Cutie de muzică MP3 pentru copii: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Când am căutat câteva noi proiecte DIY în jurul arduino, am găsit câteva idei frumoase despre playere MP3 bazate pe RFID pentru copii. Și există o cutie de jucării profesionistă excelentă pe piață - acești tipi guvernează. Au făcut o afacere grozavă din ideea lor inteligentă. Verificați - le veți găsi pagina!

Pe măsură ce cei doi copii ai mei încep să asculte cărți audio și muzică, din ce în ce mai mult, și încă folosesc discuri compacte vechi și bune, cu toate problemele de manipulare, am decis să construiesc o astfel de cutie MP3 player cu câteva caracteristici frumoase pentru a-l face un individ extraordinar. jucărie pentru ei. După ce am cumpărat recent prima mea imprimantă 3D, acest proiect părea să fie un loc de joacă bun pentru a scufunda și în imprimarea 3D.

Așa că am început în faza de concept - ce caracteristici aș dori să implementez - RFID, MP3 Player, WLAN (anulat mai târziu), control IMU, afișaj LCD, Alarmclock, încărcare wireless … Trebuie să fac unele cercetări, ce componente aș avea nevoie. Ce componente aș putea reutiliza? Mai aveam un IMU, modul LCD, niște nano Arduino.

Cu o anumită experiență în lipire și măsurare, ansamblul este realizabil în termen de 1-2 după sesiunile de lucru.

Imprimarea casetei, constând dintr-o bază, o placă de acoperire și o stație de încărcare, durează ceva timp (peste 12 ore în funcție de setările imprimantei și a feliatorului), dar am făcut asta în timpul lipirii.

Pasul 1: Componente

Între timp, componentele sunt într-adevăr mainstream. Iată o listă de componente pe care le-am folosit pentru acest proiect.

1. Afișaj LCD 1602 2x16 caractere mari 5 V 122 * 44 MM albastru

2. Cititor RFID- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 Player - DFPlayer Mini MP3 Player Module MP3 Voice Decode Board Pentru Arduino care acceptă card TF U-Disk IO / Serial Port / AD

4. Difuzor- 4 ohmi 3Watt 53MM Boxă pătrată 36MM Bord extern din spumă magnetică Capac argintiu

5. Card Micro SD de 8 GB

6. Senzor de giroscop analogic pe 3 axe MPU6050

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Placă de control micro Atmega328 (aproape toți pinii utilizați!)

8. DS3231 Precision RTC - Modul Alarmclock

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Modulul receptor universal PCBA Qi Wireless Charger Receiver - Albastru + Negru

11. Placă prototip PCB Protoboard tablă universală de conserve Prototipare fără sudură FR4 PCB față-verso 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. Rezistor 1x1kOhm pentru a limita curentul de bază, 3x220Ohms 0, 5 w (paralel! Pentru a satisface puterea - se poate folosi un rezistor spec mai mare, am avut acestea) pentru sarcina de curent între emițător și colector. 2x1kOhms pentru linia TX și RX între Arduino și DFplayer pentru a elimina zgomotul - nu am avut o problemă aici.

14. Câteva obiecte electronice standard pentru bricolaj - lipit, lipit, tăietor, conectori, cabluri …

14. Multă energie și câteva ore de asamblat:)

Preț total pentru componentele de mai sus ~ 30-35 € - în principal de la aliexpress.com și dx.com. Transportul durează ceva timp, dar prețul este excelent.

Pasul 2: Conectivitate electronică

Nu am desenat un aspect și nici nu am folosit niciun instrument la îndemână precum Fritzing sau altele similare. Probabil într-un moment mai târziu. Descrierea de mai jos prezintă conectivitatea. Toți pinii care nu sunt menționați nu sunt conectați.

În timpul lipirii am continuat să măsoară conectivitatea liniilor, s-a făcut și verificarea finală cu componentele montate. Nimic mai enervant decât să trebuiască să cauți o conexiune proastă după ce totul este asamblat. Cea mai mare grijă de GND și tensiune +.

Aspectul pin al oricărei componente este disponibil prin google.

Afișaj LC

LED ---- GND

LED + --- Prin powerbank 220Ohm la 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 potențiometru Rx (pentru a regla contrastul)

VDD --- Powerbank + 5V

VSS --- GND

Player DFPlayer MP3

VCC --- + 5V Powerbank

RX --- software serial Arduino D5 (potențial prin rezistor de 1kOhm în caz de probleme de zgomot)

TX --- software serial Arduino D9 (potențial prin rezistor de 1kOhm în caz de probleme de zgomot)

SPK1 --- Difuzor +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Difuzor -

Ocupat --- Arduino A7

GND --- GND

Cititor RFID NFC522

3,3V --- Arduino 3,3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

Senzor giroscopic IMU 6050

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5 / SCL

SDA --- Arduino A4 / SDA

ADO --- + 3.3V (semnal înalt) pentru adresa I2C 0x69

DS3231 Ceas în timp real

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4 / SDA

SCL --- Arduino A5 / SCL

GND --- GND

Declanșator de sarcină curentă

Emițător 2N3904 - GND

2N3904 bază - prin 1kOhm la Arduino D6

2N3904 colector - prin 3x220Ohms (paralel! - se poate folosi un rezistor de specificații mai mare, am avut acestea) la + 5V

Powerbank

Liniile V + și GND ale Powerbank conectate printr-un conector USB feminin la conectorul de alimentare de la bord și conectat la Vin / GND de Arduino). Powerbank-ul este pornit prin microîntrerupător în placa de acoperire. Am lipit un microîntrerupător la V + printr-un rezistor de sarcină la GND pentru a simula o stare de încărcare și a-l porni. Ulterior, sarcina curentă o împiedică să se oprească.

+ 5V - Conector de alimentare la bord + 5V

GND - Conector de alimentare la bord GND

+ 5V powerbank - rezistor de sarcină - microinterruptor Pin A

GND - pinul microîntrerupătorului B

Pasul 3: Asamblare electronică

Componentele plăcii - MP3 player, RTC, IMU, Arduino sunt montate în prize. Tastele de selectare și sus / jos, RFID, LCD și alimentarea sunt conectate prin intermediul „cablurilor de bandă” auto-lipite suficient de mult pentru a se potrivi ulterior în cutie.

Microswitch-ul pentru a porni powerbank-ul este o placă de acoperire fixă - care nu este afișată în piese.

Am folosit o sursă de alimentare fixă pentru a testa setarea.

În timpul asamblării am testat fiecare componentă individual -> exemplu schițele Arduino pentru componente sunt foarte utile aici.

Deoarece powerbank-ul a funcționat cu oprire automată cu curent redus, am inclus un vârf de sarcină controlat de tranzistor la fiecare 15 secunde timp de 100 ms printr-un rezistor de 70 Ohm (de fapt, 3 paraleli de 220 Ohmi pentru a asigura o putere suficientă, este doar un vârf scurt, dar cele trei rezistențe vor împărți curentul și, prin urmare, nu vor fi operate mai sus decât specificațiile).

Ulterior s-a dovedit că Mini DFPlayer trage continuu> 70mA. Pe măsură ce am folosit powerbank-off-off-off-ul și pentru oprirea cutiei (prin faptul că nu mai declanșez încărcarea curentă), acum trebuie să mă gândesc din nou la acest lucru.

Încă aveți probleme cu modul de repaus Arduino și DFplayer pentru a reduce curentul - curentul nu scade sub prag pentru a permite oprirea. Feedback bun venit.

Notă: pentru a doua casetă a trebuit să reordonez o altă bancă de putere, deoarece am ucis electronica celei inițiale. Și uitați-vă mai departe - acest powerbank se oprește la 10 secunde după ce opresc declanșarea curentului de încărcare -> oprirea funcționează acum.

Receptorul de încărcare fără fir este conectat la powerbank de încărcare USB. Baza încărcătorului este încorporată într-o cutie de încărcătoare, tipărită cu imprimanta mea 3D.

Pasul 4: Software

Software disponibil pe github

Programarea este distractivă, îmi place să încep cu un nucleu rapid de exemple și să mă dezvolt mai departe. Deoarece nu fac specificații consecvente, planificarea caracteristicilor și planurile de programe structurate, am sfârșit cu un cod funcțional, dar nu foarte elegant. Acesta este întotdeauna un lucru -> mergeți mai mult în obiecte, separați în.h și.cpp …

Cu toate acestea, vreau ca lucrurile să funcționeze rapid, așa că, în multe cazuri, ajung acolo nu pe cea mai eficientă cale.

Dar lucrul grozav este - de îndată ce HW funcționează se poate începe să facă tot felul de lucruri.

Am folosit arduino IDE, câteva biblioteci necesare - pur și simplu făcute cu managerul de bibliotecă arduino IDE.

Deci, versiunea mea actuală a software-ului acceptă:

Mesaj de intampinare

Volum (duh)

Înclinarea stânga / dreapta a casetei pentru a comuta la melodia anterioară / următoare și dacă RFID este dezactivat la următorul folder prin înainte și înapoi.

Pauză / Redare (duh)

Inițializați, aflați un nou RFID - folderul este atribuit pe baza următorului folder RFID următor al cardului SD. Datele sunt stocate în Arduino EEPROM

Redare folder atribuit RFID - atribuire RFID-folder către funcția de învățare

Încărcați și salvați parametrii pentru a activa setările salvate. Resetare din fabrică:)

Setarea ceasului și a datei.

Activați / dezactivați alarma, setați ora și minutul alarmei, redați o melodie fixă pentru alarmă.

Opriți RFID - redați mp3 fără ea.

Mai sunt câteva idei pe lista mea - încă de implementat

Afișați temperatura (RTC poate face asta - măsoară temperatura pentru a compensa impactul asupra cuarțului)

Începeți să râdeți când vă agitați, Setați melodia pentru alarmă

Alegeți ce folder este atribuit RFID în modul de învățare

Alocarea folderului magazinului și ultima melodie redată pe cipul RFID - reutilizare între cutii (construiesc altul - doi copii își amintesc …??)

activați oprirea - acest lucru nu funcționează până acum fără a fi conectat la USB -> sarcina curentă prin Powerbank este redusă în această setare.

Informații despre structura folderelor de pe cardul SD

Am avut niște cărți audio mp3 și muzică pentru copiii mei. Așa că am folosit câteva scripturi Linux pentru a transforma melodiile în denumirea potrivită. Dosarele trebuie denumite în ordine numerice din două cifre (adică „00”, „01”, „02” …). Melodiile de acolo trebuie să fie numite secvențial numere din trei cifre (adică „001.mp3”, „002.mp3”, …).

Mp3-ul meu de pornire-bun venit („Bună ziua, sunt cutia ta de jucării …”) este stocat în dosarul „99” ca „001.mp3”.

Scriptul nu este o dovadă de idiot și trebuie utilizat numai într-un director „copiere” și nu pe originale.

#! / bin / bashlet i = 1 pentru fișier în *.mp3 do if (($ i <10)); apoi mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); apoi mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi lasat i ++ terminat

Pasul 5: Tipărirea și asamblarea cutiei

Deci, acum HW și SW funcționează - am nevoie de o CUTIE!

Un loc minunat pentru a începe este Tinkercad - Îmi place! Simplu de utilizat și veți obține tot ce doriți. Bazându-se pe o comunitate uriașă și o mulțime de exemple grozave de la „Tinkerers” inteligenți.

Se poate intra cu ușurință în asta pentru totdeauna - aici o schimbare, acolo o nouă montură, gaură, … design nou, ….

Dar la final sunt complet mulțumit de designul actual al cutiei. De asemenea, am construit o cutie de bază pentru încărcător pentru a pune cutia mp3 pentru … încărcare. Vezi aici

Imprimarea necesită timp (~ 8-12 ore și mai mult) și am testat cu diferite grosimi de linie, la final am rămas la standardele imprimantelor. Pentru casetele actuale, folosesc casetele prototip (tipărite inițial pe baza unui design mai vechi), cu toate acestea, cel mai recent design are câteva caracteristici noi, monturi, ansambluri care fac un alt element pe lista mea de sarcini.

Și un lucru foarte important încă de făcut: să iau niște haine frumoase pentru cutie - dar acesta va fi domeniul soției mele - aștept cu nerăbdare noile haine ale cutiei - în curând …

De îndată ce imprimările sunt răcite și un test de bază al electronicii a fost efectuat în afara cutiei, a trebuit să se facă asamblarea finală.

Am folosit adeziv fierbinte pentru a fixa piesele - microîntrerupător, LCD și receptor RFID fixat pe placa de acoperire. Am folosit niște benzi față-verso pentru a fixa componente în prealabil și apoi am folosit adezivul fierbinte pentru a pune câteva puncte de fixare finale.

La fel și cu cutia de bază. Mai întâi fixați placa receptorului de încărcare la solul cutiei - banda dublă a făcut o treabă bună aici - trebuie ajustată la mijlocul bazei pentru a fi suficient de aproape de bobina de încărcare atunci când puneți cutia deasupra bazei încărcătorului.

Apoi, powerbank-ul, din nou pre-fixat cu față-verso, apoi pune niște lipici fierbinți în punctele „strategice”. Difuzorul poate fi fixat cu niște puncte de lipire frumoase la suporturile pregătite - frumos și strâns.

În cele din urmă, placa - am inclus niște mini tampoane de montare în designul de imprimare 3D, astfel încât placa a fost perfect adaptată acolo - din nou - cu câteva puncte strategice de lipire la cald. Zăngănitul nu ar trebui să arunce lucrurile deoparte - așa că i-am acordat atenție.

Și, în cele din urmă, utilizați câteva șuruburi mini disponibile (designul meu de imprimare a inclus niște suporturi de șuruburi 3M, dar acestea nu erau chiar grozave pentru șuruburile reale)

Pasul 6: Cutie terminată - Totuși fără haine

Și iată cele două cutii terminate pentru copiii mei. Au făcut deja niște teste beta și au găsit câteva erori de software;-).

Am cumpărat și un pachet de 20 de autocolante RFID M3.

Acum trebuie să strâng toate figurinele posibile și să le fac să joace jetoane pentru cutia MP3. Distracție pentru tată și copii:)