Trò chơi nguyên âm với Arduino và YX5300 Mô-đun MP3 Catalex: 13 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Bạn có thể đọc câu hỏi này không? Lạ nhỉ! Tôi đã hỏi câu hỏi này có chủ đích. Nếu bạn có thể đọc văn bản này, đó là bởi vì bạn biết toàn bộ bảng chữ cái và tất nhiên, đã học về tất cả các nguyên âm.

Nguyên âm có trong tất cả các từ. Không thể thoát khỏi mỗi người trong số họ. Giờ để tôi hỏi anh một câu. Thời thơ ấu của bạn học tập có vui vẻ và tham gia vào các tài nguyên công nghệ không?

Tôi chắc rằng tài nguyên học tập rất ít và bạn đã sử dụng các phương pháp truyền thống để học các nguyên âm và bảng chữ cái.

Rốt cuộc, liệu có thể sử dụng một số tài nguyên công nghệ để học nguyên âm không?

Trong bài viết này, tôi sẽ hướng dẫn bạn cách dạy các nguyên âm cho học sinh và trẻ em của bạn thông qua một trò chơi.

Tôi sẽ dạy bạn cách tạo một hệ thống với giọng nói, trong đó con bạn / học sinh của bạn sẽ nghe thấy âm thanh của chữ cái và phải nhấn một nút để chỉ ra chữ cái chính xác.

Như vậy, các em sẽ vừa học vừa chơi và luôn có động lực học tập.

Bây giờ, tôi sẽ chỉ cho bạn quy trình từng bước để bạn tạo trò chơi của riêng mình và dạy nguyên âm cho trẻ em.

Quân nhu

Bảng mạch in JLCPCB

Arduino Uno

Nút nhấn chuyển đổi

Điện trở 10kR

Tiêu đề nam 2, 54mm 1x7

Bước 1: Phát triển trò chơi Nguyên âm với Arduino

Trung tâm của trò chơi là bảng mạch in JLCPCB của Nguyên âm. Bạn có thể truy cập liên kết này và tải xuống các tệp dự án. Nó có 5 nút. Bạn sẽ sử dụng mỗi nút để đại diện cho một nguyên âm và kết nối nó với Arduino của bạn.

Bảng mạch in được hiển thị trong Hình 1.

Bước 2:

Với Dự án PCB này, bạn có thể kết nối nó với Arduino và tạo trò chơi của mình. Tiếp theo, tôi sẽ cung cấp cho bạn một sơ đồ điện tử để bạn lắp ráp hoặc xây dựng dự án trên protoboard của mình.

Bước 3:

Từ giản đồ này, chúng tôi thiết lập bố cục của bảng điện tử. Nó được hiển thị trong Hình 2 và bạn có thể tải xuống các tệp và thực hiện dự án của mình.

Chọn 5 chân từ Arduino và kết nối các jumper trên bảng với Arduino. Hoặc nếu không, bạn có thể lắp ráp sơ đồ điện tử sau.

Bước 4: Ý tưởng dự án

Tôi sẽ dạy bạn cách lắp ráp hệ thống âm thanh MP3 với Arduino. Hệ thống này sẽ chịu trách nhiệm tái tạo giọng nói của lá thư. Âm thanh của mỗi chữ cái sẽ được vẽ bằng giá trị từ 1 đến 5, trong đó 1 đại diện cho A và 5 đại diện cho U.

Vì vậy, khi trẻ nghe âm thanh, trẻ phải nhìn vào bàn phím, nhận biết cách viết của nguyên âm, và bấm phím chính xác.

Nếu không thành công, hệ thống sẽ nhấp nháy đèn LED Đỏ 3 lần. Nếu không, hệ thống sẽ kích hoạt một bộ rung trong 5 giây và vẽ một nguyên âm mới.

Để làm điều này, bạn phải lắp ráp mạch sau.

Trong mạch này, bạn sẽ kết nối Mô-đun MP3 và bảng nguyên âm trên Arduino. Mô-đun Bluetooth được sử dụng để đại diện cho Mô-đun Catalex MP3.

Arduino sẽ chịu trách nhiệm sắp xếp 5 số và sau đó gửi lệnh để kích hoạt nguyên âm đã vẽ

Bước 5:

Sau đó, chúng ta sẽ đợi cho đến khi trẻ nghe thấy và nhấn một nút, như trong Hình trên.

Mỗi nút trên đại diện cho một nguyên âm của bảng chữ cái. Tiếp theo, tôi sẽ chỉ cho bạn cách bạn sẽ xây dựng logic lập trình cho dự án này.

Bước 6: Xây dựng logic lập trình của trò chơi

Hệ thống trò chơi nguyên âm dựa trên hoạt động của mô-đun YX5300. Mô-đun này có một số chức năng, tuy nhiên, chúng tôi sẽ tập trung trình bày cấu trúc hoạt động của trò chơi thông qua các chức năng chính của mô-đun YX5300.

Dưới đây tôi cung cấp cho bạn tất cả logic lập trình của dự án.

Bước 7:

Sau đây, tôi sẽ giải thích từng bước để xây dựng logic của trò chơi vui nhộn dành cho trẻ em này.

#bao gồm

#define ARDUINO_RX 5 // nên kết nối với TX của mô-đun Trình phát MP3 nối tiếp #define ARDUINO_TX 6 // kết nối với RX của mô-đun SoftwareSerial mp3 (ARDUINO_RX, ARDUINO_TX); static int8_t Send_buf [8] = {0}; // Bộ đệm cho các lệnh Gửi. // TỐT HƠN LOCALLY static uint8_t ansbuf [10] = {0}; // Bộ đệm cho các câu trả lời. // TỐT HƠN LOCALLY String mp3Answer; // Trả lời từ MP3. Chuỗi sanswer (void); Chuỗi sbyte2hex (uint8_t b); / ************ Byte lệnh ************************** / #define CMD_NEXT_SONG 0X01 // Phát tiếp theo bài hát. #define CMD_PREV_SONG 0X02 // Phát bài hát trước. #define CMD_PLAY_W_INDEX 0X03 #define CMD_VOLUME_UP 0X04 #define CMD_VOLUME_DOWN 0X05 #define CMD_SET_VOLUME 0X06 #define CMD_SNG_CYCL_PLAY 0X08 // Chơi một chu kỳ. #define CMD_SEL_DEV 0X09 #define CMD_SLEEP_MODE 0X0A #define CMD_WAKE_UP 0X0B #define CMD_RESET 0X0C #define CMD_PLAY 0X0D #define CMD_PA #define CMD_WAKE_UP 0X0B #define CMD_RESET 0X0C #define CMD_PLAY 0X0D #define CMD_PA #define 0X0E #define_FOLDD_PLAYUSE 0X0E #define_FOLDER_FPLAY_16 # xác định CMD_FOLDER_CYCLE 0X17 # xác định CMD_SHUFFLE_PLAY 0x18 // # xác định CMD_SET_SNGL_CYCL 0X19 // Đặt chu kỳ đơn. #define CMD_SET_DAC 0x1A #define DAC_ON 0x00 #define DAC_OFF 0x01 #define CMD_PLAY_W_VOL 0X22 #define CMD_PLAYING_N 0x4C #define CMD_QUERY_STATUS 0x42 #define CMD_QUERY_VOLUME 0x43 #define CMD_QUERY_FLDR_TRACKS 0x4e #define CMD_QUERY_TOT_TRACKS 0x48 #define CMD_QUERY_FLDR_COUNT 0x4f / ********* *** Các tùy chọn ************************** / #define DEV_TF 0X02 / ************** ************************************************** ***** / int numro; byte estado; byte buzzer = 2; chân byte = 0; byte SortNumber = 0; nút bool = 0; void setup () {Serial.begin (9600); mp3.begin (9600); chậm trễ (500); for (pin = 8; pin 13) {pin = 8; } Serial.println ("Varrendo…"); Serial.println (pin); // delay (1000); } while (nút! = 1); Serial.println ("Saiu…"); if (button == 1 && (pin-1)! = SortNumber) {sendCommand (0x03, 0, 6); chậm trễ (3000); } if (button == 1 && (pin-1) == SortNumber) {sendCommand (0x03, 0, 7); chậm trễ (3000); } // Kiểm tra câu trả lời. if (mp3.available ()) {Serial.println (decodeMP3Answer ()); } delay (100); //Serial.println("Tocando musica… "); } / ************************************************ ******************************** / / * Hàm sendMP3Command: tìm kiếm lệnh 'c' và gửi nó sang MP3 * / / * Tham số: c. Mã cho Lệnh MP3, 'h' để được trợ giúp. * / / * Return: void * / void sendMP3Command (char c) {switch (c) {case '?': Case 'h': Serial.println ("HELP"); Serial.println ("p = Play"); Serial.println ("P = Tạm dừng"); Serial.println ("> = Tiếp theo"); Serial.println ("': Serial.println (" Next "); sendCommand (CMD_NEXT_SONG); sendCommand (CMD_PLAYING_N); // hỏi số tệp đang phát break; case' Đã lắp thẻ nhớ."; Break; case 0x3D: decodedMP3Answer + = "-> Đã chơi xong num" + String (ansbuf [6], DEC); // sendCommand (CMD_NEXT_SONG); // sendCommand (CMD_PLAYING_N); // hỏi số tệp đang phát break; case 0x40: decodedMP3Answer + = "-> Error"; break; case 0x41: decodedMP3Answer + = "-> Dữ liệu được nhận chính xác."; break; case 0x42: decodedMP3Answer + = "-> Trạng thái đang phát:" + String (ansbuf [6], DEC); break; case 0x48: decodedMP3Answer + = "-> Số lượng tệp:" + String (ansbuf [6], DEC); break; case 0x4C: decodedMP3Answer + = "-> Đang phát:" + String (ansbuf [6], DEC); break; case 0x4E: decodedMP3Answer + = "-> Số lượng tệp thư mục:" + String (ansbuf [6], DEC); break; case 0x4F: decodedMP3Answer + = "-> Số lượng thư mục:" + String (ansbuf [6], DEC); break;} return đã giải mãMP3Answer;} / *********************************** ************ ********************************* / / * Chức năng: Gửi lệnh đến MP3 * / / * Tham số: byte lệnh * / / * Tham số: tham số byte dat1 cho lệnh * / / * Tham số: tham số byte dat2 cho lệnh * / void sendCommand (lệnh byte) {sendCommand (lệnh, 0, 0); } void sendCommand (byte lệnh, byte dat1, byte dat2) {delay (20); Send_buf [0] = 0x7E; // Gửi_buf [1] = 0xFF; // Gửi_buf [2] = 0x06; // Lệnh Len Send_buf [3] =; // Gửi_buf [4] = 0x01; // 0x00 KHÔNG, 0x01 phản hồi Send_buf [5] = dat1; // datah Send_buf [6] = dat2; // datal Send_buf [7] = 0xEF; // Serial.print ("Đang gửi:"); for (uint8_t i = 0; i <8; i ++) {mp3.write (Send_buf ); Serial.print (sbyte2hex (Send_buf )); } Serial.println (); } / ************************************************ ******************************** / / * Chức năng: sbyte2hex. Trả về dữ liệu byte ở định dạng HEX. * / / * Tham số: - uint8_t b. Byte để chuyển đổi sang HEX. * / / * Trả về: String * / String sbyte2hex (uint8_t b) {String shex; shex = "0X"; if (b <16) shex + = "0"; shex + = String (b, HEX); shex + = ""; trả lại shex; } / ************************************************ ******************************** / / * Chức năng: shex2int. Trả về một số nguyên từ một chuỗi HEX. */ /*Thông số. char * s để chuyển đổi sang HEX. * / / * Tham số: n. chiều dài của char * s. * / / * Trả về: int * / int shex2int (char * s, int n) {int r = 0; for (int i = 0; i = '0' && s = 'A' && s <= 'F') {r * = 16; r + = (s - 'A') + 10; }} trả về r; } / ************************************************ ******************************** / / * Chức năng: sanswer. Trả về câu trả lời Chuỗi từ mô-đun mp3 UART. * / / * Tham số: - uint8_t b. vô hiệu. * / / * Trả về: Chuỗi. Nếu câu trả lời là câu trả lời được hình thành tốt. * / Chuỗi sanswer (void) {uint8_t i = 0; Chuỗi mp3answer = ""; // Chỉ nhận 10 byte trong khi (mp3.available () && (i <10)) {uint8_t b = mp3.read (); ansbuf = b; i ++; mp3answer + = sbyte2hex (b); } // nếu định dạng câu trả lời là đúng. if ((ansbuf [0] == 0x7E) && (ansbuf [9] == 0xEF)) {return mp3answer; } return "???:" + mp3answer; }

Đầu tiên, chúng tôi xác định tất cả các biến chương trình và địa chỉ đăng ký truy cập của mô-đun YX5300.

#bao gồm

#define ARDUINO_RX 5 // nên kết nối với TX của mô-đun Trình phát MP3 nối tiếp #define ARDUINO_TX 6 // kết nối với RX của mô-đun SoftwareSerial mp3 (ARDUINO_RX, ARDUINO_TX); static int8_t Send_buf [8] = {0}; // Bộ đệm cho các lệnh Gửi. // TỐT HƠN ĐỊA PHƯƠNG static uint8_t ansbuf [10] = {0}; // Bộ đệm cho các câu trả lời. // TỐT HƠN LOCALLY String mp3Answer; // Trả lời từ MP3. Chuỗi sanswer (void); Chuỗi sbyte2hex (uint8_t b); / ************ Byte lệnh ************************** / #define CMD_NEXT_SONG 0X01 // Phát tiếp theo bài hát. #define CMD_PREV_SONG 0X02 // Phát bài hát trước. #define CMD_PLAY_W_INDEX 0X03 #define CMD_VOLUME_UP 0X04 #define CMD_VOLUME_DOWN 0X05 #define CMD_SET_VOLUME 0X06 #define CMD_SNG_CYCL_PLAY 0X08 // Chơi một chu kỳ. #define CMD_SEL_DEV 0X09 #define CMD_SLEEP_MODE 0X0A #define CMD_WAKE_UP 0X0B #define CMD_RESET 0X0C #define CMD_PLAY 0X0D #define CMD_PA #define CMD_WAKE_UP 0X0B #define CMD_RESET 0X0C #define CMD_PLAY 0X0D #define CMD_PA #define 0X0E #define_FOLDER_FPLAYUSE 0X0E #define_FOLDER_FPL16 CMT16 # xác định CMD_FOLDER_CYCLE 0X17 # xác định CMD_SHUFFLE_PLAY 0x18 // # xác định CMD_SET_SNGL_CYCL 0X19 // Đặt chu kỳ đơn. #define CMD_SET_DAC 0x1A #define DAC_ON 0x00 #define DAC_OFF 0x01 #define CMD_PLAY_W_VOL 0X22 #define CMD_PLAYING_N 0x4C #define CMD_QUERY_STATUS 0x42 #define CMD_QUERY_VOLUME 0x43 #define CMD_QUERY_FLDR_TRACKS 0x4e #define CMD_QUERY_TOT_TRACKS 0x48 #define CMD_QUERY_FLDR_COUNT 0x4f / ********* *** Các tùy chọn ************************** / #define DEV_TF 0X02 / ************** ************************************************** ***** / int numro; byte estado; byte buzzer = 2; chân byte = 0; byte SortNumber = 0; nút bool = 0;

Bước 8:

Các địa chỉ thanh ghi này được sử dụng để cấu hình hoạt động của mô-đun. Ví dụ, hãy xem địa chỉ đăng ký này bên dưới.

#define CMD_PLAY_W_INDEX 0X03

Địa chỉ 0x03 được xác định với tên CMD_PLAY_W_INDEX. Nó được sử dụng để kích hoạt một bài hát từ số của nó, tức là bạn nhập số của âm thanh và nó sẽ được phát.

Với những giá trị này, chúng tôi sẽ sử dụng chúng và cấu hình hoạt động của dự án của chúng tôi.

Sau khi bạn đã xác định các địa chỉ khác nhau sẽ được sử dụng, chúng tôi sẽ nhập chức năng thiết lập và cấu hình các chân và giao tiếp nối tiếp cho dự án của chúng tôi.

Bước 9: Hàm Void Setup ()

Tiếp theo, hãy xem chức năng thiết lập khoảng trống. Tôi đã thực hiện tất cả các cài đặt của chân nút, giao tiếp nối tiếp của mô-đun MP3 và khởi tạo mô-đun thẻ trong MP3.

void setup ()

{Serial.begin (9600); mp3.begin (9600); chậm trễ (500); for (pin = 8; pin <13; pin ++) {pinMode (pin, INPUT); } sendCommand (CMD_SEL_DEV, 0, DEV_TF); chậm trễ (500); }

Tôi bắt đầu giao tiếp nối tiếp để in dữ liệu trên nối tiếp của máy tính và sau đó chúng tôi bắt đầu giao tiếp nối tiếp thông qua đối tượng mp3.

Serial.begin (9600);

mp3.begin (9600); chậm trễ (500);

Mô-đun mp3 được điều khiển thông qua các lệnh nhận được bởi nối tiếp Arduino. Trong quá trình này, chúng tôi đã sử dụng thư viện SoftwareSerial và mô phỏng một chuỗi nối tiếp trên các chân kỹ thuật số Arduino.

Do đó, bạn sẽ có thể sử dụng Arduino để điều khiển mô-đun MP3 thông qua các lệnh được gửi đến nó.

Ngoài ra, chúng tôi đã thực hiện cấu hình các chân kỹ thuật số và khởi tạo mô-đun Thẻ MP3

for (pin = 8; pin <13; pin ++) {pinMode (pin, INPUT); } sendCommand (CMD_SEL_DEV, 0, DEV_TF); chậm trễ (500);

Sau khi thực hiện cấu hình, chúng ta phải đi đến logic chính trong hàm void loop.

Bước 10: Vòng lặp Void chức năng chính ()

Đoạn mã rất đơn giản và toàn bộ cấu trúc logic được trình bày bên dưới. Trong phần sau, tôi sẽ giải thích cho bạn toàn bộ logic của hàm main.

void loop ()

{pin = 8; randomSeed (analogRead (A0)); số = ngẫu nhiên (8, 12); SortNumber = số; số = số - 7; Serial.println (số); sendCommand (0x03, 0, số); chậm trễ (1000); do {button = digitalRead (pin); Serial.println (nút); pin ++; if (pin> 13) {pin = 8; } Serial.println ("Varrendo…"); Serial.println (pin); // delay (1000); } while (nút! = 1); Serial.println ("Saiu…"); if (button == 1 && (pin-1)! = SortNumber) {sendCommand (0x03, 0, 6); chậm trễ (3000); } if (button == 1 && (pin-1) == SortNumber) {sendCommand (0x03, 0, 7); chậm trễ (3000); } // Kiểm tra câu trả lời. if (mp3.available ()) {Serial.println (decodeMP3Answer ()); } delay (100); //Serial.println("Tocando musica… "); }

Tại mỗi lần bắt đầu chu kỳ hàm lặp, chúng ta sẽ tạo ra một giá trị mới từ 8 đến 12 để tạo ra âm thanh của một nguyên âm. Giá trị từ 8 đến 12 đề cập đến chân số của nguyên âm.

Mã để tạo giá trị ngẫu nhiên được hiển thị bên dưới.

chốt = 8;

randomSeed (analogRead (A0)); số = ngẫu nhiên (8, 12); SortNumber = số;

Ngoài ra, chúng tôi trừ 7 từ số tiền được rút ra từ 8 đến 12. Điều này sẽ cho phép chúng tôi chỉ vào vị trí của 1 đến 5 trong số các bài hát được ghi trên thẻ nhớ.

số = số - 7;

Sau đó, tôi tái tạo âm thanh của nguyên âm được vẽ ở dòng bên dưới.

sendCommand (0x03, 0, số);

chậm trễ (1000);

Giờ đây, thời điểm quan trọng đã đến: thời điểm mà chúng ta chuẩn bị đọc cái nút do đứa trẻ nhấn. Phần mã đang được trình bày bên dưới.

làm

{button = digitalRead (pin); Serial.println (nút); pin ++; if (pin> 13) {pin = 8; } Serial.println ("Varrendo…"); Serial.println (pin); // delay (1000); } while (nút! = 1);

Vòng lặp này sẽ được thực hiện cho đến khi người dùng nhấn các nút. Vòng lặp cho phép bạn quét 5 chân kỹ thuật số và thời điểm trẻ nhấn một trong các nút, nó sẽ ra khỏi vòng lặp và kiểm tra xem trẻ đã phản hồi chính xác chưa.

Bạn sẽ thực hiện xác minh bằng mã bên dưới.

if (button == 1 && (pin-1)! = SortNumber)

{sendCommand (0x03, 0, 6); chậm trễ (3000); } if (button == 1 && (pin-1) == SortNumber) {sendCommand (0x03, 0, 7); chậm trễ (3000); }

Điều kiện đầu tiên sẽ được thực hiện khi người dùng mắc lỗi vì một nút đã được nhấn và giá trị được kích hoạt của ghim khác với ghim được vẽ (SortNumber).

Lúc này, bạn phải thực hiện lệnh dưới đây.

sendCommand (0x03, 0, 6);

chậm trễ (3000);

Lệnh này được sử dụng để kích hoạt âm báo phản hồi sai. Cuối cùng, chúng tôi có điều kiện thứ hai sẽ được sử dụng để kiểm tra xem trẻ có đúng hay không.

if (button == 1 && (pin-1) == SortNumber)

{sendCommand (0x03, 0, 7); chậm trễ (3000); }

Bước 11:

Nếu một nút được nhấn và chân kỹ thuật số được nhấn giống với chân được rút ra, hệ thống sẽ kích hoạt âm thanh câu trả lời chính xác.

Như tôi giải thích cho bạn, mã này rất đơn giản và sẽ giúp bất kỳ đứa trẻ nào phát triển kiến thức về các nguyên âm thông qua một trò chơi với Arduino.

Trong hình trên, hộp âm thanh đang thực hiện bài hát được lưu trữ trong Thẻ SD của Mô-đun MP3 YX5300.

Bước 12: Kết luận

Giáo dục trong lớp học cần được thay đổi liên tục và Arduino có thể là một đồng minh tuyệt vời trong việc tạo ra các nhiệm vụ thú vị.

Thông qua dự án này, có thể phát triển một hoạt động đơn giản có thể phát triển các kỹ năng của trẻ thông qua kiến thức về âm thanh và chính tả của từng nguyên âm.

Không giống như phương pháp giảng dạy truyền thống, trẻ em sẽ học thông qua lớp học vui nhộn thông qua các trò chơi và thiết bị điện tử.

Bước 13: Công nhận

Dự án này được phát triển nhờ sự hỗ trợ và khuyến khích của công ty JLCPCB. Họ khuyến khích giáo dục và mời chúng tôi phát triển trò chơi về nguyên âm để dạy trẻ em trong lớp học.

Nếu bạn muốn mua đĩa điện tử của Trò chơi Nguyên âm, bạn có thể truy cập liên kết này và mua 10 chiếc với giá 2 đô la tại JLCPCB.