基于RFID的兒童MP3播放器的制作

第1步：組件

這些組件同時也是主流。以下是我用于此項(xiàng)目的組件列表。

1。 LCD顯示器1602 2x16大字符5 V 122 * 44 MM藍(lán)色

2。 RFID閱讀器 - NFC RFID-RC522 RF IC

3。 MP3播放器 - 用于支持TF卡U盤IO/串行端口/AD的Arduino MP3 DFP音頻模塊MP3語音解碼板

4。揚(yáng)聲器 - 4歐姆3瓦53MM方形揚(yáng)聲器36MM外置磁性泡沫邊緣銀色帽

5。 Micro SD卡8GB

6。 MPU6050 3軸模擬陀螺儀傳感器

7。 MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328微控制器板（幾乎所有引腳都使用?。?/p>

8。 DS3231精密RTC - 鬧鐘模塊

9。 Powerbank JETech 3400 mAh

10。通用DIY PCBA Qi無線充電器接收模塊 - 藍(lán)色+黑色

11。原型PCB板Protoboard鍍錫通用面包板原型無焊FR4 PCB雙面5x7 cm 50x70mm FR4

12。 1x 2N 3904：晶體管NPN TO-92 40V 0，2A 0，5W

13。 1x1kOhm電阻器用于限制基極電流，3x220Ohms 0.5w（并聯(lián)！以滿足功率 - 可以使用更高規(guī)格的電阻器，我有這些）用于發(fā)射極和集電極之間的電流負(fù)載。 Arduino和DFplayer之間的TX和RX線路的2x1kOhms可以消除噪音 - 我這里沒有問題。

14。一些標(biāo)準(zhǔn)的DIY電子產(chǎn)品 - 烙鐵，焊錫，電推剪，連接器，電纜。..。..

14。很多精力和幾個小時的組裝：）

以上組件的總價格約為30-35歐元 - 主要來自aliexpress.com和dx.com。運(yùn)輸需要一些時間，但價格很高。

第2步：電子連接

我沒有繪制布局，也沒有像Fritzing或類似工具那樣使用任何方便的工具?？赡茉谝院蟮哪硞€時間點(diǎn)。下面的描述顯示了連接性。所有未提及的引腳都沒有連接。

在焊接過程中，我一直在測量線路的連通性，還完成了對已安裝元件的端部檢查。沒有什么比在組裝之后必須尋找一個壞連接更煩人了。最關(guān)心GND和電壓+。

任何組件的引腳布局都可以通過谷歌獲得。

液晶顯示器

LED ---- GND

LED + - -Via 220Ohm至5V powerbank

DB7 --- Arduino D2

DB6 --- Arduino D3

DB5 --- Arduino D7

DB4 --- Arduino D8

E --- Arduino A1/Pin 15

R/W --- GND

RS --- Arduino A0/引腳14

V0 --- 10Kohm電位器Rx（調(diào)整對比度）

VDD ---電源組+ 5V

VSS --- GND

DFPlayer MP3播放器

VCC --- + 5V Powerbank

RX ---軟件串口Arduino D5（如果出現(xiàn)噪音問題，可能通過1kOhm電阻）

TX ---軟件串口Arduino D9（在發(fā)生噪聲問題時可能通過1kOhm電阻）

SPK1 ---揚(yáng)聲器+

GND --- Powerbank GND

SPK2 ---揚(yáng)聲器 -

忙碌--- Arduino A7

GND --- GND

NFC522 RFID閱讀器

3.3V---Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

IMU 6050陀螺儀傳感器

VCC ---氬duino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO --- + 3.3V（高電平信號），用于I2C地址0x69

DS3231實(shí)時時鐘

3，3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

電流負(fù)載觸發(fā)

2N3904發(fā)射極 - GND

2N3904基極 - 通過1kOhm到Arduino D6

2N3904集電極 - 通過3x220歐姆（并聯(lián)！ - 可以使用更高規(guī)格的電阻，我有這些）+ + 5V

Powerbank

Powerbank的V +和GND線通過母USB連接器連接到板上的電源連接器并連接到Arduino的Vin/GND）。通過蓋板中的微動開關(guān)接通電源組。我通過負(fù)載電阻將微型開關(guān)焊接到V +，以模擬負(fù)載狀態(tài)并將其打開。此后，電流負(fù)載使其無法關(guān)閉。

+ 5V - 板上電源連接器+ 5V

GND - 板上GND的電源連接器

+ 5V電源 - 負(fù)載電阻 - 微動開關(guān)引腳A

GND - 微動開關(guān)引腳B

步驟3：電子組裝

電路板組件 - MP3播放器，RTC，IMU，Arduino都安裝在插座中。選擇和上/下鍵，RFID，LCD和電源通過自焊“帶狀電纜”連接足夠長，以便以后裝入盒子。

接通電源組的微動開關(guān)是固定蓋板 - 未顯示在電腦中。

我使用固定電源來測試設(shè)置。

組裝時我單獨(dú)測試了每個組件 - 》示例組件的Arduino草圖在這里非常有用。

由于powerbank有一個低電流自動關(guān)閉運(yùn)行我包括晶體管控制負(fù)載峰值每15秒100 ms通過一個70歐姆電阻器（實(shí)際上是3并聯(lián)220歐姆，以滿足足夠的功率，它只是一個短的峰值，但三個電阻將共享電流，因此不能在規(guī)格以上操作）。

后來發(fā)現(xiàn)Mini DFPlayer連續(xù)拉動》 70mA。由于我還使用了powerbank自動關(guān)閉功能來關(guān)閉盒子（不再觸發(fā)當(dāng)前負(fù)載），我現(xiàn)在需要重新考慮這個。

仍然遇到Arduino睡眠模式的問題和DF播放器降低電流 - 電流不會低于閾值以啟用關(guān)閉。歡迎反饋。

注意：對于第二個Box，我不得不重新訂購另一個powerbank，因?yàn)槲覛⒘宋易畛醯碾娮釉O(shè)備?？纯催@里 - 這個電源在我停止觸發(fā)負(fù)載電流10秒后關(guān)閉 - 》關(guān)閉現(xiàn)在正在工作。

無線充電接收器插入電池充電USB。充電器底座內(nèi)置一個充電器盒，用我的3D打印機(jī)打印。

步驟4：軟件

軟件可用github

編程很有趣，我喜歡從快速的核心例子開始并進(jìn)一步發(fā)展。由于我沒有真正做出相應(yīng)的規(guī)范，功能規(guī)劃和結(jié)構(gòu)化程序計(jì)劃，我最終得到了一些工作但不是非常優(yōu)雅的代碼。這總是一個todo - 》更多地進(jìn)入對象，在.h和.cpp中分開。..

但是我確實(shí)想讓這個東西快速運(yùn)行所以在很多情況下我最多不會到達(dá)那里高效的路徑。

但最棒的是 - 只要硬件正常工作就可以開始做各種各樣的事情。

我使用了arduino IDE，需要幾個庫 - 簡單地使用arduino IDE庫管理器完成。

所以我的當(dāng)前版本的軟件支持：

歡迎信息

卷（duh）

左/右傾斜的盒子可以切換到上一首/下一首歌曲，如果RFID來回停用到下一個文件夾。

暫停/播放（duh）

初始化，學(xué)習(xí)新的RFID - 基于下一個RFID下一個SD卡文件夾分配文件夾。數(shù)據(jù)存儲在Arduino EEPROM中

分配給RFID的播放文件夾 - 通過學(xué)習(xí)功能分配RFID到文件夾

加載并保存參數(shù)以啟用設(shè)置保存?；謴?fù)出廠設(shè)置：）

時鐘和日期設(shè)置。

打開/關(guān)閉鬧鈴，設(shè)置鬧鐘小時和分鐘，播放固定歌曲進(jìn)行鬧鈴。

開關(guān)關(guān)閉RFID - 在沒有它的情況下播放mp3。

我的清單上還有更多想法 - 仍有待實(shí)施

顯示溫度（RTC可以做到這一點(diǎn) - 它測量溫度以補(bǔ)償對石英的影響）

搖動時開始大笑，

設(shè)置歌曲以進(jìn)行報(bào)警

選擇在學(xué)習(xí)模式下將哪個文件夾分配給RFID

存儲文件夾分配和RFID芯片上播放的最后一首歌 - 盒子之間的可重用性（我正在構(gòu)建另一個 - 兩個孩子還記得。..。？）

啟用關(guān)閉 - 這個在沒有連接到USB的情況下現(xiàn)在沒有工作 - 》在此設(shè)置中減少了通過Powerbank的當(dāng)前負(fù)載。

SD卡上的文件夾結(jié)構(gòu)信息

我有一些mp3有聲讀物和音樂為我的孩子存儲。所以我使用了一些linux腳本將歌曲轉(zhuǎn)換為正確的命名。文件夾應(yīng)按順序兩位數(shù)字命名（即“00”，“01”，“02”。..。..）。那里的歌曲需要按順序三位數(shù)字命名（即“001.mp3”，“002.mp3”，。..。..）。

我的開啟歡迎mp3（“你好，我“你的玩具箱。..。..”）作為“001.mp3”存儲在文件夾“99”中。

腳本不是白癡證明，只能在“復(fù)制”目錄中使用而不能在原件。

#！/bin/bash

let i=1

for file in *.mp3

do

if （（$i 《 10））; then

mv “$file” “00${i}.mp3”

elif （（$i 《 100））; then

mv “$file” “0${i}.mp3”

else

mv “$file” “${i}.mp3”

fi

let i++

done

步驟5：打印和組裝盒子

所以現(xiàn)在HW和SW正在工作 - 我需要一個BOX！

一個很好的起點(diǎn)是Tinkercad - 我喜歡它！簡單易用，你得到你想要的一切。建立在一個龐大的社區(qū)和許多來自聰明的“Tinkerers”的很好的例子。

人們可以很容易地永遠(yuǎn)進(jìn)入這里 - 這里有一個變化，有一個新的山，洞，。..新的設(shè)計(jì)，。 。..

但最后我對目前的盒子設(shè)計(jì)感到非常滿意。我還為充電器構(gòu)建了一個底座盒，可以將MP3盒放到。..充電?？吹竭@里

印刷花費(fèi)時間（~8-12小時甚至更多），我測試了不同的線條厚度，最后我保持打印機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。對于當(dāng)前的盒子，我正在使用原型（最初基于較舊的設(shè)計(jì)打?。┖凶?，但是最新的設(shè)計(jì)有一些新的功能，坐騎，整體在我的待辦事項(xiàng)清單上制作另一個項(xiàng)目。

還有一件非常重要的事情要做：為盒子買一些漂亮的衣服 - 但這將是我妻子的領(lǐng)域 - 期待盒子的新衣服 - 即將推出。..。..

一旦打印輸出冷卻并且在盒子外面完成電子器件的基礎(chǔ)測試，就必須完成最后的組裝。

我用熱膠來固定零件 - 微動開關(guān)，LCD和RFID接收器固定在蓋板上。我使用了一些雙面膠帶預(yù)先固定組件，然后用熱膠將一些最終固定點(diǎn)放入。

與基盒相同。首先將充電接收器板固定到盒子的底部 - 雙面膠帶在這里做得很好 - 當(dāng)將盒子放在充電器底座的頂部時，需要調(diào)整到底座的中間，使其足夠接近充電線圈。

然后是powerbank，再次雙面預(yù)先修復(fù)，然后將一些熱膠粘到“戰(zhàn)略”點(diǎn)?？梢栽跍?zhǔn)備好的支架上用一些漂亮的膠點(diǎn)固定揚(yáng)聲器 - 美觀而且緊湊。

最后板 - 我在3D打印設(shè)計(jì)中加入了一些迷你安裝墊，因此板整齊地安裝在那里 - 再次 - 一些戰(zhàn)略熱點(diǎn)膠點(diǎn)。吵鬧不應(yīng)該把事情分開 - 所以我給了這個人一些注意力。

最后使用一些可用的迷你螺絲（我的印刷設(shè)計(jì)包括一些3M螺絲安裝座，但它們對于真正的螺絲不是很好）

第6步：完成的盒子 - 但沒有衣服

這里是為我的孩子們準(zhǔn)備好兩個盒子。他們已經(jīng)做了一些beta測試并發(fā)現(xiàn)了一些軟件錯誤; - ）。

我還買了20包RFID M3貼紙。

現(xiàn)在我需要收集所有可能的小數(shù)字并讓他們玩MP3盒子的令牌。父親和孩子們的樂趣：）