Παιδικό MP3 Music Box: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Κατά την αναζήτηση νέων έργων DIY γύρω από το arduino, βρήκα μερικές ωραίες ιδέες σε συσκευές αναπαραγωγής MP3 για παιδιά που βασίζονται σε RFID. Και υπάρχει ένα μεγάλο επαγγελματικό κουτί παιχνιδιών στην αγορά - αυτοί οι τύποι κυβερνούν. Έκαναν μια εξαιρετική επιχείρηση από την έξυπνη ιδέα τους. Ρίξτε μια ματιά - θα βρείτε τη σελίδα τους!

Καθώς τα δύο παιδιά μου αρχίζουν να ακούνε ηχητικά βιβλία και μουσική, όλο και περισσότερο και εξακολουθούν να χρησιμοποιούν παλιούς καλούς συμπαγείς δίσκους με όλη την ταλαιπωρία, αποφάσισα να φτιάξω ένα τέτοιο κουτί MP3 player με μερικά ωραία χαρακτηριστικά για να το κάνω εξαιρετικό άτομο παιχνίδι για αυτούς. Αφού αγόρασα πρόσφατα τον πρώτο μου τρισδιάστατο εκτυπωτή, αυτό το έργο φάνηκε να είναι μια καλή παιδική χαρά για να μπω και στην τρισδιάστατη εκτύπωση.

Ξεκίνησα λοιπόν στη φάση της ιδέας - ποια χαρακτηριστικά θα ήθελα να εφαρμόσω - RFID, MP3 Player, WLAN (ακυρώθηκε αργότερα), έλεγχος IMU, οθόνη LCD, Ξυπνητήρι, ασύρματη φόρτιση … Χρειάζομαι να κάνω κάποια έρευνα, ποια εξαρτήματα θα χρειαστώ. Ποια εξαρτήματα θα μπορούσα να επαναχρησιμοποιήσω; Είχα ακόμα μια μονάδα IMU, LCD, μερικά Arduino nanos.

Με κάποια εμπειρία στη συγκόλληση και τη μέτρηση, το συγκρότημα είναι εφικτό εντός 1-2 μετά τις συνεδρίες εργασίας.

Η εκτύπωση του κουτιού, που αποτελείται από μια βάση, μια πλάκα κάλυψης και έναν σταθμό φόρτισης, διαρκεί λίγο (12+ ώρες ανάλογα με τις ρυθμίσεις του εκτυπωτή και του τεμαχιστή), αλλά το έκανα αυτό κατά τη συγκόλληση.

Βήμα 1: Στοιχεία

Τα συστατικά είναι πραγματικά mainstream εν τω μεταξύ. Ακολουθεί μια λίστα με τα στοιχεία που χρησιμοποίησα για αυτό το έργο.

1. Οθόνη LCD 1602 2x16 Μεγάλοι χαρακτήρες 5 V 122*44 MM μπλε

2. Αναγνώστης RFID- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 Player - DFPlayer Mini MP3 Player Module MP3 Voice Decode Board for Arduino Support TF Card U -Disk IO/Serial Port/AD

4. Ηχείο- 4 ohm 3Watts 53MM Τετράγωνο ηχείο 36MM Εξωτερικό μαγνητικό αφρώδες ασημί καπάκι

5. Κάρτα Micro SD 8GB

6. MPU6050 3 Axis Analog Gyroscope Sensor

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 Micro Controller Board (χρησιμοποιούνται σχεδόν όλες οι ακίδες!)

8. DS3231 Precision RTC - μονάδα ξυπνητηριού

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Universal DIY PCBA Qi Wireless Charger Receiver Module - Blue + Black

11. Prototype PCB Board Protoboard Tinned Universal Breadboard Prototyping Solderless FR4 PCB Double-Sided 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. Αντίσταση 1x1kOhm για περιορισμό του ρεύματος βάσης, 3x220Ohms 0, 5 w (παράλληλα! Για να καλύψει την ισχύ - μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει μια αντίσταση υψηλότερης προδιαγραφής, τα είχα) για τρέχον φορτίο μεταξύ εκπομπής και συλλέκτη. 2x1kOhms για γραμμή TX και RX μεταξύ Arduino και DFplayer για εξάλειψη θορύβου - δεν είχα πρόβλημα εδώ.

14. Κάποια τυπικά ηλεκτρονικά είδη DIY - κολλητήρι, συγκολλητικό, κουρευτικό, συνδετήρες, καλώδια…

14. Πολλή ενέργεια και μερικές ώρες για να συγκεντρωθείτε:)

Συνολική τιμή για τα παραπάνω εξαρτήματα -3 30-35 € - κυρίως από το aliexpress.com και το dx.com. Η αποστολή διαρκεί λίγο χρόνο, αλλά η τιμή είναι μεγάλη.

Βήμα 2: Συνδεσιμότητα ηλεκτρονικών συσκευών

Δεν σχεδίασα διάταξη, ούτε χρησιμοποίησα κάποιο εύχρηστο εργαλείο όπως το Fritzing ή παρόμοιο. Πιθανώς σε μεταγενέστερο χρονικό σημείο. Η παρακάτω περιγραφή δείχνει τη συνδεσιμότητα. Όλες οι ακίδες που δεν αναφέρονται δεν είναι συνδεδεμένες.

Κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης συνέχισα τη μέτρηση της συνδεσιμότητας των γραμμών, έγινε επίσης έλεγχος άκρου με τοποθετημένα εξαρτήματα. Τίποτα πιο ενοχλητικό από το να χρειαστεί να αναζητήσετε μια κακή σύνδεση μετά από όλα. Μεγαλύτερη προσοχή στο GND και την τάση +.

Η διάταξη καρφιτσών οποιουδήποτε στοιχείου είναι διαθέσιμη μέσω του Google.

Οθόνη LC

LED ---- GND

LED+--- Μέσω powerbank 220Ohm έως 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 ποτενσιόμετρο Rx (για ρύθμιση της αντίθεσης)

VDD --- Powerbank +5V

VSS --- GND

MP3 player DFPlayer

VCC ---+5V Powerbank

RX --- σειριακό λογισμικό Arduino D5 (πιθανώς μέσω αντίστασης 1kOhm σε περίπτωση προβλημάτων θορύβου)

TX --- σειριακό λογισμικό Arduino D9 (πιθανώς μέσω αντίστασης 1kOhm σε περίπτωση προβλημάτων θορύβου)

SPK1 --- Ηχείο +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Ηχείο-

Απασχολημένος --- Arduino A7

GND --- GND

NFC522 αναγνώστης RFID

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

Αισθητήρας γύρου IMU 6050

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO ---+3.3V (Υψηλό σήμα) για διεύθυνση I2C 0x69

DS3231 Ρολόι πραγματικού χρόνου

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Ενεργοποίηση τρέχοντος φορτίου

Εκπομπός 2N3904 - GND

Βάση 2N3904 - μέσω 1kOhm στο Arduino D6

Συλλέκτης 2N3904 - μέσω 3x220Ohms (παράλληλα! - μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει υψηλότερη αντίσταση προδιαγραφών, τα είχα αυτά) έως +5V

ΑΠΟΘΗΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Οι γραμμές V+ και GND του Powerbank συνδέονται μέσω θηλυκής θύρας USB στην υποδοχή τροφοδοσίας επί του σκάφους και συνδέονται στο Vin/GND του Arduino). Το powerbank ενεργοποιείται μέσω μικροδιακόπτη στην πλάκα κάλυψης. Συγκόλλησα έναν μικροδιακόπτη στο V+ μέσω αντίστασης φορτίου στο GND για να προσομοιώσω μια κατάσταση φορτίου και να τον ενεργοποιήσω. Στη συνέχεια, το τρέχον φορτίο το εμποδίζει να απενεργοποιηθεί.

+5V - Υποδοχή τροφοδοσίας επί του σκάφους +5V

GND -Υποδοχή ισχύος επί του πλοίου GND

+5V powerbank - αντίσταση φορτίου - μικροδιακόπτης Pin A

GND - ακίδα μικροδιακόπτη Β

Βήμα 3: Συναρμολόγηση ηλεκτρονικών συσκευών

Τα εξαρτήματα της πλακέτας - MP3 player, RTC, IMU, Arduino είναι τοποθετημένα σε πρίζες. Τα πλήκτρα επιλογής και επάνω/κάτω, RFID, LCD και τροφοδοσίας συνδέονται μέσω αυτοκόλλητων «καλωδίων ζωνών» αρκετά για να χωρέσουν αργότερα στο κουτί.

Ο μικροδιακόπτης για την ενεργοποίηση της τράπεζας τροφοδοσίας είναι σταθερός κάλυμμα - δεν φαίνεται στις σελίδες.

Χρησιμοποίησα ένα σταθερό τροφοδοτικό για να δοκιμάσω τη ρύθμιση.

Κατά τη συναρμολόγηση δοκίμασα κάθε στοιχείο ξεχωριστά -> παράδειγμα Τα σκίτσα Arduino για τα εξαρτήματα είναι πολύ χρήσιμα εδώ.

Καθώς η τράπεζα τροφοδοσίας είχε αυτόματη απενεργοποίηση με χαμηλό ρεύμα, συμπεριλάμβανα μια αιχμή φορτίου ελεγχόμενη με τρανζίστορ κάθε 15 δευτερόλεπτα για 100 ms μέσω αντίστασης 70 Ohm (στην πραγματικότητα 3 παράλληλα 220 Ohms για ικανοποιητική ισχύ, είναι μόνο μια μικρή κορυφή, αλλά οι τρεις αντιστάσεις θα μοιράζονται το ρεύμα και επομένως δεν θα λειτουργούν πάνω από τις προδιαγραφές).

Αργότερα αποδείχθηκε ότι το Mini DFPlayer τραβάει> 70mA συνεχώς. Καθώς χρησιμοποίησα την αυτόματη απενεργοποίηση του powerbank επίσης για απενεργοποίηση του κουτιού (μη ενεργοποιώντας πλέον το τρέχον φορτίο), πρέπει τώρα να το ξανασκεφτώ.

Εξακολουθείτε να αντιμετωπίζετε προβλήματα με την κατάσταση αναστολής λειτουργίας του Arduino και του DFplayer για να μειώσετε το ρεύμα - το ρεύμα δεν πέφτει κάτω από το όριο για να ενεργοποιήσετε την απενεργοποίηση. Σχόλια ευπρόσδεκτα.

Σημείωση: για το δεύτερο κουτί έπρεπε να παραγγείλω άλλο powerbank επειδή σκότωσα τα ηλεκτρονικά του αρχικού μου. Και κοιτάξτε εδώ - αυτό το powerbank απενεργοποιείται 10 δευτερόλεπτα αφού σταματήσω να ενεργοποιώ το ρεύμα φόρτωσης -> η απενεργοποίηση λειτουργεί τώρα.

Ο ασύρματος δέκτης φόρτισης είναι συνδεδεμένος στο powerbank φόρτισης usb. Η βάση του φορτιστή είναι ενσωματωμένη σε ένα κουτί φορτιστή, τυπωμένο με τον τρισδιάστατο εκτυπωτή μου.

Βήμα 4: Λογισμικό

Διαθέσιμο λογισμικό στο github

Ο προγραμματισμός είναι διασκεδαστικός, μου αρέσει να ξεκινάω με έναν γρήγορο πυρήνα παραδειγμάτων και να εξελίσσομαι περαιτέρω. Καθώς δεν κάνω πραγματικά τις επακόλουθες προδιαγραφές, τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού και τα δομημένα προγράμματα προγράμματος καταλήγω σε κάποιο λειτουργικό αλλά όχι πραγματικά κομψό κώδικα. Αυτό είναι πάντα ένα todo -> πηγαίνετε περισσότερο σε αντικείμενα, χωρίστε σε.h και.cpp…

Ωστόσο, θέλω να δουλέψω γρήγορα, οπότε σε πολλές περιπτώσεις δεν φτάνω στο πιο αποτελεσματικό μονοπάτι.

Αλλά το σπουδαίο είναι - μόλις λειτουργεί το HW μπορεί κανείς να αρχίσει να κάνει κάθε είδους πράγματα.

Χρησιμοποίησα το arduino IDE, μερικές βιβλιοθήκες που απαιτούνται - απλά έγινε με τον διαχειριστή βιβλιοθήκης arduino IDE.

Έτσι, η τρέχουσα έκδοση του λογισμικού μου υποστηρίζει:

Μήνυμα καλωσορίσματος

Τόμος (duh)

Αριστερή/δεξιά κλίση του κουτιού για να μεταβείτε στο προηγούμενο/επόμενο τραγούδι και εάν το RFID απενεργοποιηθεί στον επόμενο φάκελο, μπρος -πίσω.

Παύση/Αναπαραγωγή (duh)

Αρχικοποιήστε, μάθετε νέο RFID - ο φάκελος εκχωρείται με βάση τον επόμενο φάκελο RFID της επόμενης κάρτας SD. Τα δεδομένα αποθηκεύονται στο Arduino EEPROM

Αναπαραγωγή φακέλου εκχωρημένου σε RFID-εκχώρηση RFID σε φάκελο μέσω λειτουργίας εκμάθησης

Φορτώστε και αποθηκεύστε παραμέτρους για να ενεργοποιήσετε τις αποθηκευμένες ρυθμίσεις. Εργοστασιακή επανεκκίνηση:)

Ρύθμιση ρολογιού και ημερομηνίας.

Ενεργοποίηση/απενεργοποίηση συναγερμού, ρύθμιση ώρας και λεπτού αφύπνισης, αναπαραγωγή ενός σταθερού τραγουδιού για συναγερμό.

Απενεργοποιήστε το RFID - παίξτε mp3 χωρίς αυτό.

Μερικές ακόμη ιδέες στη λίστα μου - πρέπει ακόμα να υλοποιηθούν

Εμφάνιση θερμοκρασίας (το RTC μπορεί να το κάνει αυτό - μετρά τη θερμοκρασία για να αντισταθμίσει την επίδραση στον χαλαζία)

Ξεκίνα να γελάς όταν κουνιέσαι, Ρυθμίστε το τραγούδι για ξυπνητήρι

Επιλέξτε ποιο φάκελο έχει εκχωρηθεί στο RFID σε λειτουργία εκμάθησης

Αποθήκευση αντιστοίχισης φακέλου και τελευταίου τραγουδιού που παίζεται σε τσιπ RFID - επαναχρησιμοποίηση μεταξύ κουτιών (χτίζω άλλο - δύο παιδιά θυμούνται….;)

ενεργοποιήστε την απενεργοποίηση -αυτό δεν λειτουργεί μέχρι τώρα χωρίς να έχετε συνδεθεί σε USB -> το τρέχον φορτίο μέσω του Powerbank μειώνεται σε αυτήν τη ρύθμιση.

Πληροφορίες για τη δομή του φακέλου στην κάρτα SD

Είχα αποθηκεύσει μερικά ηχητικά βιβλία mp3 και μουσική για τα παιδιά μου. Έτσι χρησιμοποίησα μερικά σενάρια Linux για να μετατρέψω τα τραγούδια στη σωστή ονομασία. Οι φάκελοι πρέπει να ονομάζονται σε σειρά διψήφιους αριθμούς (δηλαδή "00", "01", "02"…). Τα τραγούδια εκεί πρέπει να ονομαστούν σε σειρά τριψήφιους αριθμούς (δηλαδή "001.mp3", "002.mp3",…).

Το mp3 με ενεργοποίηση-καλωσόρισμα ("Γεια, είμαι το κουτί παιχνιδιών σου …") αποθηκεύεται στο φάκελο "99" ως "001.mp3".

Το σενάριο δεν είναι ηλίθια απόδειξη και πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο σε έναν κατάλογο «αντιγραφής» και όχι σε πρωτότυπα.

#!/bin/bashlet i = 1 για αρχείο σε *.mp3 κάντε if (($ i <10)); τότε mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); στη συνέχεια mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi let i ++ done

Βήμα 5: Εκτύπωση και συναρμολόγηση του κουτιού

Έτσι, τώρα η HW και η SW λειτουργούν - χρειάζομαι ένα κουτί!

Ένα υπέροχο μέρος για να ξεκινήσετε είναι το Tinkercad - το λατρεύω! Απλό στη χρήση και παίρνετε ό, τι θέλετε. Χτίζοντας μια τεράστια κοινότητα και πολλά υπέροχα παραδείγματα από έξυπνους "Tinkerers".

Μπορεί κανείς εύκολα να μπει σε αυτό για πάντα - εδώ μια αλλαγή, εκεί μια νέα βάση, τρύπα,… νέος σχεδιασμός,….

Αλλά στο τέλος είμαι απόλυτα ευχαριστημένος με τον τρέχοντα σχεδιασμό κουτιού. Δημιούργησα επίσης ένα βασικό κουτί για το φορτιστή για να τοποθετήσω το κουτί mp3 για … φόρτιση. Δες εδώ

Η εκτύπωση παίρνει το χρόνο της (~ 8-12 ώρες και περισσότερο) και δοκίμασα με διαφορετικό πάχος γραμμής. Στο τέλος παρέμεινα στα πρότυπα των εκτυπωτών. Για τα τρέχοντα κουτιά χρησιμοποιώ τα πρωτότυπα (αρχικά τυπωμένα βάσει παλαιότερου σχεδιασμού) κουτιά, ωστόσο ο τελευταίος σχεδιασμός έχει ορισμένες νέες δυνατότητες, βάσεις, ολόκληρα που αποτελούν ένα άλλο στοιχείο στη λίστα υποχρεώσεών μου.

Και ένα πολύ σημαντικό πράγμα που πρέπει ακόμα να κάνω: πάρτε μερικά ωραία ρούχα για το κουτί - αλλά αυτό θα είναι το πεδίο της γυναίκας μου - ανυπομονώ για τα νέα ρούχα του κουτιού - σύντομα…

Μόλις οι εκτυπώσεις κρυώσουν και μια βασική δοκιμή των ηλεκτρονικών έχει γίνει έξω από το κουτί, η τελική συναρμολόγηση έπρεπε να γίνει.

Χρησιμοποίησα ζεστή κόλλα για να στερεώσω τα εξαρτήματα - μικροδιακόπτης, δέκτης LCD και δέκτης RFID που στερεώνονται στην πλάκα κάλυψης. Χρησιμοποίησα ταινία διπλής όψης για να προ-στερεώσω εξαρτήματα και στη συνέχεια χρησιμοποίησα τη θερμή κόλλα για να βάλω ορισμένα σημεία στερέωσης.

Το ίδιο και το κουτί βάσης. Πρώτα στερεώστε την πλάκα του δέκτη φόρτισης στο έδαφος του κουτιού - η ταινία διπλής όψης έκανε καλή δουλειά εδώ - πρέπει να προσαρμοστεί στη μέση της βάσης για να είναι αρκετά κοντά στο πηνίο φόρτισης όταν τοποθετείτε το κουτί στην κορυφή της βάσης του φορτιστή Το

Στη συνέχεια, το powerbank, ξανά προ-στερεωμένο με διπλής όψης, και στη συνέχεια τοποθετήστε λίγη θερμή κόλλα σε «στρατηγικά» σημεία. Το μεγάφωνο θα μπορούσε να στερεωθεί με μερικά ωραία σημεία κόλλας στις προετοιμασμένες βάσεις - ωραίο και σφιχτό.

Τέλος, ο πίνακας - συμπεριέλαβα μερικά μίνι μαξιλάρια στήριξης στο σχεδιασμό τρισδιάστατης εκτύπωσης, έτσι ο πίνακας τοποθετήθηκε τακτοποιημένα εκεί - ξανά - με κάποια στρατηγικά σημεία θερμής κόλλας. Το Rattling δεν πρέπει να ρίχνει τα πράγματα - έτσι έδωσα κάποια προσοχή σε αυτό.

Και τέλος χρησιμοποιήστε μερικές διαθέσιμες μίνι βίδες (ο σχεδιασμός εκτύπωσής μου περιλάμβανε μερικές βίδες στήριξης 3Μ, αλλά δεν είναι πραγματικά εξαιρετικές για πραγματικές βίδες)

Βήμα 6: Φινίρισμα κουτιού - ακόμα χωρίς ρούχα

Και εδώ είναι τα δύο έτοιμα κουτιά για τα παιδιά μου. Έκαναν ήδη δοκιμές beta και βρήκαν κάποια σφάλματα λογισμικού;-).

Αγόρασα επίσης ένα πακέτο 20 αυτοκόλλητων ετικετών RFID M3.

Τώρα πρέπει να συλλέξω όλες τις πιθανές μικρές φιγούρες και να τις κάνω να παίξουν μάρκες για το κουτί MP3. Διασκέδαση για πατέρα και παιδιά:)