Hộp nhạc MP3 trẻ em: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Khi tìm kiếm một số dự án DIY mới xung quanh arduino, tôi đã tìm thấy một số ý tưởng hay về máy nghe nhạc MP3 dựa trên RFID dành cho trẻ em. Và có một hộp đồ chơi chuyên nghiệp tuyệt vời trên thị trường - những kẻ này cai trị. Họ đã làm nên một công việc kinh doanh tuyệt vời từ ý tưởng thông minh của mình. Kiểm tra - bạn sẽ tìm thấy trang của họ!

Khi hai đứa con của tôi ngày càng thích nghe sách nói và âm nhạc, và vẫn đang sử dụng những chiếc đĩa nhỏ gọn cũ tốt với tất cả những rắc rối trong việc xử lý, tôi đã quyết định xây dựng một chiếc hộp máy nghe nhạc MP3 như vậy với một số tính năng tốt để biến nó thành một cá nhân tuyệt vời. đồ chơi cho chúng. Sau khi tôi mua máy in 3D đầu tiên của mình gần đây, dự án này dường như là một sân chơi tốt để bạn cũng có thể đi sâu vào lĩnh vực in 3D.

Vì vậy, tôi bắt đầu bước vào giai đoạn khái niệm - những tính năng nào tôi muốn triển khai - RFID, Máy nghe nhạc MP3, WLAN (bị hủy bỏ sau này), điều khiển IMU, màn hình LCD, Đồng hồ báo thức, sạc không dây… Cần thực hiện một số nghiên cứu, những thành phần nào tôi sẽ cần. Tôi có thể sử dụng lại những thành phần nào? Tôi vẫn có một IMU, mô-đun LCD, một số nano Arduino.

Với một số kinh nghiệm trong việc hàn và đo lường, việc lắp ráp có thể thực hiện được trong vòng 1-2 sau buổi làm việc.

Việc in Hộp, bao gồm đế, tấm bìa và trạm sạc, mất một khoảng thời gian (hơn 12 giờ tùy thuộc vào cài đặt máy in và máy cắt), nhưng tôi đã làm điều đó trong quá trình hàn.

Bước 1: Các thành phần

Trong khi đó, các thành phần thực sự là chủ đạo. Đây là danh sách các thành phần tôi đã sử dụng cho dự án này.

1. Màn hình LCD 1602 2x16 Ký tự lớn 5 V 122 * 44 MM màu xanh lam

2. Đầu đọc RFID- IC RF NFC RFID-RC522

3. Máy nghe nhạc MP3 - Mô-đun máy nghe nhạc MP3 mini DFPlayer Bảng giải mã giọng nói MP3 cho Arduino Hỗ trợ thẻ TF U- Disk IO / Cổng nối tiếp / AD

4. Loa- 4 ohm 3Watts 53MM Loa vuông 36MM Mút từ tính bên ngoài Nắp bạc

5. Thẻ Micro SD 8GB

6. Cảm biến con quay hồi chuyển tương tự 3 trục MPU6050

7. Bảng điều khiển vi mô MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328 (gần như tất cả các chân được sử dụng!)

8. DS3231 Precision RTC - Mô-đun đồng hồ báo thức

9. Powerbank JETech 3400 mAh

10. Mô-đun bộ thu sạc không dây PCBA Qi Universal DIY - Xanh lam + Đen

11. Nguyên mẫu Bảng mạch PCB Protoboard Thiếc Breadboard Đa năng Nguyên mẫu Máy hàn FR4 PCB hai mặt 5x7 cm 50x70mm FR4

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

13. Điện trở 1x1kOhm để giới hạn dòng cơ bản, 3x220Ohms 0, 5 w (song song! Để phục vụ cho công suất - người ta có thể sử dụng điện trở thông số kỹ thuật cao hơn, tôi đã có những thứ này) cho tải hiện tại giữa bộ phát và bộ thu. 2x1kOhms cho đường TX và RX giữa Arduino và DFplayer để loại bỏ tiếng ồn - Tôi không gặp sự cố ở đây.

14. Một số đồ điện tử DIY tiêu chuẩn - mỏ hàn, vật hàn, kẹp, đầu nối, dây cáp…

14. Rất nhiều năng lượng và một vài giờ để lắp ráp:)

Tổng giá cho các thành phần trên ~ 30-35 € - chủ yếu từ aliexpress.com và dx.com. Vận chuyển mất một thời gian, nhưng giá cả là rất tốt.

Bước 2: Kết nối điện tử

Tôi không vẽ bố cục, cũng không sử dụng bất kỳ công cụ tiện dụng nào như Fritzing hoặc tương tự. Có lẽ là vào một thời điểm sau đó. Mô tả bên dưới cho thấy khả năng kết nối. Tất cả các chân không được đề cập đều không được kết nối.

Trong quá trình hàn, tôi tiếp tục đo kết nối của các đường dây, kiểm tra kết thúc với các thành phần được gắn kết cũng đã được thực hiện. Không có gì khó chịu hơn việc phải tìm kiếm một kết nối kém sau khi tất cả đã được lắp ráp. Hầu hết quan tâm đến GND và điện áp +.

Bố cục ghim của bất kỳ thành phần nào có sẵn thông qua google.

Màn hình LC

LED ---- GND

LED + --- Qua nguồn điện 220Ohm đến 5V

DB7 --- Arduino D2

DB6 --- Arduino D3

DB5 --- Arduino D7

DB4 --- Arduino D8

E --- Arduino A1 / Chân 15

R / W --- GND

RS --- Arduino A0 / Chân 14

V0 --- chiết áp 10Kohm Rx (để điều chỉnh độ tương phản)

VDD --- Powerbank + 5V

VSS --- GND

Máy nghe nhạc MP3 DFPlayer

VCC --- + 5V Powerbank

RX --- nối tiếp phần mềm Arduino D5 (có khả năng thông qua điện trở 1kOhm trong trường hợp có vấn đề về tiếng ồn)

TX --- nối tiếp phần mềm Arduino D9 (có khả năng thông qua điện trở 1kOhm trong trường hợp có vấn đề về tiếng ồn)

SPK1 --- Loa +

GND --- Powerbank GND

SPK2 --- Loa -

Bận --- Arduino A7

GND --- GND

Đầu đọc RFID NFC522

3.3V --- Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

Cảm biến con quay hồi chuyển IMU 6050

VCC --- Arduino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5 / SCL

SDA --- Arduino A4 / SDA

ADO --- + 3.3V (Tín hiệu cao) cho địa chỉ I2C 0x69

Đồng hồ thời gian thực DS3231

3, 3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4 / SDA

SCL --- Arduino A5 / SCL

GND --- GND

Kích hoạt tải hiện tại

Bộ phát 2N3904 - GND

Cơ sở 2N3904 - qua 1kOhm đến Arduino D6

Bộ thu 2N3904 - qua 3x220Ohms (song song! - người ta có thể sử dụng điện trở thông số kỹ thuật cao hơn, tôi đã có những thứ này) đến + 5V

Ngân hang năng lượng

Các đường V + và GND của Powerbank kết nối thông qua đầu nối USB cái với đầu nối nguồn trên bo mạch và kết nối với Vin / GND của Arduino). Bộ nguồn được bật qua công tắc micro trong tấm bìa. Tôi hàn một microwitch với V + thông qua một điện trở tải tới GND để mô phỏng trạng thái tải và bật nó lên. Sau đó, tải hiện tại giữ cho nó không tắt.

+ 5V - Đầu nối nguồn trên bo mạch + 5V

GND - Đầu nối nguồn trên bo mạch GND

+ 5V của pin dự phòng - điện trở tải - chân micro A

GND - chân microwitch B

Bước 3: Lắp ráp điện tử

Các thành phần của bo mạch - máy nghe nhạc MP3, RTC, IMU, Arduino được gắn trong các ổ cắm. Các phím chọn và lên / xuống, RFID, LCD và nguồn được kết nối thông qua 'dây cáp băng tần' tự hàn đủ dài để lắp vào hộp sau này.

Công tắc microswitch để bật pin dự phòng là tấm che cố định - không được hiển thị trong máy tính.

Tôi đã sử dụng nguồn điện cố định để kiểm tra thiết lập.

Trong khi lắp ráp, tôi đã kiểm tra từng thành phần riêng lẻ -> các bản phác thảo Arduino ví dụ cho các thành phần rất hữu ích ở đây.

Vì pin dự phòng có công tắc tự động tắt chạy với dòng điện thấp, tôi đã bao gồm một đỉnh tải được điều khiển bằng bóng bán dẫn cứ sau 15 giây trong 100 ms thông qua điện trở 70 Ohm (thực tế là 3 song song 220 Ohms để phục vụ cho đủ công suất, nó chỉ là một đỉnh ngắn nhưng ba điện trở sẽ chia sẻ dòng điện và do đó không được hoạt động trên thông số kỹ thuật).

Sau đó hóa ra Mini DFPlayer đang kéo> 70mA liên tục. Như tôi đã sử dụng tính năng tự động chuyển mạch nguồn cũng để tắt hộp (bằng cách không kích hoạt tải hiện tại nữa), bây giờ tôi cần phải suy nghĩ lại điều này.

Vẫn gặp sự cố với chế độ ngủ của Arduino và DFplayer để giảm dòng điện - dòng điện không giảm xuống dưới ngưỡng để bật tắt. Phản hồi hoan nghênh.

Lưu ý: đối với Hộp thứ hai, tôi đã phải sắp xếp lại một pin dự phòng khác vì tôi đã giết các thiết bị điện tử của chiếc đầu tiên của mình. Và hãy xem đây - bộ nguồn này sẽ tắt 10 giây sau khi tôi ngừng kích hoạt dòng tải -> công tắc tắt đang hoạt động ngay bây giờ.

Bộ thu sạc không dây được cắm vào usb sạc pin của ngân hàng điện tử. Đế sạc được tích hợp thành hộp sạc, được in bằng máy in 3D của tôi.

Bước 4: Phần mềm

Phần mềm có sẵn trên github

Lập trình rất thú vị, tôi thích bắt đầu với các ví dụ nhanh và phát triển hơn nữa. Vì tôi không thực sự làm thông số kỹ thuật, lập kế hoạch tính năng và kế hoạch chương trình có cấu trúc, tôi kết thúc với một số mã hoạt động nhưng không thực sự thanh lịch. Đây luôn là một việc cần làm -> đi sâu hơn vào các đối tượng, tách biệt trong.h và.cpp…

Tuy nhiên, tôi muốn mọi thứ hoạt động nhanh chóng nên trong nhiều trường hợp, tôi đến đó không phải trên con đường hiệu quả nhất.

Nhưng điều tuyệt vời là - ngay sau khi CTNH hoạt động, người ta có thể bắt đầu làm mọi thứ.

Tôi đã sử dụng arduino IDE, một vài thư viện bắt buộc - được thực hiện đơn giản với trình quản lý thư viện arduino IDE.

Vì vậy, phiên bản phần mềm hiện tại của tôi hỗ trợ:

Tin nhắn chào mừng

Âm lượng (duh)

Nghiêng trái / phải của hộp để chuyển sang bài hát trước / sau và nếu RFID đã vô hiệu hóa sang thư mục tiếp theo qua lại.

Tạm dừng / Phát (duh)

Khởi tạo, tìm hiểu RFID mới - thư mục được chỉ định dựa trên thư mục thẻ SD tiếp theo RFID tiếp theo. Dữ liệu được lưu trữ trong Arduino EEPROM

Thư mục phát được gán cho RFID - chỉ định RFID-vào-thư mục thông qua chức năng tìm hiểu

Tải và lưu các thông số để kích hoạt các cài đặt được lưu. Khôi phục cài đặt gốc:)

Đồng hồ và cài đặt ngày.

Bật / tắt báo thức, cài đặt giờ và phút báo thức, phát một bài hát cố định để báo thức.

Tắt RFID - phát mp3 mà không cần nó.

Một số ý tưởng khác trong danh sách của tôi - vẫn đang được triển khai

Hiển thị nhiệt độ (RTC có thể làm điều đó - nó đo nhiệt độ để bù lại tác động lên thạch anh)

Bắt đầu cười khi bị rung, Đặt bài hát để báo thức

Chọn thư mục nào được gán cho RFID trong chế độ tìm hiểu

Lưu trữ thư mục gán và bài hát cuối cùng được phát trên chip RFID - khả năng tái sử dụng giữa các hộp (tôi đang xây dựng một hộp khác - hai đứa trẻ nhớ….?)

bật tắt công tắc - tính năng này hiện không hoạt động nếu không được kết nối với USB -> tải hiện tại qua Powerbank được giảm trong cài đặt này.

Thông tin về cấu trúc thư mục trên thẻ SD

Tôi đã lưu trữ một số sách nói và nhạc mp3 cho con tôi. Vì vậy, tôi đã sử dụng một số tập lệnh linux để chuyển đổi các bài hát sang tên phù hợp. Các thư mục phải được đặt tên theo dãy số có hai chữ số (tức là "00", "01", "02"…). Các bài hát trong đó cần được đặt tên theo dãy số có ba chữ số (tức là "001.mp3", "002.mp3",…).

Mp3 chuyển sang chào mừng của tôi ("Xin chào, tôi là hộp đồ chơi của bạn…") được lưu trữ trong thư mục "99" là "001.mp3".

Tập lệnh không phải là bằng chứng ngu ngốc và chỉ nên được sử dụng trong thư mục 'sao chép' chứ không phải trên bản gốc.

#! / bin / bashlet i = 1 cho tệp trong *.mp3 do if (($ i <10)); then mv "$ file" "00 $ {i}.mp3" elif (($ i <100)); sau đó mv "$ file" "0 $ {i}.mp3" else mv "$ file" "$ {i}.mp3" fi let i ++ done

Bước 5: In và lắp ráp hộp

Vì vậy, bây giờ HW và SW đang hoạt động - Tôi cần một HỘP!

Một nơi tuyệt vời để bắt đầu là Tinkercad - Tôi thích nó! Sử dụng đơn giản và bạn có được tất cả những gì bạn muốn. Xây dựng trên một cộng đồng khổng lồ và rất nhiều tấm gương tuyệt vời từ những "Tinkerers" thông minh.

Người ta có thể dễ dàng xâm nhập vào điều này mãi mãi - đây một lần thay đổi, có một giá đỡ mới, lỗ,… thiết kế mới,….

Nhưng cuối cùng tôi hoàn toàn hài lòng với thiết kế hộp hiện tại. Tôi cũng chế tạo một hộp đế cho bộ sạc để đặt hộp mp3 vào để… sạc. xem ở đây

Việc in ấn mất nhiều thời gian (~ 8-12 giờ và hơn thế nữa) và tôi đã thử nghiệm với độ dày dòng khác nhau, Cuối cùng, tôi vẫn ở tiêu chuẩn máy in. Đối với các hộp hiện tại, tôi đang sử dụng các hộp nguyên mẫu (được in ban đầu dựa trên thiết kế cũ hơn), tuy nhiên, thiết kế mới nhất có một số tính năng mới, giá đỡ, giá sỉ tạo nên một mục khác trong danh sách việc cần làm của tôi.

Và một điều rất quan trọng chưa được làm: lấy một số quần áo đẹp cho vào hộp - nhưng đây sẽ là lãnh địa của vợ tôi - mong chờ những bộ quần áo mới trong hộp - sắp ra mắt…

Ngay sau khi các bản in được làm nguội và kiểm tra cơ bản của thiết bị điện tử đã được thực hiện bên ngoài hộp, việc lắp ráp cuối cùng phải được thực hiện.

Tôi đã sử dụng keo nóng để cố định các bộ phận - Công tắc micro, LCD và bộ thu RFID được cố định vào tấm bìa. Tôi sử dụng một số băng dính hai mặt để cố định trước các thành phần và sau đó sử dụng keo nóng để đặt một số điểm cố định cuối cùng vào.

Tương tự với hộp cơ sở. Đầu tiên, cố định tấm nhận sạc vào mặt đất của hộp - băng keo hai mặt đã làm rất tốt ở đây - cần được điều chỉnh để phần giữa của đế đủ gần với cuộn dây sạc khi đặt hộp lên trên đế sạc.

Sau đó, powerbank, một lần nữa cố định trước bằng hai mặt, sau đó đặt một số keo nóng vào các điểm 'chiến lược'. Loa có thể được cố định bằng một số điểm keo đẹp tại các giá đỡ đã chuẩn bị - đẹp và chặt chẽ.

Cuối cùng là bảng - tôi đã bao gồm một số miếng đệm gắn kết mini trong thiết kế in 3D, vì vậy bảng được lắp gọn gàng ở đó - một lần nữa - một số điểm keo nóng chiến lược. Rắc rối không nên ném mọi thứ ra ngoài - vì vậy tôi đã chú ý đến vấn đề này.

Và cuối cùng sử dụng một số vít mini có sẵn (thiết kế in ấn của tôi bao gồm một số giá gắn vít 3M, nhưng chúng không thực sự tuyệt vời đối với vít thật)

Bước 6: Hộp đã hoàn thành - Tuy nhiên không có quần áo

Và đây là hai hộp đã hoàn thành cho các con tôi. Họ đã thực hiện một số thử nghiệm beta và tìm thấy một số lỗi phần mềm;-).

Tôi cũng đã mua một gói 20 miếng dán RFID M3.

Bây giờ tôi cần thu thập tất cả các số liệu nhỏ có thể có và làm cho chúng phát mã thông báo cho hộp MP3. Niềm vui cho cha và con:)