Bolalar MP3 musiqa qutisi: 6 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Arduino atrofida DIY -ning yangi loyihalarini izlayotganda, bolalar uchun RFID asosidagi MP3 pleerlar haqida yaxshi g'oyalarni topdim. Va bozorda bitta ajoyib professional o'yinchoqlar qutisi bor - bu bolalar boshqaradilar. Ular o'zlarining aqlli g'oyalaridan katta biznes qilishdi. Ko'ring - siz ularning sahifasini topasiz!

Mening ikki farzandim audiokitoblar va musiqa tinglashni o'rgana boshlagach, va men hali ham eski eski ixcham disklardan foydalanishda davom etar ekanman, men uni ajoyib odamga aylantirish uchun shunday yaxshi xususiyatlarga ega bo'lgan MP3 pleer qutisini qurishga qaror qildim. ular uchun o'yinchoq. Yaqinda men birinchi 3D -printerni sotib olganimdan so'ng, bu loyiha 3D bosib chiqarishga o'tish uchun yaxshi o'yin maydonchasi bo'lib tuyuldi.

Shunday qilib, men kontseptsiya bosqichini boshladim - qaysi funktsiyalarni amalga oshirishni xohlardim - RFID, MP3 pleer, WLAN (keyinroq bekor qilinadi), IMU boshqaruvi, LCD displey, budilnik, simsiz zaryadlash … Menga qanday komponentlar kerak bo'lishi haqida tadqiqot o'tkazish kerak. Qaysi komponentlarni qayta ishlatishim mumkin? Menda hali ham IMU, LCD moduli, ba'zi Arduino nanolar bor edi.

Lehimlash va o'lchash bo'yicha tajribaga ega bo'lgan holda, yig'ilishni ishdan keyin 1-2 soat ichida bajarish mumkin.

Baza, qopqoq plastinkasi va zaryadlash stantsiyasidan iborat qutini chop etish biroz vaqt talab etadi (printer va kesuvchi sozlamalariga qarab 12+ soat), lekin men lehim paytida shunday qildim.

1 -qadam: komponentlar

Komponentlar haqiqatan ham asosiy oqimdir. Mana men ushbu loyiha uchun ishlatgan komponentlar ro'yxati.

1. LCD displey 1602 2x16 Katta belgilar 5 V 122*44 MM ko'k

2. RFID o'quvchi- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 pleer - DFPlayer Mini MP3 pleer moduli TF kartasi U- Disk IO/ketma -ket port/ADni qo'llab -quvvatlaydigan Arduino uchun MP3 ovozli kodni taxtasi.

4. Karnay- 4 ohm 3 Vatt 53 mm kvadrat karnay 36 mm tashqi magnit ko'pikli qirrali kumush qopqoq

5. Micro SD karta 8 GB

6. MPU6050 3 eksa analogli giroskop sensori

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 Micro Controller Board (deyarli barcha pinlar ishlatilgan!)

8. DS3231 Precision RTC - Budilnik

9. Powerbank JETech 3400 mA / soat

10. Universal DIY PCBA Qi simsiz zaryadlovchi qabul qilish moduli - Moviy + Qora

11. Prototipli tenglikni kartochkasi Protoboard qalaylangan universal breadboard prototipini lehimsiz FR4 PCB ikki tomonlama 5x7 sm 50x70mm FR4

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

13. 1x1kOhm rezistor tayanch tokini cheklash uchun, 3x220Ohms 0, 5 w (parallel! Vatt quvvatini ta'minlash uchun - yuqori spetsifikli rezistordan foydalanish mumkin, menda bor edi) emitent va kollektor orasidagi tok yuklanishi uchun. Shovqinni yo'q qilish uchun Arduino va DFplayer o'rtasidagi TX va RX liniyasi uchun 2x1kOhms - bu erda menda muammo yo'q edi.

14. Ba'zi standart elektronika buyumlari - lehimlantiruvchi temir, lehim, qaychi, ulagichlar, kabellar …

14. Yig'ish uchun ko'p energiya va bir necha soat:)

Yuqoridagi komponentlar uchun umumiy narx ~ 30-35 € - asosan aliexpress.com va dx.com saytlaridan. Yetkazib berish biroz vaqt talab etadi, lekin narx juda yaxshi.

2 -qadam: Elektron aloqasi

Men sxemani chizmadim, Fritzing yoki shunga o'xshash boshqa qulay vositalarni ishlatmadim. Ehtimol, keyingi vaqtlarda. Quyidagi tavsif aloqani ko'rsatadi. Ko'rsatilmagan barcha pinlar ulanmagan.

Lehimlash jarayonida men liniyalarning ulanishini o'lchab turardim, shuningdek, o'rnatilgan komponentlar bilan yakuniy tekshirish o'tkazildi. Yig'ilganidan keyin bitta yomon aloqani qidirishdan ko'ra zerikarli narsa yo'q. GND va kuchlanish +ga ko'proq e'tibor beriladi.

Har qanday komponentning pinli joylashuvi google orqali mavjud.

LC displeyi

LED ---- GND

LED+--- 220Ohm dan 5V quvvat banki orqali

DB7-Arduino D2

DB6 --- Arduino D3

DB5 --- Arduino D7

DB4-Arduino D8

E --- Arduino A1/Pin 15

R/V-GND

RS --- Arduino A0/PIN 14

V0 --- 10Kohm potentsiometr Rx (kontrastni sozlash uchun)

VDD-Powerbank +5V

VSS --- GND

MP3 pleer DFPlayer

VCC ---+5V Powerbank

RX --- Arduino D5 ketma-ket dasturiy ta'minoti (shovqin muammosi bo'lsa, 1kOm qarshilik orqali)

TX --- Arduino D9 seriyali dasturiy ta'minot (shovqin bilan bog'liq muammolar bo'lsa, 1kOm qarshilik orqali)

SPK1 --- Karnay +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Karnay

Ish bilan band-Arduino A7

GND --- GND

NFC522 RFID o'quvchi

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO-Arduino D12

MOSI-Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA-Arduino D10

IMU 6050 girro sensori

VCC-Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA-Arduino A4/SDA

ADO --- 3.3V (Yuqori signal) I2C manzili 0x69 uchun

Haqiqiy vaqtda soat DS3231

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA-Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

Joriy yuk Trigger

2N3904 emitent - GND

2N3904 bazasi - 1kOhm orqali Arduino D6gacha

2N3904 kollektor - 3x220Ohms orqali (parallel! - yuqori qarshilikli rezistordan foydalanish mumkin, menda bor edi) +5V gacha

Powerbank

Powerbankning V+ va GND liniyalari ayol USB ulagichi orqali bortdagi quvvat ulagichiga ulangan va Arduino -ning Vin/GND -ga ulangan). Quvvat banki qopqog'idagi mikro kalit yordamida yoqiladi. Men yuk holatini simulyatsiya qilish va uni yoqish uchun GND ga qarshilik qarshiligi orqali mikrosxemani V+ ga lehimladim. Keyin joriy yuk uni o'chirishga to'sqinlik qiladi.

+5V - bortdagi quvvat ulagichi +5V

GND -GND bortidagi quvvat ulagichi

Quvvat bankining +5V - yuk qarshiligi - pin A mikrosxemasi

GND - mikrosxemaning pin B

3 -qadam: elektronika yig'ilishi

Kengash komponentlari - MP3 pleer, RTC, IMU, Arduino rozetkalarga o'rnatilgan. Tanlash va yuqoriga/pastga tugmalari, RFID, LCD va quvvat o'z -o'zidan lehimli "tarmoqli kabellar" orqali ulanadi, ular keyinchalik qutiga sig'adi.

Powerbank -ni yoqish uchun mikrosxemalar yopiq panel bo'lib, rasmda ko'rsatilmagan.

O'rnatishni sinab ko'rish uchun men qattiq quvvat manbaidan foydalandim.

Yig'ish paytida men har bir komponentni alohida -alohida sinab ko'rdim -bu erda komponentlar uchun Arduino eskizlari juda foydali.

Quvvat banki past oqim bilan avtomatik o'chirilgandan so'ng, men har 15 soniyada 100 Ohm uchun 70 Ohm qarshilik orqali tranzistorli boshqariladigan yuk tepaligini o'z ichiga olgandim (aslida etarli quvvatni ta'minlash uchun 3 parallel 220 Ohm, bu qisqa cho'qqidir, lekin uchta rezistor tokni baham ko'radi va shuning uchun texnik xususiyatlar ustida ishlamaydi).

Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, Mini DFPlayer doimiy ravishda> 70mA tortadi. Quvvat bankining avtomatik o'chirilishini qutini o'chirish uchun ishlatganim uchun (endi yukni ishga solmayman) endi buni qayta o'ylashim kerak.

Hali ham Arduino va DFplayer -ning uyqu rejimida tokni tushirish bilan bog'liq muammolar mavjud - oqim o'chirish uchun chegaradan pastga tushmaydi. Fikr -mulohaza xush kelibsiz.

Eslatma: ikkinchi quti uchun men boshqa quvvat bankini qayta tartiblashtirishga majbur bo'ldim, chunki men birinchi elektronikani o'ldirdim. Va qarang - bu quvvat banki yuk oqimini ishga tushirishni to'xtatganimdan 10 soniyadan so'ng o'chadi -> o'chirish hozir ishlamoqda.

Simsiz zaryadlash qabul qilgichi powerbank zaryadlovchi usb -ga ulangan. Zaryadlovchining bazasi zaryadlovchi qutisiga o'rnatilgan bo'lib, mening 3D printerim bilan bosilgan.

4 -qadam: dasturiy ta'minot

Github -da mavjud dasturiy ta'minot

Dasturlash juda qiziqarli, men misollarning tezkor yadrosidan boshlashni va yanada rivojlanishni yaxshi ko'raman. Men aniq texnik xususiyatlar, rejalashtirish xususiyatlari va tuzilgan dastur rejalarini bajarmaganim uchun, men bir nechta ishlaydigan, lekin unchalik oqlangan kod bilan tugayman. Bu har doim todo -> ob'ektlarga ko'proq o'tish,.h va.cpp -da alohida ajratish …

Ammo men bu ishni tezda bajarishni xohlayman, shuning uchun ko'p hollarda men u erga eng samarali yo'lda emasman.

Ammo eng muhimi, HW ishlayotganda, har xil ishlarni boshlash mumkin.

Men arduino IDE -dan foydalandim, bir nechta kutubxonalar kerak edi - oddiygina arduino IDE kutubxona menejeri yordamida.

Shunday qilib, mening dasturiy ta'minotning hozirgi versiyasi quyidagilarni qo'llab -quvvatlaydi:

Xush kelibsiz xabari

Ovoz balandligi (duh)

Oldingi/keyingi qo'shiqqa o'tish uchun qutining chapga/o'ngga egilishi va agar RFID keyingi papkaga oldinga va orqaga o'chirilgan bo'lsa.

To'xtatish/O'ynatish (duh)

Boshlash, yangi RFIDni o'rganish - papka keyingi RFID keyingi SD -karta papkasi asosida tayinlanadi. Ma'lumotlar Arduino EEPROM -da saqlanadi

RFID-ga tayinlangan ijro papkasi-o'rganish funktsiyasi orqali RFID-ni papkaga tayinlash

Saqlangan sozlamalarni yoqish uchun parametrlarni yuklang va saqlang. Zavod parametrlariga qaytarish:)

Soat va sanani sozlash.

Signalni yoqish/o'chirish, budilnik soatini va daqiqasini sozlash, signal uchun belgilangan qo'shiqni ijro etish.

RFID -ni o'chiring - u holda mp3 tinglang.

Mening ro'yxatimdagi yana bir qancha fikrlar - hali ham amalga oshirilishi kerak

Haroratni ko'rsatish (RTC buni amalga oshirishi mumkin - bu kvarts ta'sirini qoplash uchun haroratni o'lchaydi)

Chayqalganda kulishni boshla, Qo'shiqni signal uchun o'rnating

O'rganish rejimida RFIDga qaysi papka tayinlanganligini tanlang

Do'kon papkasini tayinlash va RFID chipida ijro etilgan oxirgi qo'shiq - qutilar o'rtasida qayta foydalanish (men boshqasini quryapman - ikkita bola eslaydilar …?)

o'chirishni yoqish -bu hozircha USB -ga ulanmasdan ishlamaydi -Powerbank orqali joriy yuk kamayadi.

SD -kartadagi papka tuzilishi haqida ma'lumot

Menda bolalarim uchun mp3 audiokitoblar va musiqalar saqlangan edi. Shunday qilib, men qo'shiqlarni to'g'ri nomlash uchun ba'zi Linux skriptlaridan foydalandim. Jildlar ketma-ket ikki xonali raqamlar bilan nomlanishi kerak (ya'ni "00", "01", "02" …). U erda qo'shiqlarni ketma -ket uchta raqamli nom bilan nomlash kerak (ya'ni "001.mp3", "002.mp3", …).

Mening xush kelibsiz mp3 ("Salom, men sizning o'yinchoqlar qutingiz …") "991" papkasida "001.mp3" sifatida saqlanadi.

Skript ahmoqona dalil emas va uni asl nusxada emas, faqat "nusxa ko'chirish" katalogida ishlatish kerak.

#!/bin/bashlet i = 1 *.mp3 faylida if if (($ i <10)); keyin mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); mV "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi i ++ bajarilsin

5 -qadam: qutini chop etish va yig'ish

Shunday qilib, hozir HW va SW ishlaydi - menga BOX kerak!

Boshlash uchun ajoyib joy - Tinkercad - men uni yaxshi ko'raman! Foydalanish oson va siz xohlagan narsani olasiz. Katta jamoaga asoslanib, aqlli "Tinkerers" dan ko'plab ajoyib misollar.

Bu erga osongina kirish mumkin - bu erda bitta o'zgarish, yangi tog', teshik,… yangi dizayn,….

Lekin oxirida men qutining hozirgi dizaynidan to'liq mamnunman. Men, shuningdek, zaryadlash uchun mp3 qutisini zaryadlash uchun qo'yish uchun tayanch qutisini qurdim. bu yerga qarang

Bosib chiqarish o'z vaqtini oladi (~ 8-12 soat va undan ko'p) va men har xil chiziq qalinligi bilan sinab ko'rdim, oxirida men printer standartlarida qoldim. Hozirgi qutilar uchun men prototip (dastlab eski dizayn asosida chop etilgan) qutilaridan foydalanmoqdaman, lekin oxirgi dizaynda ba'zi yangi xususiyatlar, biriktirgichlar va butlar mavjud bo'lib, ular mening vazifalarim ro'yxatining boshqa elementiga aylanadi.

Va hali qilish kerak bo'lgan juda muhim narsa: qutiga chiroyli kiyimlar oling - lekin bu mening xotinimniki bo'ladi - qutining yangi kiyimlarini orziqib kutaman - yaqinda …

Chop etishlar soviganida va elektronikaning asosiy sinovi qutidan tashqarida o'tkazilgach, yakuniy yig'ish bajarilishi kerak edi.

Men qismlarni tuzatish uchun issiq elim ishlatardim - qopqoq plastinkasiga o'rnatilgan mikro kalit, LCD va RFID qabul qilgich. Men komponentlarni oldindan tuzatish uchun ikki tomonlama lentani ishlatardim va keyin oxirgi yopishtiruvchi joylarni qo'yish uchun issiq elimdan foydalandim.

Asosiy quti bilan ham xuddi shunday. Birinchidan, zaryadlovchi qabul qilgichni qutining tagiga mahkamlang - bu erda ikki tomonlama lenta yaxshi ishladi - qutini zaryadlovchining tagiga qo'yishda zaryad lasaniga etarlicha yaqin bo'lishi uchun taglikning o'rtasiga sozlash kerak..

Keyin quvvat banki yana ikki tomonlama oldindan tuzatiladi, so'ngra "strategik" nuqtalarga issiq elim surtiladi. Karnayni ba'zi yaxshi yopishtiruvchi joylar yordamida mahkamlash mumkin - yaxshi va qattiq.

Nihoyat, taxta - men 3D bosib chiqarish dizayniga bir nechta mini -tagliklarni qo'shdim, shuning uchun taxtaga yana bir bor strategik issiq yopishtiruvchi joylar o'rnatildi. Rattling narsalarni bir -biridan ajratmasligi kerak - shuning uchun men bunga alohida e'tibor qaratdim.

Va nihoyat, ba'zi mavjud mini vintlarni ishlating (mening bosma dizaynimda 3M vintli o'rnatish moslamalari bor edi, lekin ular haqiqiy vintlar uchun unchalik yaxshi emas)

6 -qadam: Tayyor quti - hali kiyimsiz

Mana, mening bolalarim uchun ikkita tayyor quti. Ular allaqachon beta-testlarni o'tkazdilar va ba'zi dasturiy xatolarni topdilar;-).

Men 20 ta RFID M3 stikerlarini sotib oldim.

Endi men barcha mumkin bo'lgan kichik raqamlarni to'plashim va ularni MP3 qutisi uchun tokenlarni o'ynashiga majbur qilishim kerak. Ota va bolalar uchun qiziqarli:)