Art Deco FM Radio Project sử dụng Arduino: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Chào mừng các bạn đến với một dự án Arduino khác có thể giảng dạy! Tôi rất hào hứng vì hôm nay tôi sẽ giới thiệu cho các bạn cách tôi đã xây dựng dự án Đài FM theo phong cách Art Deco này bằng cách sử dụng Arduino. Cho đến nay nó là công trình phức tạp nhất mà tôi từng xây dựng và cũng là công trình yêu thích của tôi.

Hãy xem những gì chúng tôi sẽ xây dựng ngày hôm nay! Như bạn có thể thấy, chúng tôi sẽ chế tạo một máy thu thanh FM theo phong cách Art Deco. Thiết kế của đài phát thanh này dựa trên đài phát thanh AWA năm 1935 ngoạn mục. Tôi đã phát hiện ra chiếc radio cũ này khi tìm kiếm trên mạng và cả trong cuốn sách này về những chiếc radio đẹp nhất từng được làm ra. Tôi yêu thiết kế của chiếc radio này đến nỗi tôi muốn có một chiếc tương tự. Vì vậy, tôi đã dành một tháng thời gian của mình để xây dựng của riêng mình.

Như bạn có thể thấy, tôi đã sử dụng màn hình LCD Nokia 5110 để hiển thị tần số mà chúng tôi đang nghe và tôi đang sử dụng bộ mã hóa xoay để thay đổi tần số và một núm xoay khác để tăng hoặc giảm âm lượng. Tôi không biết bạn có để ý không, nhưng tôi đang sử dụng phông chữ Art Deco tùy chỉnh trên màn hình LCD. Ngoài ra, nếu chúng ta nghe cùng một đài phát thanh trong hơn năm phút, đài sẽ tự động lưu đài đó vào bộ nhớ của nó để lần sau khi chúng ta bật đài, đài sẽ tự động dò theo tần số mà chúng ta đã sử dụng trước đó. Đài cũng có Pin Lithium tích hợp và bộ sạc thích hợp để nó có thể sử dụng pin trong nhiều ngày.

Chất lượng âm thanh của dự án khá tốt. Tôi đang sử dụng một loa 3W nhỏ với một bộ khuếch đại công suất thấp. Đài phát ra âm thanh tốt và nó trông còn tốt hơn. Bây giờ chúng ta hãy xem các bộ phận cần thiết để xây dựng dự án này.

Bước 1: Nhận tất cả các bộ phận

Chúng tôi sẽ cần rất nhiều bộ phận để xây dựng dự án này. Nếu bạn là người mới bắt đầu với Arduino, hãy đảm bảo xây dựng một số dự án đơn giản hơn trước vì đây là một dự án nâng cao và có nhiều thứ có thể xảy ra sai sót.

Vì vậy, chúng ta sẽ cần những phần sau:

• Arduino Pro Mini ▶
• Lập trình viên FTDI ▶
• Mô-đun Đài FM ▶
• Loa 3W ▶
• Mô-đun Khuếch đại PAM8403 ▶
• Bộ mã hóa quay ▶
• Màn hình LCD Nokia 5110 ▶
• Tấm chắn pin Wemos ▶
• Pin 18650 ▶
• Giá đỡ pin 18650 ▶
• Một công tắc ▶
• Bảng tạo mẫu 5x7 CMs ▶
• Một số dây ▶
• Một tấm vải nướng loa ▶

Tổng chi phí của dự án là khoảng 22 $.

Bước 2: Điện tử

Trước hết, chúng ta hãy xây dựng thiết bị điện tử của Radio. Một vài tháng trước, tôi đã xây dựng một dự án đài FM trên breadboard. Bạn có thể đọc Hướng dẫn về dự án đó tại đây. Tôi đã thực hiện một số thay đổi đối với dự án đó và đây là phiên bản cải tiến của nó trên breadboard. Tôi hiện đang sử dụng Arduino Nano, nhưng tôi sẽ sử dụng Arduino Pro Mini sau này để tiêu thụ điện năng thấp hơn. Bạn có thể tìm thấy sơ đồ của dự án này được đính kèm với Tài liệu hướng dẫn này.

Nếu chúng ta khởi động dự án, chúng ta có thể thấy rằng màn hình Splash Screen được hiển thị trên màn hình Nokia trong vài giây và sau đó đài phát thanh tải đài phát thanh trước đó chúng ta đã nghe từ bộ nhớ EEPROM của nó. Chúng ta có thể thay đổi tần số từ núm này và âm lượng từ núm này. Dự án đang hoạt động tốt. Bây giờ chúng tôi phải làm cho dự án nhỏ hơn để phù hợp với bao vây. Vì vậy, chúng tôi sẽ sử dụng Arduino Pro Mini có kích thước rất nhỏ và cũng cung cấp mức tiêu thụ điện năng thấp hơn. Chúng tôi cũng sẽ sử dụng bảng tạo mẫu nhỏ này để hàn một số thành phần trên đó. Trước đó, hãy thiết kế bao vây trong Fusion 360 một phần mềm miễn phí nhưng cực kỳ mạnh mẽ.

Bước 3: Thiết kế vỏ bọc

Vì chúng tôi sẽ thiết kế một vỏ máy phức tạp và chúng tôi sẽ sử dụng nhiều bộ phận, trước tiên chúng tôi phải tạo mô hình cho từng bộ phận điện tử trong Fusion 360. Bằng cách này, chúng tôi sẽ đảm bảo rằng mọi bộ phận sẽ vừa vặn hoàn hảo và vỏ máy lớn đủ để phù hợp với mọi thứ bên trong. Tôi mất khoảng một tuần để học cách tạo mô hình một bộ phận trong Fusion 360 và sau đó lập mô hình tất cả các bộ phận mà tôi sẽ sử dụng. Sau đó, tôi mất thêm một tuần để thiết kế vỏ ngoài vì tôi không phải là người dùng Fusion 360 có kinh nghiệm. Tôi đã tải tất cả các tệp thiết kế lên Thingiverse.

Nhận tệp ▶

Kết quả, theo ý kiến của tôi, là giá trị nó. Thiết kế trông rất tuyệt và tôi có thể sắp xếp tất cả các bộ phận bên trong vỏ bọc như tôi muốn. Bằng cách này, tôi chắc chắn rằng khi tôi định in tất cả các bộ phận bao vây, chúng sẽ vừa vặn. Bằng cách này, chúng tôi có thể giảm các bản in thử và in lỗi, dẫn đến lãng phí rất nhiều thời gian và dây tóc. Một tính năng thú vị khác mà Fusion 360 cung cấp là khả năng tạo kết xuất chất lượng cao cho thiết kế của bạn bằng cách sử dụng các vật liệu khác nhau và xem dự án sẽ trông như thế nào trong thực tế. Mát mẻ. Kết xuất mà tôi tạo ra trông rất đẹp. Tôi nóng lòng muốn thấy dự án hoàn thành, vì vậy tôi đã bắt đầu in 3D các tệp bao quanh trên máy in 3D Wanhao I3 của mình.

Bước 4: In 3D và xử lý bài viết

Tôi đã sử dụng hai sợi gỗ từ FormFutura. Dừa và bạch dương filament. Nếu bạn theo dõi kênh của tôi, bạn có thể biết rằng tôi thích giao diện của các sợi gỗ. Tôi chưa bao giờ gặp bất kỳ sự cố nào khi in với chúng cho đến nay. Lần này là khác nhau mặc dù. Dự án bao gồm 7 phần. Tôi bắt đầu in các phần nhỏ hơn đầu tiên với thành công. Phần cuối cùng, phần lớn của bao vây hóa ra khó in hơn. Vì một số lý do, đầu phun bị tắc mỗi khi tôi cố gắng in nó. Tôi đã thử nhiều cài đặt, thay đổi tốc độ, rút lại, chiều cao lớp, nhiệt độ. Không có gì hoạt động. Tôi đã thay đổi đầu phun thành 0,5mm.

Vẫn giống nhau. Bản in liên tục bị lỗi. Tôi thậm chí còn gặp một số sự cố mất điện khiến tôi phải đầu tư vào một bộ lưu điện. Tôi đã tuyệt vọng, tôi muốn dự án tiếp tục, và tôi đã bị mắc kẹt. Sau đó, tôi nảy ra một ý tưởng. Tôi có thể tiếp tục in một phần bị lỗi sau khi thay đầu phun bị tắc không? Sau khi tìm kiếm trực tuyến, tôi phát hiện ra rằng nó có thể. Thật không may, tôi đã quá thất vọng vào thời điểm đó nên tôi đã không quay video về quy trình này. Nhưng nó hoạt động như một cái duyên, và cuối cùng, tôi đã có phần cuối cùng của vỏ bọc sẵn sàng trên giường in! Thật là nhẹ nhõm!

Những việc tiếp theo cần làm rất dễ dàng, gỡ bỏ vật liệu hỗ trợ khỏi bản in, chà nhám và đánh bóng bằng sơn bóng gỗ. Tôi chà nhám tất cả các bộ phận một cách cẩn thận. Như bạn có thể thấy phần vỏ chính không được in tốt như tôi muốn nhưng vì nó rất khó in nên tôi đã phải làm việc với nó. Để chữa lành những khuyết điểm, tôi đã sử dụng một ít bột bả gỗ. Vì tôi không thể tìm thấy bột trét gỗ có màu tương tự như phần của mình, nên tôi đã trộn hai bột trét màu với nhau để tạo ra một màu đủ gần với phần của tôi. Tôi bôi bột trét gỗ lên tất cả các bộ phận và tôi đã sửa lại tất cả những điểm chưa hoàn hảo. Sau khi bột bả khô, tôi chà nhám các bộ phận một lần nữa và sơn dầu bóng cho gỗ. Tôi đã sử dụng sơn bóng gỗ óc chó cho những phần tối và sơn bóng gỗ sồi cho những phần sáng. Tôi để chúng khô trong một ngày, và tôi đã sẵn sàng chuyển sang lĩnh vực điện tử.

Bước 5: Kết hợp mọi thứ lại với nhau

Bước tiếp theo là thu nhỏ các thiết bị điện tử để vừa với vỏ máy. Vì tôi đã mô hình hóa tất cả các bộ phận trong Fusion 360, nên tôi chắc chắn về cách thực hiện. Như bạn có thể thấy, mỗi bộ phận có vị trí cụ thể của nó trong bao vây.

Tôi hàn tất cả các bộ phận với nhau theo sơ đồ tôi đã đính kèm ở đây

Đầu tiên, tôi hàn Arduino Pro Mini và tải mã lên nó bằng một lập trình viên FTDI.

Bước tiếp theo là tạo nguồn điện cho mạch. Tôi sẽ sử dụng tấm chắn pin Wemos, một tấm chắn rất tiện dụng có thể sạc pin 18650 và tăng điện áp của nó lên 5V. Tôi đã tháo đầu nối pin khỏi tấm chắn và hàn dây từ đầu nối pin 18650. Tiếp theo, tôi hàn công tắc vào đầu ra 5V. Kiểm tra sơ đồ thứ hai tôi đã đính kèm ở đây. Nguồn điện đã sẵn sàng.

Sau đó tôi hàn tất cả các bộ phận khác lần lượt trong vài giờ. Lần này, tôi không sử dụng cáp âm thanh ở đầu ra âm thanh của mô-đun đài FM mà thay vào đó, tôi đã hàn dây ở cuối bảng. Kiểm tra một bức ảnh mà tôi đã đính kèm với Tài liệu hướng dẫn này. Tín hiệu này bây giờ có thể đi đến bộ khuếch đại để khuếch đại. Tôi cũng đã thêm một tụ điện 330μF vào đường ray điện trên bảng tạo mẫu. Việc bổ sung này làm giảm nhiễu trên tín hiệu radio. Sau khi tất cả quá trình hàn được thực hiện, tôi đã thử nghiệm dự án và nó hoạt động!

Bước cuối cùng là đặt mọi thứ lại với nhau, các bộ phận bao quanh và các bộ phận điện tử. Đầu tiên tôi dán tấm nướng của đài và sau đó tôi dán tấm vải nướng. Sau đó, tôi dán màn hình bằng keo thường và loa bằng keo nóng. Tiếp theo, tôi dán nóng giá đỡ pin, công tắc và bộ sạc pin. Sau đó, tôi dán nóng mô-đun bộ khuếch đại vào vị trí của nó, sau đó là bộ mã hóa quay và cuối cùng là bảng tạo mẫu. Cuối cùng, tất cả những gì tôi phải làm là dán các phần còn lại của thùng loa lại với nhau. Dự án đã sẵn sàng và tôi không thể chờ đợi để thử nó.

Vào cuối 6 tháng sau khi thành lập, dự án Art Deco FM Radio đang phát một số bản nhạc trên bàn làm việc của tôi. Thật là một cảm giác

Bước 6: Mã của dự án

Bây giờ chúng ta hãy vào máy tính để xem nhanh phần mềm của dự án. Như bạn có thể thấy, chúng tôi đang sử dụng rất nhiều thư viện trong dự án này.

Mã phức tạp hơn hầu hết các dự án chúng tôi đã xây dựng cho đến nay. Tôi đã cố gắng làm cho nó trở nên đơn giản nhất có thể với các hàm dễ đọc và dễ hiểu.

Ý tưởng cơ bản là: Nếu trục bộ mã hóa quay đã thay đổi vị trí và giữ nguyên vị trí cũ trong hơn 1 giây, chúng ta cần đặt tần số đó cho mô-đun Đài FM.

if (currentMillis - trước đó> khoảng thời gian) {if (tần số! = tần số trước) {trước đó = tần số; radio.selectFrequency (tần số); giây = 0; }khác

Mô-đun đài FM cần khoảng 1 giây để điều chỉnh theo tần số mới, vì vậy chúng tôi không thể thay đổi tần số trên mỗi lần thay đổi bộ mã hóa quay vì theo cách này, sự thay đổi tần số sẽ rất chậm. Khi tần số mới được đặt thành mô-đun, chúng tôi đếm số giây đã trôi qua kể từ khi tần số được đặt. Nếu thời gian vượt quá mốc 5 phút, chúng ta lưu tần số đó vào bộ nhớ EEPROM.

khác {giây ++; if (giây == SECONDS_TO_AUTOSAVE) {float read_frequency = readFrequencyFromEEPROM (); if (read_frequency! = frequency) {Serial.println ("loop (): Lưu tần số mới vào EEPROM"); writeFrequencyToEEPROM (& tần số); }}}

Bạn có thể tìm thấy mã của dự án này được đính kèm tại đây.

Bước 7: Kết luận

Chúng ta thật may mắn khi được sống trong thời đại mà chúng ta có thể tự mình xây dựng bất cứ thứ gì mình muốn! Chúng tôi có các công cụ và tài nguyên để tạo ra bất kỳ thứ gì chúng tôi muốn trong vài tuần với chi phí thấp.

Kết quả cuối cùng rất xứng đáng với thời gian và công sức tôi đã bỏ ra. Tôi đã dành nhiều giờ cho dự án này. Tôi học được nhiều điều mới; Tôi đã có được kinh nghiệm quý báu. Giờ đây, tôi có đủ kỹ năng và sự tự tin để xây dựng những dự án tốt hơn nữa. Khi tôi tạo kênh YouTube này, tôi thậm chí còn không biết cách hàn, tôi không biết rằng máy in 3D tồn tại và tất nhiên, tôi không biết cách thiết kế bất cứ thứ gì. Tôi chỉ biết cách lập trình. 3 năm sau, tôi có thể xây dựng các dự án như thế này. Vì vậy, nếu bạn luôn muốn làm điều gì đó nhưng lại ngại bắt đầu, hãy làm theo các bước của tôi. Bắt đầu từ việc nhỏ và tiếp tục học hỏi. Trong vòng vài năm, bạn sẽ không tin vào sự tiến bộ của mình.

Tất nhiên, dự án này không hoàn hảo. Việc thu sóng không tốt lắm với ăng-ten tôi đã sử dụng. Tôi nhận thấy rằng nếu bạn kết nối cáp USB với cổng sạc, nó sẽ hoạt động như một ăng-ten và cải thiện khả năng thu sóng đáng kể. Ngoài ra, mặc dù mã của dự án hỗ trợ nút bộ mã hóa quay để bật hoặc tắt đèn nền của màn hình, tôi không sử dụng tính năng này vì tôi đã vô tình dán nóng bộ mã hóa quay khiến nút không thể nhấn được. Tất nhiên, có rất nhiều điều người ta có thể cải thiện trong một dự án như thế này. Nếu bạn xây dựng dự án này và thực hiện bất kỳ cải tiến nào, vui lòng chia sẻ công việc của bạn với cộng đồng.

Tôi rất muốn biết ý kiến của bạn về dự án Đài FM khi nó đã hoàn thành. Bạn có thích nó trông như thế nào không? Bạn sẽ xây dựng một cái? Bạn sẽ thực hiện loại cải tiến nào trên nó? Vui lòng gửi ý tưởng của bạn trong phần bình luận bên dưới; Tôi thích đọc những suy nghĩ của bạn!

Giải nhất cuộc thi Vi điều khiển