جعبه موسیقی MP3 کودکان: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

هنگامی که به دنبال برخی از پروژه های DIY جدید در اطراف arduino بودم ، ایده های خوبی در دستگاه های پخش کننده MP3 مبتنی بر RFID برای کودکان پیدا کردم. و یک جعبه اسباب بازی حرفه ای عالی در بازار وجود دارد - این افراد حکم می کنند. آنها با ایده هوشمند خود تجارت بزرگی کردند. بررسی کنید - صفحه آنها را پیدا خواهید کرد!

از آنجایی که دو فرزندم در حال گوش دادن به کتابهای صوتی و موسیقی هستند ، و همچنان از دیسک های فشرده قدیمی خوب با تمام دردسر استفاده می کنند ، تصمیم گرفتم چنین جعبه پخش کننده MP3 با برخی ویژگی های خوب بسازم تا آن را به فردی عالی تبدیل کنم. اسباب بازی برای آنها بعد از اینکه من اولین چاپگر سه بعدی خود را خریدم ، به نظر می رسید که این پروژه زمین بازی خوبی برای چاپ سه بعدی باشد.

بنابراین من وارد مرحله مفهومی شدم - کدام ویژگیها را می خواهم پیاده کنم - RFID ، MP3 Player ، WLAN (بعداً لغو شد) ، کنترل IMU ، نمایشگر LCD ، ساعت زنگ دار ، شارژ بی سیم … برای انجام برخی تحقیقات ، به چه اجزایی نیاز دارم. از کدام اجزا می توانم دوباره استفاده کنم؟ من هنوز یک ماژول IMU ، LCD ، چند نانو آردوینو داشتم.

با تجربه در لحیم کاری و اندازه گیری مونتاژ ، در عرض 1-2 جلسه بعد از کار قابل انجام است.

چاپ جعبه ، شامل یک پایه ، یک روکش و یک ایستگاه شارژ ، مدتی طول می کشد (بسته به چاپگر و تنظیمات برش) 12 ساعت+ بیشتر طول می کشد ، اما من این کار را هنگام لحیم کاری انجام دادم.

مرحله 1: اجزاء

در این بین اجزاء واقعاً جریان اصلی هستند. در اینجا لیستی از اجزای استفاده شده برای این پروژه آمده است.

1. صفحه نمایش LCD 1602 2x16 شخصیت بزرگ 5 ولت 122*44 میلی متر آبی

2. RFID خوان- NFC RFID-RC522 RF IC

3. پخش کننده MP3 - DFPlayer Mini MP3 Player ماژول رمزگذاری صوتی MP3 برای آردوینو پشتیبانی از کارت TF U- دیسک IO/پورت سریال/AD

4. بلندگو- 4 اهم 3 وات 53 میلی متر مربع بلندگوی 36 میلی متر خارجی فوم مغناطیسی لبه نقره ای

5. کارت Micro SD 8 گیگابایت

6. سنسور ژیروسکوپ آنالوگ MPU6050 3 محور

7. برد MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 Micro Controller (تقریباً همه پین ها استفاده می شود!)

8. DS3231 Precision RTC - ماژول ساعت زنگ دار

9. پاوربانک JETech 3400 میلی آمپر ساعت

10. ماژول گیرنده شارژر بی سیم Universal DIY PCBA Qi - آبی + مشکی

11. نمونه اولیه PCB Board Protoboard Tinned Universal Breadboard Prototyping Solderless FR4 PCB دو طرفه 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. مقاومت 1x1kOhm برای محدود کردن جریان پایه ، 3x220Ohms 0 ، 5 وات (موازی! برای تامین توان - می توان از مقاومت با مشخصات بالاتر استفاده کرد ، اینها را داشتم) برای بار فعلی بین امیتر و کلکتور. 2x1kOhms برای خط TX و RX بین Arduino و DFplayer برای از بین بردن سر و صدا - من در اینجا مشکلی نداشتم.

14. برخی وسایل الکترونیکی DIY استاندارد - لحیم کاری ، لحیم کاری ، برش ، اتصالات ، کابل …

14. انرژی زیاد و چند ساعت برای جمع آوری:)

قیمت کل برای اجزای فوق 30-35 یورو - بیشتر از aliexpress.com و dx.com. حمل و نقل کمی طول می کشد ، اما قیمت آن عالی است.

مرحله 2: اتصال الکترونیکی

نه چیدمان طراحی کردم و نه از هیچ ابزار مفیدی مانند Fritzing یا موارد مشابه استفاده کردم. احتمالاً در زمان بعدی توضیحات زیر اتصال را نشان می دهد. همه پین هایی که ذکر نشده اند متصل نیستند.

در حین لحیم کاری ، اتصال خطوط را اندازه گیری می کردم ، بررسی نهایی با قطعات نصب شده نیز انجام شد. هیچ چیز آزاردهنده تر از این نیست که بعد از همه چیز به دنبال یک اتصال بد باشید. بیشتر مراقب GND و ولتاژ +هستید.

طرح پین هر جزء از طریق google در دسترس است.

نمایشگر LC

LED ---- GND

LED+--- از طریق پاوربانک 220 اهم تا 5 ولت

DB7 --- آردوینو D2

DB6 --- آردوینو D3

DB5 --- آردوینو D7

DB4 --- آردوینو D8

E --- Arduino A1/پین 15

R/W --- GND

RS --- آردوینو A0/پین 14

V0 --- پتانسیومتر 10 کیلو اهم Rx (برای تنظیم کنتراست)

VDD --- پاوربانک +5 ولت

VSS --- GND

پخش کننده MP3 DFPlayer

VCC --- پاوربانک+5V

RX --- نرم افزار سریال Arduino D5 (به طور بالقوه از طریق مقاومت 1 کیلو اهم در صورت بروز مشکلات نویز)

TX --- نرم افزار سریال Arduino D9 (به طور بالقوه از طریق مقاومت 1 کیلو اهم در صورت بروز مشکلات نویز)

SPK1 --- بلندگو +

GND --- پاوربانک GND

SPK2 --- بلندگو-

مشغول --- آردوینو A7

GND --- GND

NFC522 RFID خوان

3.3 ولت --- آردوینو 3.3 ولت

GND --- GND

MISO --- آردوینو D12

MOSI --- آردوینو D11

SCK --- آردوینو D13

SDA --- آردوینو D10

حسگر ژیروسکوپ IMU 6050

VCC --- آردوینو 3.3 ولت

GND --- GND پاوربانک

SCL --- آردوینو A5/SCL

SDA --- آردوینو A4/SDA

ADO ---+3.3V (سیگنال بالا) برای آدرس I2C 0x69

DS3231 ساعت زمان واقعی

3 ، 3 ولت --- آردوینو 3.3 ولت

SDA --- آردوینو A4/SDA

SCL --- آردوینو A5/SCL

GND --- GND

ماشه بار فعلی

2N3904 emitter - GND

پایه 2N3904 - از طریق 1 کیلو اهم به آردوینو D6

جمع کننده 2N3904 - از طریق 3x220 اهم (موازی! - می توان از مقاومت با مشخصات بالاتر استفاده کرد ، اینها را داشتم) تا +5V

پاوربانک

خطوط V+ و GND پاوربانک از طریق یک کانکتور USB زن به کانکتور برق روی برد متصل شده و به Vin/GND آردوینو متصل می شوند). پاوربانک از طریق میکروسوئیچ در صفحه پوشش روشن می شود. من یک میکروسوئیچ را از طریق یک مقاومت بار به GND به V+ لحیم کردم تا حالت بار را شبیه سازی کرده و آن را روشن کنم. پس از آن بار فعلی مانع خاموش شدن آن می شود.

+5V - اتصال برق روی برد +5V

GND -اتصال برق روی GND

+5 ولت پاوربانک - مقاومت بار - میکروسوئیچ پین A

GND - پین B میکروسوئیچ

مرحله 3: مونتاژ الکترونیک

اجزای برد - پخش کننده MP3 ، RTC ، IMU ، Arduino در سوکت ها نصب شده است. کلیدهای انتخاب و بالا/پایین ، RFID ، LCD و منبع تغذیه از طریق "کابل های باند" خود لحیم شده به اندازه کافی به هم متصل می شوند تا بعداً در جعبه جا شوند.

میکروسوئیچ برای روشن کردن پاوربانک روکش ثابت است - در تصاویر نشان داده نشده است.

برای تست راه اندازی از منبع تغذیه ثابت استفاده کردم.

در حین مونتاژ ، من هر جزء را به صورت جداگانه آزمایش کردم -> مثال طرح های آردوینو برای قطعات در اینجا بسیار مفید است.

از آنجا که پاوربانک دارای خاموش شدن خودکار با جریان کم بود ، هر 15 ثانیه یک پیک بار کنترل شده ترانزیستور را برای 100 میلی ثانیه از طریق یک مقاومت 70 اهم (در واقع 3 موازی 220 اهم موازی برای تامین توان کافی ، شامل یک اوج کوتاه می کردم ، اما سه مقاومت فعلی را به اشتراک می گذارند و بنابراین بالاتر از مشخصات کار نمی کنند).

بعداً مشخص شد که Mini DFPlayer به طور مداوم بیش از 70 میلی آمپر می کشد. همانطور که از خاموش شدن خودکار پاوربانک برای خاموش کردن جعبه (با عدم فعال کردن بار دیگر) استفاده کردم ، اکنون باید دوباره به این موضوع فکر کنم.

هنوز با حالت خواب Arduino و DFplayer برای پایین آوردن جریان مشکل دارید - برای فعال کردن خاموش ، جریان از آستانه پایین نمی آید. استقبال از بازخورد

توجه: برای جعبه دوم مجبور شدم یک پاوربانک دیگر سفارش دهم زیرا لوازم الکترونیکی اولیه خود را از بین بردم. و اینجا را نگاه کنید - این پاوربانک 10 ثانیه پس از قطع جریان بار خاموش می شود -> خاموش کردن در حال حاضر کار می کند.

گیرنده شارژ بی سیم به پاوربانک USB شارژ متصل است. پایه شارژر در یک جعبه شارژر ساخته شده است که با چاپگر سه بعدی من چاپ شده است.

مرحله 4: نرم افزار

نرم افزار موجود در github

برنامه نویسی سرگرم کننده است ، من دوست دارم با یک نمونه سریع شروع کنم و بیشتر پیشرفت کنم. از آنجایی که من مشخصات دقیق ، برنامه ریزی ویژگی ها و برنامه های برنامه ریزی شده برنامه را انجام نمی دهم ، در نهایت با برخی از کد های کاربخش اما واقعا زیبا آشنا نمی شوم. این همیشه یک کار ساده است -> بیشتر به اشیا بروید ، در.h و.cpp جدا کنید…

با این حال ، من می خواهم کار را به سرعت انجام دهم ، بنابراین در بسیاری از موارد من در کارآمدترین مسیر به آنجا نمی رسم.

اما نکته مهم این است - به محض کار HW می توان همه کارها را شروع کرد.

من از arduino IDE استفاده کردم ، چند کتابخانه مورد نیاز است - به سادگی با مدیر کتابخانه arduino IDE انجام می شود.

بنابراین نسخه فعلی نرم افزار من پشتیبانی می کند:

پیام خوش آمد

حجم (دیروز)

جهت تغییر آهنگ به آهنگ قبلی/بعدی و در صورت غیرفعال شدن RFID به پوشه بعدی از جلو و عقب ، شیب چپ/راست جعبه وجود دارد.

مکث/پخش (دیروز)

راه اندازی اولیه ، یادگیری RFID جدید - پوشه بر اساس RFID بعدی پوشه کارت SD اختصاص داده می شود. داده ها در Arduino EEPROM ذخیره می شوند

پخش پوشه اختصاص داده شده به RFID-اختصاص RFID به پوشه از طریق عملکرد یادگیری

پارامترها را بارگذاری و ذخیره کنید تا تنظیمات ذخیره شده فعال شوند. ریست کارخانه:)

تنظیم ساعت و تاریخ.

روشن/خاموش کردن زنگ ساعت ، تنظیم ساعت و دقیقه زنگ ، پخش آهنگ ثابت برای زنگ ساعت.

RFID را خاموش کنید - mp3 را بدون آن پخش کنید.

چند ایده دیگر در لیست من - هنوز باید اجرا شود

نمایش دما (RTC می تواند این کار را انجام دهد - دما را برای جبران ضربه به کوارتز اندازه گیری می کند)

هنگام تکان خوردن شروع به خندیدن کنید ،

آهنگ را برای زنگ هشدار تنظیم کنید

انتخاب کنید کدام پوشه در حالت یادگیری به RFID اختصاص داده شده است

ذخیره تکلیف پوشه و آخرین آهنگ پخش شده در تراشه RFID - قابلیت استفاده مجدد بین جعبه ها (من در حال ساختن دیگری هستم - دو کودک به یاد دارند …؟)

خاموش کردن را فعال کنید -در حال حاضر بدون اتصال به USB کار نمی کند -> بار فعلی از طریق Powerbank در این تنظیم کاهش می یابد.

اطلاعاتی درباره ساختار پوشه روی کارت SD

چند کتاب صوتی mp3 و موسیقی برای فرزندانم ذخیره کرده بودم. بنابراین من از برخی از اسکریپت های لینوکس برای تبدیل آهنگ ها به نام مناسب استفاده کردم. نام پوشه ها باید به ترتیب اعداد دو رقمی (یعنی "00" ، "01" ، "02" …) نامگذاری شود. آهنگهای موجود باید به ترتیب اعداد سه رقمی (یعنی "001.mp3" ، "002.mp3" ، …) نامگذاری شوند.

mp3 on-welcome-welcome من ("سلام ، من جعبه اسباب بازی شما هستم …") در پوشه "99" به عنوان "001.mp3" ذخیره می شود.

اسکریپت اثبات احمقانه ای نیست و باید فقط در فهرست "کپی" استفاده شود و نه در نسخه اصلی.

#!/bin/bashlet i = 1 برای فایل در *.mp3 do if (($ i <10))؛ سپس mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100))؛ سپس mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi i ++ done

مرحله 5: چاپ و مونتاژ جعبه

بنابراین در حال حاضر HW و SW کار می کند - من به یک جعبه نیاز دارم!

یک مکان عالی برای شروع ، Tinkercad است - من آن را دوست دارم! استفاده از آن ساده است و به هر آنچه می خواهید می رسید. بر اساس یک جامعه بزرگ و بسیاری از نمونه های عالی از "Tinkerers" هوشمند.

می توان به راحتی وارد این قضیه شد برای همیشه - در اینجا یک تغییر ، یک کوه جدید ، یک سوراخ ،… طراحی جدید ،….

اما در نهایت از طراحی جعبه فعلی کاملاً راضی هستم. من همچنین یک جعبه پایه برای شارژر برای قرار دادن جعبه mp3 روی … برای شارژ ساختم. اینجا را ببین

چاپ زمان می برد (8 تا 12 ساعت and و بیشتر) و من با ضخامت خط های مختلف آزمایش کردم ، در پایان من در استاندارد چاپگرها ماندم. برای جعبه های فعلی از نمونه اولیه جعبه ها استفاده می کنم (در ابتدا بر اساس طرح قدیمی تر چاپ می شد) ، با این حال آخرین طرح دارای ویژگی های جدید ، پایه ها ، کل است که مورد دیگری را در لیست کارهای من ایجاد می کند.

و یک کار بسیار مهم که هنوز باید انجام دهید: لباس های زیبا برای جعبه تهیه کنید - اما این محل کار همسرم خواهد بود - منتظر لباس های جدید جعبه هستم - به زودی…

به محض سرد شدن چاپها و انجام آزمایش اولیه لوازم الکترونیکی در خارج از جعبه ، مونتاژ نهایی باید انجام شود.

من از چسب حرارتی برای تعمیر قطعات استفاده کردم - میکرو سوئیچ ، گیرنده LCD و RFID که روی صفحه پوشش ثابت شده است. من از نوار دو طرفه برای تثبیت اجزای اولیه استفاده کردم و سپس از چسب حرارتی برای قرار دادن برخی از نقاط ثابت نهایی استفاده کردم.

همینطور با جعبه پایه ابتدا صفحه گیرنده شارژ را روی زمین جعبه ثابت کنید - نوار دو طرفه در اینجا کار خوبی انجام داد - هنگام قرار دادن جعبه در بالای پایه شارژر ، باید در وسط پایه تنظیم شود تا به اندازه کافی به سیم پیچ شارژ نزدیک شود. به

سپس پاوربانک ، مجدداً با دو طرفه ثابت کنید ، سپس مقداری چسب حرارتی را در نقاط "استراتژیک" قرار دهید. بلندگو را می توان با چند نقطه چسب خوب در پایه های آماده شده - خوب و محکم - ثابت کرد.

سرانجام تخته - من برخی از پدهای کوچک نصب را در طراحی چاپ سه بعدی گنجانده ام ، بنابراین تخته به طور مرتب در آنجا - دوباره - با برخی از نقاط استراتژیک چسب حرارتی نصب شده است. Rattling نباید چیزها را دور بیندازد - بنابراین من به این مورد کمی توجه کردم.

و در نهایت از چند پیچ کوچک موجود استفاده کنید (طراحی چاپ من شامل چند پایه پیچ 3M بود ، اما برای پیچ های واقعی عالی نیستند)

مرحله 6: جعبه تمام شده - هنوز بدون لباس

و در اینجا دو جعبه تمام شده برای بچه های من وجود دارد. آنها قبلاً آزمایش بتا انجام داده اند و برخی اشکالات نرم افزاری را یافته اند ؛-).

من همچنین یک بسته 20 برچسب RFID M3 خریدم.

حالا من باید همه شکل های کوچک احتمالی را جمع آوری کرده و آنها را مجبور به پخش نشانه برای جعبه MP3 کنم. سرگرمی برای پدر و بچه ها:)