Kotak Musik MP3 Anak-anak: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Saat mencari beberapa proyek DIY baru di sekitar arduino, saya menemukan beberapa ide bagus tentang pemutar MP3 berbasis RFID untuk Anak-Anak. Dan ada satu kotak mainan profesional yang bagus di pasaran - orang-orang ini berkuasa. Mereka membuat bisnis besar dari ide cerdas mereka. Lihat - Anda akan menemukan halaman mereka!

Karena kedua anak saya mulai mendengarkan buku audio dan musik, semakin banyak, dan masih menggunakan compact disc lama yang bagus dengan semua kerumitan penanganan, saya memutuskan untuk membuat kotak pemutar MP3 dengan beberapa fitur bagus untuk menjadikannya individu yang hebat mainan untuk mereka. Setelah saya baru-baru ini membeli printer 3D pertama saya, proyek ini tampaknya menjadi taman bermain yang bagus untuk menyelami pencetakan 3D.

Jadi saya mulai ke fase konsep - fitur mana yang ingin saya terapkan - RFID, MP3 Player, WLAN (dibatalkan nanti), kontrol IMU, layar LCD, Alarmclock, pengisian nirkabel … Perlu melakukan riset, komponen apa yang saya perlukan. Komponen mana yang dapat saya gunakan kembali? Saya masih memiliki IMU, modul LCD, beberapa nano Arduino.

Dengan beberapa pengalaman dalam menyolder dan mengukur, perakitan dapat dilakukan dalam 1-2 setelah sesi kerja.

Pencetakan Kotak, yang terdiri dari alas, pelat penutup, dan stasiun pengisian daya, membutuhkan waktu (12+ jam tergantung pada setelan pencetak dan pemotong), tetapi saya melakukannya selama penyolderan.

Langkah 1: Komponen

Sementara itu, komponennya benar-benar mainstream. Berikut adalah daftar komponen yang saya gunakan untuk proyek ini.

1. Layar LCD 1602 2x16 Karakter Besar 5 V 122*44 MM biru

2. Pembaca RFID- NFC RFID-RC522 RF IC

3. MP3 Player-DFPlayer Mini MP3 Player Modul MP3 Voice Decode Board Untuk Arduino Mendukung Kartu TF U-Disk IO/Serial Port/AD

4. Loudspeaker- 4 ohm 3Watt 53MM Square Speaker 36MM Eksternal Magnetic Foam Edge Tutup Keperakan

5. Kartu Micro SD 8GB

6. Sensor Giroskop Analog MPU6050 3 Sumbu

7. MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 Micro Controller Board (hampir semua pin digunakan!)

8. DS3231 RTC Presisi - Modul jam alarm

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Modul Penerima Pengisi Daya Nirkabel Qi PCBA DIY Universal - Biru + Hitam

11. Prototipe Papan PCB Protoboard Kaleng Universal Papan Tempat Memotong Roti Prototipe Solderless FR4 PCB Dua Sisi 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. Resistor 1x1kOhm untuk membatasi arus basis, 3x220Ohms 0, 5 w (paralel! untuk memenuhi watt - orang dapat menggunakan resistor dengan spesifikasi lebih tinggi, saya punya ini) untuk beban arus antara emitor dan kolektor. 2x1kOhms untuk jalur TX dan RX antara Arduino dan DFplayer untuk menghilangkan noise - Saya tidak memiliki masalah di sini.

14. Beberapa barang elektronik DIY standar - besi solder, solder, clipper, konektor, kabel …

14. Banyak energi dan beberapa jam untuk berkumpul:)

Total harga untuk komponen di atas ~30-35€ - sebagian besar dari aliexpress.com dan dx.com. Pengiriman agak lama, tapi harga lumayan.

Langkah 2: Konektivitas Elektronik

Saya tidak menggambar tata letak, saya juga tidak menggunakan alat praktis seperti Fritzing atau sejenisnya. Mungkin di lain waktu. Deskripsi di bawah ini menunjukkan konektivitas. Semua pin yang tidak disebutkan tidak terhubung.

Selama penyolderan saya terus mengukur konektivitas jalur, pemeriksaan akhir dengan komponen yang dipasang juga dilakukan. Tidak ada yang lebih menyebalkan daripada harus mencari satu koneksi yang buruk setelah semua terpasang. Kebanyakan peduli pada GND dan tegangan +.

Tata letak pin komponen apa pun tersedia melalui google.

Tampilan LC

LED ---- GND

LED + --- Melalui powerbank 220Ohm ke 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 potensiometer Rx (untuk mengatur kontras)

VDD --- Powerbank + 5V

VSS---GND

Pemutar MP3 DFPlayer

VCC---+5V Powerbank

RX --- software serial Arduino D5 (berpotensi melalui resistor 1kOhm jika terjadi masalah kebisingan)

TX--- serial perangkat lunak Arduino D9 (berpotensi melalui resistor 1kOhm jika terjadi masalah kebisingan)

SPK1 --- Pembicara +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Pembicara -

Sibuk --- Arduino A7

GND --- GND

Pembaca RFID NFC522

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO---Arduino D12

MOSI---Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

Sensor giroskop IMU 6050

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL---Arduino A5/SCL

SDA---Arduino A4/SDA

ADO---+3.3V (Sinyal tinggi) untuk alamat I2C 0x69

DS3231 Jam waktu nyata

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA---Arduino A4/SDA

SCL---Arduino A5/SCL

GND --- GND

Pemicu beban saat ini

2N3904 emitor -- GND

Basis 2N3904 -- melalui 1kOhm ke Arduino D6

Kolektor 2N3904 -- melalui 3x220Ohms (paralel! - seseorang dapat menggunakan resistor dengan spesifikasi lebih tinggi, saya memilikinya) hingga +5V

Bank Daya

Jalur V+ dan GND Powerbank terhubung melalui konektor USB perempuan ke konektor daya di papan dan terhubung ke Vin/GND Arduino). Powerbank dihidupkan melalui microswitch di pelat penutup. Saya menyolder microswitch ke V+ melalui resistor beban ke GND untuk mensimulasikan status beban dan menyalakannya. Setelah itu, beban saat ini mencegahnya mati.

+5V -- Konektor daya terpasang +5V

GND --Konektor daya di papan GND

+5V powerbank -- resistor beban -- microswitch Pin A

GND -- pin microswitch B

Langkah 3: Perakitan Elektronik

Komponen papan - pemutar MP3, RTC, IMU, Arduino dipasang di soket. Tombol pilih dan atas/bawah, RFID, LCD, dan daya terhubung melalui 'kabel pita' yang disolder sendiri cukup lama untuk dimasukkan ke dalam kotak nanti.

Microswitch untuk menyalakan powerbank adalah pelat penutup tetap - tidak ditampilkan dalam gambar.

Saya menggunakan catu daya tetap untuk menguji pengaturan.

Saat merakit, saya menguji setiap komponen secara individual -> contoh sketsa Arduino untuk komponen sangat membantu di sini.

Karena powerbank memiliki auto-switch-off yang berjalan dengan arus rendah, saya menyertakan puncak beban yang dikendalikan transistor setiap 15 detik selama 100 ms melalui resistor 70 Ohm (sebenarnya 3 paralel 220 Ohm untuk memenuhi watt yang cukup, itu hanya puncak yang pendek tetapi tiga resistor akan berbagi arus dan karenanya tidak dioperasikan di atas spesifikasi).

Belakangan ternyata Mini DFPlayer menarik > 70mA terus menerus. Karena saya menggunakan powerbank auto-switch-off juga untuk mematikan kotak (dengan tidak memicu beban saat ini lagi) saya sekarang perlu memikirkan kembali ini.

Masih mengalami masalah dengan mode tidur Arduino dan DFplayer untuk menurunkan arus - arus tidak turun di bawah ambang batas untuk mengaktifkan sakelar mati. Umpan balik selamat datang.

Catatan: untuk Kotak kedua saya harus memesan ulang powerbank lain karena saya mematikan elektronik yang pertama. Dan lihat di sini - powerbank ini mati 10 detik setelah saya berhenti memicu arus beban -> matikan berfungsi sekarang.

Penerima pengisian daya nirkabel dicolokkan ke usb pengisi daya bank daya. Basis pengisi daya dibangun ke dalam kotak pengisi daya, dicetak dengan printer 3D saya.

Langkah 4: Perangkat Lunak

Perangkat lunak tersedia di github

Pemrograman itu menyenangkan, saya suka memulai dengan inti contoh cepat dan untuk mengembangkan lebih lanjut. Karena saya tidak benar-benar melakukan spesifikasi konsekuen, perencanaan fitur, dan rencana program terstruktur, saya berakhir dengan beberapa kode yang berfungsi tetapi tidak terlalu elegan. Ini selalu merupakan tugas -> masuk lebih banyak ke objek, pisahkan di.h dan.cpp …

Namun saya ingin membuatnya bekerja dengan cepat sehingga dalam banyak kasus saya sampai di sana bukan di jalur yang paling efisien.

Tetapi hal yang hebat adalah - segera setelah HW bekerja, seseorang dapat mulai melakukan segala macam hal.

Saya menggunakan arduino IDE, beberapa perpustakaan diperlukan - cukup dilakukan dengan manajer perpustakaan arduino IDE.

Jadi versi perangkat lunak saya saat ini mendukung:

Pesan selamat datang

Volume (duh)

Kemiringan kotak ke kiri/kanan untuk beralih ke lagu sebelumnya/berikutnya dan jika RFID dinonaktifkan ke folder berikutnya bolak-balik.

Jeda/Mainkan (duh)

Inisialisasi, pelajari RFID baru - folder ditetapkan berdasarkan folder kartu SD berikutnya RFID berikutnya. Data disimpan di Arduino EEPROM

Putar folder yang ditetapkan ke RFID - penugasan RFID-ke-folder melalui fungsi belajar

Muat dan simpan parameter untuk mengaktifkan pengaturan yang disimpan. Atur ulang pabrik:)

Pengaturan jam dan tanggal.

Aktifkan/nonaktifkan alarm, atur jam dan menit alarm, putar lagu tetap untuk alarm.

Matikan RFID - putar mp3 tanpa itu.

Beberapa ide lagi di daftar saya - masih harus diterapkan

Tampilkan suhu (RTC dapat melakukan itu - mengukur suhu untuk mengkompensasi dampak ke kuarsa)

Mulai tertawa saat terguncang, Setel lagu untuk alarm

Pilih folder mana yang ditetapkan ke RFID dalam mode belajar

Simpan tugas folder dan lagu terakhir yang diputar pada chip RFID - dapat digunakan kembali antar kotak (Saya sedang membangun yang lain - dua anak ingat…?)

aktifkan sakelar mati - ini tidak berfungsi sampai sekarang tanpa terhubung ke USB -> beban saat ini melalui Powerbank berkurang dalam pengaturan ini.

Info tentang struktur folder pada kartu SD

Saya memiliki beberapa buku audio mp3 dan musik untuk anak-anak saya yang disimpan. Jadi saya menggunakan beberapa skrip linux untuk mengubah lagu ke penamaan yang tepat. Folder diberi nama dalam urutan nomor dua digit (yaitu "00", "01", "02"…). Lagu-lagu di dalamnya perlu diberi nama dalam urutan tiga digit angka (yaitu "001.mp3", "002.mp3", …).

Penyalaan penyambutan mp3 saya ("Halo, saya kotak mainan Anda…") disimpan di folder "99" sebagai "001.mp3".

Script bukan bukti idiot dan harus digunakan hanya di direktori 'salin' dan bukan pada aslinya.

#!/bin/bashlet i=1 untuk file di *.mp3 do if (($i < 10)); lalu mv "$file" "00${i}.mp3" elif(($i < 100)); lalu mv "$file" "0${i}.mp3" else mv "$file" "${i}.mp3" biarkan i++ selesai

Langkah 5: Mencetak dan Merakit Kotak

Jadi sekarang HW dan SW berfungsi - saya butuh BOX!

Tempat yang bagus untuk memulai adalah Tinkercad - Saya menyukainya! Mudah digunakan dan Anda mendapatkan semua yang Anda inginkan. Membangun komunitas besar dan banyak contoh hebat dari "Tinkerers" yang cerdas.

Seseorang dapat dengan mudah masuk ke ini selamanya - di sini satu perubahan, ada tunggangan baru, lubang, … desain baru, ….

Tetapi pada akhirnya saya benar-benar senang dengan desain kotak saat ini. Saya juga membuat kotak dasar untuk pengisi daya untuk meletakkan kotak mp3 untuk … mengisi daya. Lihat disini

Pencetakan membutuhkan waktu (~8-12 jam dan lebih) dan saya menguji dengan ketebalan garis yang berbeda, Pada akhirnya saya tetap pada standar printer. Untuk kotak saat ini saya menggunakan kotak prototipe (awalnya dicetak berdasarkan desain yang lebih lama), namun desain terbaru memiliki beberapa fitur baru, tunggangan, keutuhan yang membuat item lain dalam daftar tugas saya.

Dan satu hal yang sangat penting yang harus dilakukan: dapatkan beberapa pakaian bagus untuk kotak itu - tetapi ini akan menjadi domain istri saya - menantikan pakaian baru dari kotak itu - segera hadir…

Segera setelah hasil cetakan didinginkan dan uji dasar elektronik telah dilakukan di luar kotak, perakitan akhir harus dilakukan.

Saya menggunakan lem panas untuk memperbaiki bagian - Saklar mikro, LCD dan penerima RFID dipasang pada pelat penutup. Saya menggunakan beberapa selotip dua sisi untuk memperbaiki komponen dan kemudian menggunakan lem panas untuk memasukkan beberapa titik perbaikan akhir.

Sama dengan kotak dasar. Pertama-tama pasang pelat penerima pengisi daya ke dasar kotak - selotip dua sisi berfungsi dengan baik di sini - perlu disesuaikan ke tengah alas agar cukup dekat dengan koil pengisi daya saat meletakkan kotak di atas alas pengisi daya.

Kemudian powerbank, perbaiki lagi dengan dua sisi, lalu beri lem panas ke titik-titik 'strategis'. Loudspeaker dapat diperbaiki dengan beberapa titik lem yang bagus pada dudukan yang telah disiapkan - bagus dan kencang.

Akhirnya papan - saya menyertakan beberapa bantalan dudukan mini dalam desain cetak 3D, sehingga papan dipasang dengan rapi di sana dengan - sekali lagi - beberapa titik lem panas yang strategis. Gemeretak seharusnya tidak membuang barang-barang - jadi saya memberi perhatian pada yang satu ini.

Dan akhirnya gunakan beberapa sekrup mini yang tersedia (desain cetak saya menyertakan beberapa dudukan sekrup 3M, tetapi mereka tidak terlalu bagus untuk sekrup asli)

Langkah 6: Kotak Selesai - Namun Tanpa Pakaian

Dan inilah dua kotak yang sudah jadi untuk anak-anak saya. Mereka sudah melakukan beberapa pengujian beta dan menemukan beberapa bug perangkat lunak;-).

Saya juga membeli 20 pak stiker RFID M3.

Sekarang saya perlu mengumpulkan semua angka kecil yang mungkin dan membuat mereka memainkan token untuk kotak MP3. Menyenangkan untuk ayah dan anak-anak:)