разделете ги в.h и.cpp …

Искам обаче нещата да работят бързо, така че в много случаи стигам дотам не по най -ефективния път.

Но страхотното е - веднага щом HW заработи, човек може да започне да прави всякакви неща.

Използвах arduino IDE, няколко библиотеки, необходими - просто направено с arduino IDE библиотечен мениджър.

Така че текущата ми версия на софтуера поддържа:

Поздравително съобщение

Обем (да)

Наклон наляво/надясно на полето за превключване към предишна/следваща песен и ако RFID е деактивиран към следващата папка през напред и назад.

Пауза/Възпроизвеждане (да)

Инициализирайте, научете нова RFID - папката се присвоява въз основа на следващата RFID следваща папка на SD картата. Данните се съхраняват в Arduino EEPROM

Възпроизвеждане на папка, присвоена на RFID-присвояване на RFID на папка чрез функция за обучение

Заредете и запишете параметри, за да активирате запазените настройки. Фабрично нулиране:)

Настройка на часовника и датата.

Включване/изключване на алармата, настройване на алармен час и минута, възпроизвеждане на фиксирана песен за аларма.

Изключете RFID - пускайте mp3 без него.

Още няколко идеи в моя списък - тепърва ще бъдат изпълнени

Покажете температурата (RTC може да направи това - измерва температурата, за да компенсира удара върху кварца)

Започнете да се смеете, когато сте разтърсени, Задайте песен за аларма

Изберете коя папка да бъде присвоена на RFID в режим на обучение

Задаване на папка в магазина и последна песен, пусната на RFID чип - повторно използване между кутии (изграждам друга - две деца помнят …?)

активиране на изключване -това не работи в момента, без да е свързано с USB -> текущото натоварване чрез Powerbank се намалява в тази настройка.

Информация за структурата на папките на SD картата

Имах запазени mp3 аудиокниги и музика за децата си. Затова използвах някои скриптове на Linux, за да трансформирам песните в правилното именуване. Папките трябва да бъдат наименувани в последователни двуцифрени числа (т.е. "00", "01", "02" …). Песните там трябва да бъдат наименувани последователно трицифрени числа (т.е. "001.mp3", "002.mp3", …).

Моят включен-добре дошъл mp3 ("Здравейте, аз съм вашата кутия за играчки …") се съхранява в папка "99" като "001.mp3".

Скриптът не е защитен от идиоти и трябва да се използва само в директория „копиране“, а не върху оригинали.

#!/bin/bashlet i = 1 за файл в *.mp3 do if (($ i <10)); след това mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); след това mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi нека i ++ направено

Стъпка 5: Отпечатване и сглобяване на кутията

Така че сега HW и SW работят - трябва ми КУТИЯ!

Чудесно място за начало е Tinkercad - обичам го! Лесен за използване и получавате всичко, което искате. Надграждайки огромна общност и много страхотни примери от интелигентни „Тинкери“.

Човек лесно може да влезе в това завинаги - тук една промяна, там нова стойка, дупка, … нов дизайн,….

Но в крайна сметка съм напълно доволен от сегашния дизайн на кутията. Също така построих основна кутия за зарядното устройство, за да поставите mp3 кутията за … зареждане. виж тук

Отпечатването отнема време (~ 8-12 часа и повече) и тествах с различна дебелина на линията. В крайна сметка останах при стандартите за принтерите. За текущите кутии използвам прототипите (първоначално отпечатани въз основа на по-стар дизайн), но последният дизайн има някои нови функции, монтажи, цели, които правят друг елемент в списъка ми със задачи.

И едно много важно нещо, което тепърва трябва да направите: вземете си хубави дрехи за кутията - но това ще е домейнът на жена ми - очаквам с нетърпение новите дрехи на кутията - скоро …

Веднага след като разпечатките се охладят и е направен базов тест на електрониката извън кутията, трябваше да се направи окончателното сглобяване.

Използвах горещо лепило за фиксиране на частите - микро превключвател, LCD и RFID приемник, фиксирани към капака. Използвах двустранна лента за предварително фиксиране на компонентите и след това използвах горещото лепило, за да сложа някои финални точки за фиксиране.

Същото и с основната кутия. Първо фиксирайте плочата на приемника за зареждане към земята на кутията - двустранната лента се справи добре тук - трябва да се регулира до средата на основата, за да бъде достатъчно близо до зареждащата бобина, когато поставяте кутията върху основата на зарядното устройство.

След това powerbank, отново предварително фиксиран с двустранно, след това поставете малко горещо лепило на „стратегически“точки. Високоговорителят може да бъде фиксиран с няколко хубави лепилни точки в подготвените стойки - хубав и стегнат.

И накрая, дъската - включих няколко подложки за монтиране в дизайна на 3D печат, така че дъската е добре поставена там - отново - някои стратегически точки за горещо лепило. Дрънкането не трябва да разхвърля нещата - затова обърнах малко внимание на този.

И накрая използвайте някои налични мини винтове (моят дизайн за печат включваше някои 3M винтови стойки, но те наистина не са чудесни за истински винтове)

Стъпка 6: Готова кутия - все още без дрехи

А ето и двете готови кутии за децата ми. Те вече са направили някои бета-тестове и са открили някои програмни грешки;-).

Купих и 20 опаковки RFID M3 стикери.

Сега трябва да събера всички възможни малки фигури и да ги накарам да играят жетони за MP3 кутията. Забавление за баща и деца:)