Caixa de música MP3 infantil: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Quan buscava alguns nous projectes de bricolatge sobre arduino, vaig trobar algunes bones idees sobre reproductors MP3 basats en RFID per a nens. I hi ha una gran caixa de joguines professional al mercat: aquests nois manen. Van fer un gran negoci amb la seva idea intel·ligent. Feu una ullada: trobareu la seva pàgina.

A mesura que els meus dos fills escolten audiollibres i música, cada vegada són més, i segueixen fent servir bons discs compactes antics amb totes les molèsties necessàries, vaig decidir construir una caixa de reproductor de MP3 amb algunes funcions agradables per convertir-lo en un gran individu. joguina per a ells. Després de comprar recentment la meva primera impressora 3D, aquest projecte semblava ser un bon pati per submergir-se també en la impressió 3D.

Així que vaig començar a la fase de concepte (quines funcions voldria implementar): RFID, reproductor MP3, WLAN (cancel·lat més tard), control IMU, pantalla LCD, despertador, càrrega sense fils … Cal investigar, quins components necessitaria. Quins components puc reutilitzar? Encara tenia un mòdul LCD, IMU, alguns nanos Arduino.

Amb una mica d’experiència en soldar i mesurar el muntatge, es pot realitzar en un termini d’1 a 2 després de les sessions de treball.

La impressió de la caixa, que consisteix en una base, una placa de coberta i una estació de càrrega, triga un temps (més de 12 hores en funció de la configuració de la impressora i de la talladora), però ho vaig fer durant la soldadura.

Pas 1: components

Mentrestant, els components són realment dominants. Aquí teniu una llista dels components que he utilitzat per a aquest projecte.

1. Pantalla LCD 1602 2x16 Grans caràcters 5 V 122 * 44 MM blau

2. Lector RFID- IC NFC RFID-RC522 RF

3. Reproductor de MP3: DFPlayer Mini Mòdul de reproductor de MP3 Tauler de descodificació de veu MP3 per a Arduino compatible amb targeta TF E / S / Port sèrie / AD

4. Altaveu: 4 ohm 3 Watts 53 MM altaveu quadrat 36 MM extern d'escuma magnètica vora platejat tap

5. Targeta Micro SD de 8 GB

6. MPU6050 Sensor de giroscopi analògic de 3 eixos

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Placa de controlador Atmega328 (gairebé tots els pins utilitzats!)

8. DS3231 Precision RTC: mòdul de despertador

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Mòdul de receptor de carregador sense fils PCBA Qi DIY universal - Blau + Negre

11. Prototip de tauler de PCB Protoboard de llauna universal Prototipat de llauna de protecció sense soldadura FR4 PCB de doble cara 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. Resistència de 1x1kOhm per limitar el corrent de base, 3x220Ohms de 0, 5 w (paral·lelament! 2x1kOhms per a la línia TX i RX entre Arduino i DFplayer per acabar amb el soroll: aquí no tenia cap problema.

14. Algunes coses estàndard d’electrònica de bricolatge: soldar, soldar, tallar, connectors, cables …

14. Molta energia i un parell d’hores per muntar:)

Preu total dels components anteriors ~ 30-35 €, principalment a aliexpress.com i dx.com. L’enviament porta una mica de temps, però el preu és fantàstic.

Pas 2: connectivitat electrònica

No vaig dibuixar un disseny ni vaig utilitzar cap eina pràctica com Fritzing o similar. Probablement en un moment posterior. La descripció següent mostra la connectivitat. Tots els pins que no s’esmenten no estan connectats.

Durant la soldadura vaig continuar mesurant la connectivitat de les línies, també es va fer la comprovació final amb components muntats. Res més molest que haver de buscar una mala connexió després de muntar-ho. La major part de la cura de GND i voltatge +.

El disseny de pins de qualsevol component està disponible a Google.

Pantalla LC

LED ---- GND

LED + --- Via powerbank de 220 Ohm a 5 V.

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 --- Potencióòmetre 10Kohm Rx (per ajustar el contrast)

VDD --- Powerbank + 5V

VSS --- GND

Reproductor de MP3 DFPlayer

VCC --- + 5V Powerbank

Programari RX --- Arduino D5 (potencialment mitjançant una resistència de 1 kOhm en cas de problemes de soroll)

Programari TX --- Arduino D9 de sèrie (potencialment mitjançant una resistència de 1 kOhm en cas de problemes de soroll)

SPK1 --- Altaveu +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Altaveu -

Ocupat --- Arduino A7

GND --- GND

Lector RFID NFC522

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

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

Sensor giroscòpic IMU 6050

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5 / SCL

SDA --- Arduino A4 / SDA

ADO --- + 3,3 V (senyal alt) per a adreça I2C 0x69

DS3231 Rellotge en temps real

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4 / SDA

SCL --- Arduino A5 / SCL

GND --- GND

Activador de càrrega actual

Emissor 2N3904 - GND

Base 2N3904: mitjançant 1kOhm a Arduino D6

Col·leccionista 2N3904 - mitjançant 3x220Ohms (paral·lel! - es pot utilitzar una resistència d'especificacions superior, en tenia) a + 5V

Powerbank

Les línies V + i GND de Powerbank es connecten a través d’un connector USB femella per connectar el connector a la placa i es connecten a Vin / GND d’Arduino). El powerbank s’encén mitjançant un microinterruptor a la placa de coberta. He soldat un microinterruptor a V + mitjançant una resistència de càrrega a GND per simular un estat de càrrega i encendre-ho. Després, la càrrega actual evita que s'apagui.

+ 5V: connector d'alimentació a la placa + 5V

GND: connector d'alimentació a la placa GND

+ 5V de powerbank - resistència de càrrega - microinterruptor Pin A

GND: pin de microinterruptor B

Pas 3: Muntatge d'electrònica

Els components de la placa: reproductor de MP3, RTC, IMU i Arduino estan muntats en endolls. Les tecles de selecció i pujada / baixada, RFID, LCD i alimentació es connecten mitjançant "cables de banda" autosoldats el temps suficient per encabir-los més endavant.

El microinterruptor per engegar el powerbank és una placa de coberta fixa, que no es mostra a la pantalla.

Vaig utilitzar una font d'alimentació fixa per provar la configuració.

Durant el muntatge, he provat cada component individualment> els exemples d'esbossos d'Arduino per als components són molt útils aquí.

Com que el powerbank s’apagava automàticament amb un baix corrent, vaig incloure un pic de càrrega controlat per transistor cada 15 segons durant 100 ms mitjançant una resistència de 70 Ohm (en realitat 3 paral·lels de 220 Ohms per atendre una potència suficient, només és un pic curt però els tres resistors compartiran el corrent i, per tant, no funcionaran per sobre de les especificacions).

Més tard, va resultar que el Mini DFPlayer tira de> 70mA contínuament. A mesura que utilitzava l’apagat automàtic del powerbank també per apagar la caixa (ja no activant la càrrega actual), ara he de tornar a pensar-ho.

Encara teniu problemes amb el mode de repòs d'Arduino i DFplayer per reduir el corrent: el corrent no baixa del llindar per habilitar l'apagat. Benvinguts als comentaris.

Nota: per al segon Box vaig haver de reordenar un altre powerbank perquè vaig acabar amb l'electrònica del meu inicial. I mireu-ho més: aquest powerbank s'apaga 10 segons després d'haver deixat d'activar el corrent de càrrega -> l'apagat funciona ara.

El receptor de càrrega sense fils està connectat al banc de càrrega usb. La base del carregador està integrada en una caixa de carregadors, impresa amb la meva impressora 3D.

Pas 4: programari

Programari disponible a github

Programar és divertit, m’agrada començar amb un nucli ràpid d’exemples i desenvolupar-me més. Com que realment no faig les especificacions, la planificació de funcions i els plans de programa estructurats consegüents, acabo amb un codi funcional però no molt elegant. Això sempre és un fet -> anar més als objectes, separar-los en.h i.cpp …

Tanmateix, vull que la cosa funcioni ràpidament, de manera que en molts casos no hi arribo pel camí més eficient.

Però el més gran és que, tan aviat com l’HW funcioni, es pot començar a fer tot tipus de coses.

He utilitzat l’IDE arduino, un parell de biblioteques necessàries, simplement fet amb el gestor de biblioteques IDE d’arduino.

Per tant, la meva versió actual del programari admet:

Missatge de benvinguda

Volum (duh)

Inclinació esquerra / dreta del quadre per canviar a la cançó anterior / següent i si l'IDFID està desactivat a la carpeta següent per endavant i enrere.

Pausa / Reprodueix (duh)

Inicialitzeu, apreneu una nova RFID: la carpeta s’assigna en funció de la següent carpeta RFID de la targeta SD següent. Les dades s’emmagatzemen a Arduino EEPROM

Carpeta de reproducció assignada a RFID: assignació de RFID a carpeta mitjançant la funció d'aprenentatge

Carregueu i deseu paràmetres per activar la configuració desada. Restabliment de fàbrica:)

Configuració del rellotge i la data.

Activeu / desactiveu l'alarma, definiu l'hora i el minut d'alarma, reproduint una cançó fixa d'alarma.

Apagueu l'RFID: reproduïu mp3 sense ell.

Algunes idees més a la meva llista, encara per implementar

Mostra la temperatura (el RTC ho pot fer: mesura la temperatura per compensar l'impacte del quars)

Comenceu a riure quan us sacsegeu, Estableix la cançó per alarma

Tria quina carpeta s’assigna a RFID en mode d’aprenentatge

Assignació de carpetes de la botiga i darrera cançó reproduïda al xip RFID: reutilització entre caixes (n’estic construint una altra; dos nens recorden …?)

habilitar l'apagat: això no funciona fins ara sense estar connectat a USB -> la càrrega actual mitjançant Powerbank es redueix en aquest paràmetre.

Informació sobre l'estructura de carpetes a la targeta SD

Tenia emmagatzemats alguns audiollibres i música per als meus fills. Per tant, he utilitzat alguns scripts Linux per transformar les cançons al nom adequat. Les carpetes s'han de nomenar en seqüències de dos dígits (és a dir, "00", "01", "02" …). Les cançons que hi ha han de ser nomenades en seqüències de tres dígits (és a dir, "001.mp3", "002.mp3", …).

El meu mp3 on-on-welcome ("Hola, sóc la teva caixa de joguines …") s'emmagatzema a la carpeta "99" com a "001.mp3".

L'escript no és a prova d'idiotes i només s'ha d'utilitzar en un directori de "còpia" i no en originals.

#! / bin / bashlet i = 1 per al fitxer a *.mp3 do if (($ i <10)); després mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); a continuació, mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi deixar que acabi el ++

Pas 5: Impressió i muntatge de la caixa

Per tant, ara HW i SW funcionen: necessito una CAIXA.

Un bon lloc per començar és Tinkercad: m’encanta. Fàcil d'utilitzar i obtens tot el que vols. Basant-se en una comunitat enorme i molts exemples fantàstics de "Tinkerers" intel·ligents.

Es pot entrar fàcilment en això per sempre: aquí hi ha un canvi, hi ha una nova muntura, forat, … nou disseny, ….

Però al final estic completament satisfet amb el disseny actual de la caixa. També he construït una caixa base perquè el carregador hi posi la caixa mp3 per … carregar-la. veure aquí

La impressió triga el seu temps (~ 8-12 hores i més) i he provat amb diferents gruixos de línia. Al final em vaig quedar amb els estàndards de la impressora. Per a les caixes actuals estic utilitzant els quadres de prototipus (inicialment impresos basats en un disseny anterior), però el disseny més recent té algunes funcions noves, muntures, integrals que fan un altre element a la meva llista de tasques.

I una cosa molt important encara per fer: aconseguir una mica de roba bonica per a la caixa, però aquest serà el domini de la meva dona, amb moltes ganes de veure la nova roba de la caixa.

Tan bon punt es refreden les impressions i s'ha fet una prova bàsica de l'electrònica fora de la caixa, s'ha hagut de fer el muntatge final.

Vaig utilitzar cola calenta per arreglar les peces: microinterruptor, receptor LCD i RFID fixat a la placa de coberta. Vaig fer servir una cinta de doble cara per fixar prèviament components i després vaig fer servir la cola calenta per posar alguns punts finals.

El mateix amb la caixa base. Primer, fixeu la placa del receptor de càrrega al terra de la caixa (la cinta de doble cara va fer un bon treball aquí), cal ajustar-la al centre de la base per estar prou a prop de la bobina de càrrega quan es col·loca la caixa a la part superior de la base del carregador..

A continuació, el powerbank, de nou pre-solucionat amb doble cara, va posar una mica de cola calenta als punts "estratègics". L'altaveu es podria fixar amb alguns punts de cola agradables a les muntures preparades: bonic i ajustat.

Finalment, el tauler - Vaig incloure alguns mini coixinets de muntatge en el disseny d’impressió 3D, de manera que el taulell s’adaptava perfectament amb - de nou - alguns punts estratègics de cola calenta. El sonar no ha de desfer-se de les coses, de manera que li vaig dedicar una mica d’atenció.

I, finalment, utilitzeu alguns mini cargols disponibles (el meu disseny d’impressió incloïa uns muntatges de cargol 3M, però no eren realment fantàstics per a cargols reals)

Pas 6: caixa acabada, però sense roba

I aquí teniu les dues caixes acabades per als meus fills. Ja van fer proves beta i van trobar alguns errors de programari;-).

També vaig comprar un paquet de 20 adhesius RFID M3.

Ara he de recollir totes les petites figures possibles i fer-les reproduir fitxes per a la caixa MP3. Diversió per al pare i els fills:)