Dječja MP3 muzička kutija: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

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

Kako moje dvoje djece sve više počinje slušati audioknjige i muziku, a i dalje koriste dobre stare kompaktne diskove sa svim problemima u rukovanju, odlučio sam izgraditi takvu kutiju za MP3 player s nekim lijepim funkcijama kako bih bio odličan pojedinac igračka za njih. Nakon što sam nedavno kupio svoj prvi 3D printer, činilo se da je ovaj projekt bilo dobro igralište za ronjenje u 3D štampanju.

Tako sam krenuo u fazu koncepta - koje funkcije bih želio implementirati - RFID, MP3 player, WLAN (otkazano kasnije), IMU kontrolu, LCD ekran, alarm, bežično punjenje … Trebalo je malo istražiti koje su mi komponente potrebne. Koje komponente mogu ponovo koristiti? Još sam imao IMU, LCD modul, neke Arduino nano.

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

Štampanje kutije, koja se sastoji od osnove, poklopca 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 zaista mainstream. Evo popisa komponenti koje sam koristio za ovaj projekt.

1. LCD ekran 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 podržava TF karticu U -Disk IO/serijski port/AD

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

5. Micro SD kartica 8GB

6. Analogni žiroskop senzor sa 3 osi MPU6050

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

8. DS3231 Precision RTC - Modul alarma

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Univerzalni DIY PCBA Qi bežični prijemnik - modri + crni modul

11. Prototip PCB ploče Protoboard ploče konzervirane univerzalne ploče za izradu prototipa lemljene FR4 PCB dvostrane 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. 1x1 kOhm 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 za gore navedene komponente ~ 30-35 € - uglavnom sa aliexpress.com i dx.com. Dostava traje neko vrijeme, ali cijena je odlična.

Korak 2: Povezivanje elektronike

Nisam nacrtao izgled, niti sam koristio bilo koji zgodan alat poput Fritzinga ili slično. Vjerovatno kasnije. Dolje opisani prikaz povezivanja. Svi pinovi koji nisu spomenuti nisu povezani.

Tijekom lemljenja nastavio sam mjeriti povezanost vodova, izvršena je i krajnja provjera sa montiranim komponentama. Ništa dosadnije od traženja jedne loše veze nakon što je sve sklopljeno. Najviše se brine o GND i naponu +.

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

LC displej

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 sa šumom)

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

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 realnom vremenu

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Okidač trenutnog 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

Powerbank

V+ i GND linije Powerbank spojene preko ženskog USB konektora na konektor 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 da simuliram stanje opterećenja i uključim ga. Nakon toga strujno opterećenje sprječava njegovo isključivanje.

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

GND -Konektor za napajanje na ploči GND

+5V powerbank - otpornik opterećenja - mikroprekidač Pin A

GND - pin za mikroprekidač B

Korak 3: Montaža elektronike

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

Mikroprekidač za uključivanje powerbank je fiksna zaštitna 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.

Budući da je powerbank imao automatsko isključivanje koje je radilo pri niskoj struji, uključio sam tranzistorsko vršenje opterećenja svakih 15 sekundi tokom 100 ms preko otpornika od 70 Ohma (zapravo 3 paralelna 220 Ohma za dovoljnu snagu, to je samo kratki vrh, ali tri otpornika će dijeliti 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 se isključuje 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, štampana mojim 3D štampačem.

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 funkcija 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 da stvar počne raditi brzo pa u mnogim slučajevima ne stignem tamo na najefikasniji put.

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

Koristio sam arduino IDE, nekoliko potrebnih biblioteka - jednostavno učinjeno sa arduino IDE upraviteljem biblioteke.

Dakle, moja trenutna verzija softvera podržava:

Poruka dobrodošlice

Jačina zvuka (duh)

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

Pauziraj/pusti (duh)

Inicijalizujte, naučite novu RFID - fascikla se dodeljuje na osnovu sledeće RFID sledeće fascikle na SD kartici. Podaci se pohranjuju u Arduino EEPROM

Reproduciraj mapu dodijeljenu RFID-u-dodijeli RFID mapi kroz funkciju učenja

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

Podešavanje sata i datuma.

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

Isključite RFID - reprodukujte mp3 bez njega.

Još neke ideje na mojoj listi - tek se trebaju provesti

Prikažite temperaturu (RTC to može učiniti - mjeri temperaturu radi kompenzacije utjecaja na kvarc)

Počni se smijati kad se potreseš, Podesite pesmu za alarm

Odaberite koja je mapa dodijeljena RFID -u u načinu učenja

Pohranite dodijeljene foldere i posljednju pjesmu koja se reproducira na RFID čipu - mogućnost ponovne upotrebe između kutija (pravim drugu - dvoje djece se sjećaju …?)

omogući isključivanje -ovo trenutno ne radi bez povezivanja na USB -> trenutno opterećenje putem Powerbank -a se smanjuje u ovoj postavci.

Podaci o strukturi fascikli na SD kartici

Imao sam uskladištene mp3 audio knjige i muziku za svoju djecu. Tako sam koristio neke linux skripte za pretvaranje pjesama u pravo ime. Mape treba imenovati dvocifrenim 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 folderu "99" kao "001.mp3".

Skripta nije otporna na idiote i trebala bi se koristiti samo u direktoriju za kopiranje, 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 ++ gotovo

Korak 5: Štampanje i sastavljanje kutije

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

Sjajno mjesto za početak je Tinkercad - sviđa mi se! Jednostavan za upotrebu i dobićete sve što želite. Nadovezujući se na ogromnu zajednicu i puno sjajnih primjera pametnih "tinkerera".

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. Napravio sam i osnovnu kutiju za punjač na koju ću staviti mp3 kutiju za… punjenje. pogledajte ovdje

Štampanje oduzima mnogo vremena (~ 8-12 sati i više) i testirao sam s različitim debljinama linija. Na kraju sam ostao pri standardima štampača. Za trenutne kutije koristim prototipove (inicijalno štampane na osnovu starijeg dizajna) kutije, međutim najnoviji dizajn ima neke nove funkcije, nosače, cjeline koje čine još jednu stavku na mojoj listi obaveza.

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

Čim se ispisi ohlade i izvrši osnovni test elektronike izvan kutije, moralo se izvršiti završno sastavljanje.

Upotrijebio sam vruće ljepilo za pričvršćivanje dijelova - mikro prekidač, LCD i RFID prijemnik pričvršćeni na ploču poklopca. Koristio sam dvostranu traku za prethodno učvršćivanje komponenti, a zatim sam vrućim ljepilom stavio neke završne točke pričvršćivanja.

Isto je i sa 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 pri postavljanju kutije na vrh baze punjača.

Zatim powerbank, ponovo prethodno učvršćen dvostrano, zatim stavite malo vrućeg ljepila na 'strateške' točke. Zvučnik se može pričvrstiti lepim tačkama lepka na pripremljene nosače - lepo i čvrsto.

Konačno, ploča - uključio sam neke mini jastučiće za montiranje u dizajn 3D štampe, pa je ploča tamo uredno uklopljena - opet - sa nekim strateškim tačkama vrućeg ljepila. Zveckanje ne bi trebalo da razbacuje 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 odlični za prave vijke)

Korak 6: Gotova kutija - ali bez odjeće

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

Kupio sam i 20 pakovanja RFID M3 naljepnica.

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