Kotak Muzik MP3 Kanak-kanak: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Semasa mencari beberapa projek DIY baru di sekitar arduino, saya menemui beberapa idea bagus mengenai pemain MP3 berasaskan RFID untuk Kanak-kanak. Dan ada satu kotak mainan profesional yang hebat di pasaran - orang-orang ini memerintah. Mereka membuat perniagaan hebat daripada idea pintar mereka. Lihat - anda akan menemui halaman mereka!

Oleh kerana kedua-dua anak saya mula mendengar buku audio dan muzik, semakin banyak, dan masih menggunakan cakera padat lama yang baik dengan semua kerumitan pengendalian, saya memutuskan untuk membina kotak pemain MP3 seperti itu dengan beberapa ciri bagus untuk menjadikannya individu yang hebat mainan untuk mereka. Setelah baru-baru ini saya membeli pencetak 3D pertama saya, projek ini seolah-olah menjadi taman permainan yang baik untuk menyelami percetakan 3D.

Oleh itu, saya mula memasuki fasa konsep - ciri mana yang ingin saya laksanakan - RFID, Pemain MP3, WLAN (dibatalkan kemudian), kawalan IMU, paparan LCD, Jam alarm, pengecasan tanpa wayar … Perlu melakukan penyelidikan, komponen apa yang saya perlukan. Komponen mana yang boleh saya gunakan semula? Saya masih mempunyai modul IMU, LCD, beberapa nanos Arduino.

Dengan beberapa pengalaman dalam pematerian dan pengukuran pemasangan dapat dilakukan dalam 1-2 selepas sesi kerja.

Pencetakan Kotak, yang terdiri dari alas, pelat penutup dan stesen pengecasan, memerlukan sedikit masa (12+ jam bergantung pada tetapan pencetak dan pemotong), tetapi saya melakukannya semasa pematerian.

Langkah 1: Komponen

Sementara itu, komponennya adalah arus perdana. Berikut adalah senarai komponen yang saya gunakan untuk projek ini.

1. Paparan LCD 1602 2x16 Watak Besar 5 V 122 * 44 MM biru

2. Pembaca RFID- NFC RFID-RC522 RF IC

3. Pemain MP3 - Modul Pemain MP3 Mini DFPlayer Papan Dekod Suara MP3 Untuk Arduino yang Menyokong Kad TF U- Disk IO / Serial Port / AD

4. Pembesar suara- 4 ohm 3Watt 53MM Square Speaker 36MM External Magnetic Foam Edge Cap Silvery

5. Kad Micro SD 8GB

6. Sensor Giroskop Analog 3 Paksi MPU6050

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 Micro Controller Board (hampir semua pin digunakan!)

8. DS3231 Precision RTC - Modul jam penggera

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Modul Penerima Pengecas Tanpa Wayar PCBA Qi Universal - Biru + Hitam

11. Prototaip Papan PCB Protoboard Tinned Universal Breadboard Prototyping Solderless FR4 PCB Double Sided 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. Perintang 1x1kOhm untuk menghadkan arus asas, 3x220Ohms 0, 5 w (selari! Untuk memenuhi watt - seseorang boleh menggunakan perintang spesifikasi yang lebih tinggi, saya mempunyai ini) untuk beban semasa antara pemancar dan pemungut. 2x1kOhms untuk garis TX dan RX antara Arduino dan DFplayer untuk membunuh bunyi - Saya tidak mempunyai masalah di sini.

14. Beberapa barangan elektronik DIY standard - solder, solder, clipper, connectors, cable…

14. Banyak tenaga dan beberapa jam untuk berkumpul:)

Jumlah harga untuk komponen di atas ~ 30-35 € - kebanyakannya dari aliexpress.com dan dx.com. Penghantaran memerlukan sedikit masa, tetapi harganya hebat.

Langkah 2: Kesambungan Elektronik

Saya tidak melukis susun atur, juga tidak menggunakan alat berguna seperti Fritzing atau yang serupa. Mungkin pada masa yang akan datang. Penerangan di bawah menunjukkan kesambungan. Semua pin yang tidak disebutkan tidak disambungkan.

Semasa pematerian saya terus mengukur kesambungan saluran, pemeriksaan akhir dengan komponen yang dipasang juga dilakukan. Tidak ada yang lebih menjengkelkan daripada perlu mencari satu sambungan yang buruk setelah semuanya dipasang. Sebilangan besar penjagaan pada GND dan voltan +.

Susun atur pin bagi sebarang komponen boleh didapati melalui google.

Paparan LC

LED ---- GND

LED + --- Melalui powerbank 220Ohm hingga 5V

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 potensiometer Rx (untuk menyesuaikan kontras)

VDD --- Powerbank + 5V

VSS --- GND

Pemain MP3 DFPlayer

VCC --- + 5V Powerbank

RX --- perisian bersiri Arduino D5 (berpotensi melalui perintang 1kOhm sekiranya berlaku masalah kebisingan)

TX --- siri perisian Arduino D9 (berpotensi melalui perintang 1kOhm sekiranya berlaku masalah kebisingan)

SPK1 --- Penceramah +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Penceramah -

Sibuk --- Arduino A7

GND --- GND

Pembaca RFID NFC522

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

Sensor gyro IMU 6050

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5 / SCL

SDA --- Arduino A4 / SDA

ADO --- + 3.3V (Isyarat tinggi) untuk alamat I2C 0x69

DS3231 Jam masa nyata

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4 / SDA

SCL --- Arduino A5 / SCL

GND --- GND

Pencetus beban semasa

Pemancar 2N3904 - GND

Pangkalan 2N3904 - melalui 1kOhm ke Arduino D6

Pengumpul 2N3904 - melalui 3x220Ohms (selari! - seseorang boleh menggunakan perintang spesifikasi yang lebih tinggi, saya mempunyai ini) hingga + 5V

Bank kuasa

Talian V + dan GND Powerbank disambungkan melalui penyambung USB wanita ke penyambung kuasa di atas kapal dan sambungkan ke Vin / GND dari Arduino). Powerbank dihidupkan melalui microswitch di plat penutup. Saya menyolokkan microswitch ke V + melalui perintang beban ke GND untuk mensimulasikan keadaan beban dan menghidupkannya. Selepas itu beban semasa menghalangnya daripada dimatikan.

+ 5V - Penyambung kuasa di atas kapal + 5V

GND - Penyambung kuasa di atas kapal GND

+ 5V powerbank - perintang beban - microswitch Pin A

GND - pin microswitch B

Langkah 3: Pemasangan Elektronik

Komponen papan - pemain MP3, RTC, IMU, Arduino dipasang di soket. Pilih dan kekunci atas / bawah, RFID, LCD dan kuasa disambungkan melalui 'kabel kabel' yang dipateri sendiri cukup lama untuk dimasukkan ke dalam kotak kemudian.

Tukar mikro untuk menghidupkan powerbank adalah pelindung tetap - tidak ditunjukkan pada bahagian komputer.

Saya menggunakan bekalan kuasa tetap untuk menguji persediaan.

Semasa memasang, saya menguji setiap komponen secara individu -> contoh lakaran Arduino untuk komponen sangat membantu di sini.

Oleh kerana powerbank mempunyai auto-off-off berjalan dengan arus rendah, saya memasukkan puncak beban yang dikendalikan transistor setiap 15 saat selama 100 ms melalui perintang 70 Ohm (sebenarnya 3 selari 220 Ohm untuk menampung watt yang mencukupi, itu hanya puncak pendek tetapi ketiga-tiga perintang akan berkongsi arus dan oleh itu tidak boleh dikendalikan di atas spesifikasi).

Kemudian ternyata Mini DFPlayer menarik> 70mA secara berterusan. Semasa saya menggunakan power-auto-off-off juga untuk mematikan kotak (dengan tidak mencetuskan beban semasa lagi) saya sekarang perlu memikirkan semula ini.

Masih menghadapi masalah dengan mod tidur Arduino dan DFplayer untuk menurunkan arus - arus tidak turun di bawah ambang untuk membolehkan mematikan. Sambutan maklum balas.

Catatan: untuk Kotak kedua saya terpaksa menyusun semula powerbank yang lain kerana saya telah membunuh elektronik yang pertama. Dan lihatlah - powerbank ini mati 10 saat selepas saya berhenti mencetuskan arus beban -> matikan berfungsi sekarang.

Penerima pengecasan tanpa wayar dipasang ke usb pengecasan powerbank. Pangkalan pengecas dibina ke dalam kotak pengecas, dicetak dengan pencetak 3D saya.

Langkah 4: Perisian

Perisian boleh didapati di github

Pengaturcaraan memang menyeronokkan, saya ingin memulakan dengan inti contoh yang cepat dan berkembang lebih jauh. Oleh kerana saya tidak betul-betul melakukan spesifikasi, perancangan ciri dan rancangan program berstruktur, saya akhirnya mempunyai beberapa kod yang berfungsi tetapi tidak terlalu elegan. Ini selalu menjadi perkara -> masuk ke objek, terpisah dalam.h dan.cpp…

Walau bagaimanapun, saya ingin menyelesaikan masalah dengan cepat sehingga dalam banyak kes saya tidak sampai di jalan yang paling berkesan.

Tetapi perkara yang hebat adalah - sebaik sahaja HW berfungsi, seseorang boleh mula melakukan pelbagai perkara.

Saya menggunakan arduino IDE, beberapa perpustakaan yang diperlukan - hanya dilakukan dengan pengurus perpustakaan arduino IDE.

Oleh itu, versi perisian saya sekarang menyokong:

Mesej alu-aluan

Kelantangan (duh)

Kemiringan kiri / kanan kotak untuk beralih ke lagu sebelumnya / seterusnya dan jika RFID dinyahaktifkan ke folder seterusnya melalui bolak-balik.

Jeda / Main (duh)

Permulaan, pelajari RFID baru - folder ditugaskan berdasarkan folder kad SD RFID seterusnya. Data disimpan di Arduino EEPROM

Mainkan folder yang diberikan kepada RFID - penugasan RFID ke folder melalui fungsi belajar

Muat dan simpan parameter untuk membolehkan tetapan disimpan. Tetapan semula kilang:)

Tetapan jam dan tarikh.

Hidupkan / matikan penggera, tetapkan jam penggera dan minit, mainkan lagu tetap untuk penggera.

Matikan RFID - mainkan mp3 tanpanya.

Beberapa idea lagi dalam senarai saya - masih belum dilaksanakan

Tunjukkan suhu (RTC dapat melakukannya - ia mengukur suhu untuk mengimbangi kesan ke kuarza)

Mula ketawa ketika digoncang, Tetapkan lagu untuk penggera

Pilih folder mana yang diberikan kepada RFID dalam mod belajar

Simpan tugas folder dan lagu terakhir yang dimainkan pada cip RFID - kebolehgunaan semula antara kotak (saya sedang membina yang lain - dua anak ingat….?)

aktifkan matikan - ini tidak berfungsi seperti sekarang tanpa disambungkan ke USB -> beban semasa melalui Powerbank dikurangkan dalam tetapan ini.

Maklumat mengenai struktur folder pada kad SD

Saya mempunyai beberapa buku audio dan muzik mp3 untuk anak-anak saya disimpan. Oleh itu, saya menggunakan beberapa skrip linux untuk mengubah lagu menjadi penamaan yang betul. Folder dinamakan mengikut urutan nombor dua digit (iaitu "00", "01", "02"…). Lagu-lagu di sana harus dinamai dalam urutan tiga digit angka (iaitu "001.mp3", "002.mp3",…).

Sambutan selamat datang mp3 saya ("Halo, saya kotak mainan anda …") disimpan dalam folder "99" sebagai "001.mp3".

Skrip tidak bukti bodoh dan hanya boleh digunakan dalam direktori 'copy' dan bukan pada dokumen asal.

#! / bin / bashlet i = 1 untuk fail dalam *.mp3 lakukan jika (($ i <10)); kemudian mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); kemudian mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi let i ++ selesai

Langkah 5: Mencetak dan Memasang Kotak

Jadi sekarang HW dan SW berfungsi - Saya memerlukan KOTAK!

Tempat yang bagus untuk bermula adalah Tinkercad - Saya menyukainya! Mudah digunakan dan anda mendapat semua yang anda mahukan. Membangun komuniti besar dan banyak contoh hebat dari "Tinkerers" pintar.

Seseorang boleh masuk ke dalam selamanya dengan mudah - di sini satu perubahan, terdapat lubang, lubang baru, … reka bentuk baru,….

Tetapi pada akhirnya saya benar-benar gembira dengan reka bentuk kotak semasa. Saya juga membina kotak asas untuk pengecas untuk meletakkan kotak mp3 untuk… mengecas. lihat di sini

Percetakan memerlukan masa (~ 8-12 jam dan lebih) dan saya menguji dengan ketebalan baris yang berbeza, Pada akhirnya saya tetap pada standard pencetak. Untuk kotak semasa saya menggunakan kotak prototaip (pada mulanya dicetak berdasarkan reka bentuk yang lebih lama), namun reka bentuk terbaru mempunyai beberapa ciri baru, pelekap, keseluruhan yang menjadikan item lain dalam senarai tugasan saya.

Dan satu perkara yang sangat penting yang perlu dilakukan: dapatkan beberapa pakaian yang bagus untuk kotak itu - tetapi ini akan menjadi hak milik isteri saya - menantikan pakaian baru dari kotak itu - tidak lama lagi …

Sebaik sahaja cetakan disejukkan dan ujian asas elektronik telah dilakukan di luar kotak, pemasangan terakhir harus dilakukan.

Saya menggunakan lem panas untuk memperbaiki bahagian - Suis mikro, penerima LCD dan RFID terpasang pada plat penutup. Saya menggunakan beberapa pita dua sisi untuk memperbaiki komponen dan kemudian menggunakan lem panas untuk memasukkan beberapa titik akhir.

Sama dengan kotak asas. Pertama, pasangkan plat penerima pengecas ke tanah kotak - pita dua sisi melakukan kerja yang baik di sini - perlu disesuaikan ke tengah pangkalan agar cukup dekat dengan gegelung pengecas ketika meletakkan kotak di atas alas pengecas.

Kemudian powerbank, kembali pra-memperbaiki dengan dua sisi, kemudian letakkan beberapa gam panas ke titik 'strategik'. Pembesar suara boleh diperbaiki dengan beberapa titik gam yang bagus pada pemasangan yang disediakan - bagus dan ketat.

Akhirnya papan - saya memasukkan beberapa pelekap mini dalam reka bentuk cetakan 3D, sehingga papan dipasang dengan rapi di sana dengan - sekali lagi - beberapa titik lem panas yang strategik. Rattling tidak boleh membongkar sesuatu - jadi saya memberi perhatian yang ini.

Dan akhirnya menggunakan beberapa skru mini yang tersedia (reka bentuk cetakan saya merangkumi beberapa pemasangan skru 3M, tetapi ia tidak terlalu bagus untuk skru sebenar)

Langkah 6: Kotak Selesai - Namun Tanpa Pakaian

Dan inilah dua kotak siap untuk anak-anak saya. Mereka sudah melakukan beberapa ujian beta dan menemui beberapa bug perisian;-).

Saya juga membeli 20 pek pelekat RFID M3.

Sekarang saya perlu mengumpulkan semua angka kecil yang mungkin dan membuatnya bermain token untuk kotak MP3. Menyeronokkan untuk ayah dan anak-anak:)