基于RFID的儿童MP3播放器的制作

第1步：组件

这些组件同时也是主流。以下是我用于此项目的组件列表。

1。 LCD显示器1602 2x16大字符5 V 122 * 44 MM蓝色

2。 RFID阅读器 - NFC RFID-RC522 RF IC

3。 MP3播放器 - 用于支持TF卡U盘IO/串行端口/AD的Arduino MP3 DFP音频模块MP3语音解码板

4。扬声器 - 4欧姆3瓦53MM方形扬声器36MM外置磁性泡沫边缘银色帽

5。 Micro SD卡8GB

6。 MPU6050 3轴模拟陀螺仪传感器

7。 MINI USB NANO V3.0 CH340 5 V 16 Mt Atmega328微控制器板（几乎所有引脚都使用！）

8。 DS3231精密RTC - 闹钟模块

9。 Powerbank JETech 3400 mAh

10。通用DIY PCBA Qi无线充电器接收模块 - 蓝色+黑色

11。原型PCB板Protoboard镀锡通用面包板原型无焊FR4 PCB双面5x7 cm 50x70mm FR4

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

13。 1x1kOhm电阻器用于限制基极电流，3x220Ohms 0.5w（并联！以满足功率 - 可以使用更高规格的电阻器，我有这些）用于发射极和集电极之间的电流负载。 Arduino和DFplayer之间的TX和RX线路的2x1kOhms可以消除噪音 - 我这里没有问题。

14。一些标准的DIY电子产品 - 烙铁，焊锡，电推剪，连接器，电缆。..。..

14。很多精力和几个小时的组装：）

以上组件的总价格约为30-35欧元 - 主要来自aliexpress.com和dx.com。运输需要一些时间，但价格很高。

第2步：电子连接

我没有绘制布局，也没有像Fritzing或类似工具那样使用任何方便的工具。可能在以后的某个时间点。下面的描述显示了连接性。所有未提及的引脚都没有连接。

在焊接过程中，我一直在测量线路的连通性，还完成了对已安装元件的端部检查。没有什么比在组装之后必须寻找一个坏连接更烦人了。最关心GND和电压+。

任何组件的引脚布局都可以通过谷歌获得。

液晶显示器

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/引脚14

V0 --- 10Kohm电位器Rx（调整对比度）

VDD ---电源组+ 5V

VSS --- GND

DFPlayer MP3播放器

VCC --- + 5V Powerbank

RX ---软件串口Arduino D5（如果出现噪音问题，可能通过1kOhm电阻）

TX ---软件串口Arduino D9（在发生噪声问题时可能通过1kOhm电阻）

SPK1 ---扬声器+

GND --- Powerbank GND

SPK2 ---扬声器 -

忙碌--- Arduino A7

GND --- GND

NFC522 RFID阅读器

3.3V---Arduino 3.3V

GND --- GND

MISO --- Arduino D12

MOSI --- Arduino D11

SCK --- Arduino D13

SDA --- Arduino D10

IMU 6050陀螺仪传感器

VCC ---氩duino 3.3V

GND --- GND Powerbank

SCL --- Arduino A5/SCL

SDA --- Arduino A4/SDA

ADO --- + 3.3V（高电平信号），用于I2C地址0x69

DS3231实时时钟

3，3V --- Arduino 3.3V

SDA --- Arduino A4/SDA

SCL --- Arduino A5/SCL

GND --- GND

电流负载触发

2N3904发射极 - GND

2N3904基极 - 通过1kOhm到Arduino D6

2N3904集电极 - 通过3x220欧姆（并联！ - 可以使用更高规格的电阻，我有这些）+ + 5V

Powerbank

Powerbank的V +和GND线通过母USB连接器连接到板上的电源连接器并连接到Arduino的Vin/GND）。通过盖板中的微动开关接通电源组。我通过负载电阻将微型开关焊接到V +，以模拟负载状态并将其打开。此后，电流负载使其无法关闭。

+ 5V - 板上电源连接器+ 5V

GND - 板上GND的电源连接器

+ 5V电源 - 负载电阻 - 微动开关引脚A

GND - 微动开关引脚B

步骤3：电子组装

电路板组件 - MP3播放器，RTC，IMU，Arduino都安装在插座中。选择和上/下键，RFID，LCD和电源通过自焊“带状电缆”连接足够长，以便以后装入盒子。

接通电源组的微动开关是固定盖板 - 未显示在电脑中。

我使用固定电源来测试设置。

组装时我单独测试了每个组件 - 》示例组件的Arduino草图在这里非常有用。

由于powerbank有一个低电流自动关闭运行我包括晶体管控制负载峰值每15秒100 ms通过一个70欧姆电阻器（实际上是3并联220欧姆，以满足足够的功率，它只是一个短的峰值，但三个电阻将共享电流，因此不能在规格以上操作）。

后来发现Mini DFPlayer连续拉动》 70mA。由于我还使用了powerbank自动关闭功能来关闭盒子（不再触发当前负载），我现在需要重新考虑这个。

仍然遇到Arduino睡眠模式的问题和DF播放器降低电流 - 电流不会低于阈值以启用关闭。欢迎反馈。

注意：对于第二个Box，我不得不重新订购另一个powerbank，因为我杀了我最初的电子设备。看看这里 - 这个电源在我停止触发负载电流10秒后关闭 - 》关闭现在正在工作。

无线充电接收器插入电池充电USB。充电器底座内置一个充电器盒，用我的3D打印机打印。

步骤4：软件

软件可用github

编程很有趣，我喜欢从快速的核心例子开始并进一步发展。由于我没有真正做出相应的规范，功能规划和结构化程序计划，我最终得到了一些工作但不是非常优雅的代码。这总是一个todo - 》更多地进入对象，在.h和.cpp中分开。..

但是我确实想让这个东西快速运行所以在很多情况下我最多不会到达那里高效的路径。

但最棒的是 - 只要硬件正常工作就可以开始做各种各样的事情。

我使用了arduino IDE，需要几个库 - 简单地使用arduino IDE库管理器完成。

所以我的当前版本的软件支持：

欢迎信息

卷（duh）

左/右倾斜的盒子可以切换到上一首/下一首歌曲，如果RFID来回停用到下一个文件夹。

暂停/播放（duh）

初始化，学习新的RFID - 基于下一个RFID下一个SD卡文件夹分配文件夹。数据存储在Arduino EEPROM中

分配给RFID的播放文件夹 - 通过学习功能分配RFID到文件夹

加载并保存参数以启用设置保存。恢复出厂设置：）

时钟和日期设置。

打开/关闭闹铃，设置闹钟小时和分钟，播放固定歌曲进行闹铃。

开关关闭RFID - 在没有它的情况下播放mp3。

我的清单上还有更多想法 - 仍有待实施

显示温度（RTC可以做到这一点 - 它测量温度以补偿对石英的影响）

摇动时开始大笑，

设置歌曲以进行报警

选择在学习模式下将哪个文件夹分配给RFID

存储文件夹分配和RFID芯片上播放的最后一首歌 - 盒子之间的可重用性（我正在构建另一个 - 两个孩子还记得。..。？）

启用关闭 - 这个在没有连接到USB的情况下现在没有工作 - 》在此设置中减少了通过Powerbank的当前负载。

SD卡上的文件夹结构信息

我有一些mp3有声读物和音乐为我的孩子存储。所以我使用了一些linux脚本将歌曲转换为正确的命名。文件夹应按顺序两位数字命名（即“00”，“01”，“02”。..。..）。那里的歌曲需要按顺序三位数字命名（即“001.mp3”，“002.mp3”，。..。..）。

我的开启欢迎mp3（“你好，我“你的玩具箱。..。..”）作为“001.mp3”存储在文件夹“99”中。

脚本不是白痴证明，只能在“复制”目录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

步骤5：打印和组装盒子

所以现在HW和SW正在工作 - 我需要一个BOX！

一个很好的起点是Tinkercad - 我喜欢它！简单易用，你得到你想要的一切。建立在一个庞大的社区和许多来自聪明的“Tinkerers”的很好的例子。

人们可以很容易地永远进入这里 - 这里有一个变化，有一个新的山，洞，。..新的设计，。 。..

但最后我对目前的盒子设计感到非常满意。我还为充电器构建了一个底座盒，可以将MP3盒放到。..充电。看到这里

印刷花费时间（~8-12小时甚至更多），我测试了不同的线条厚度，最后我保持打印机标准。对于当前的盒子，我正在使用原型（最初基于较旧的设计打印）盒子，但是最新的设计有一些新的功能，坐骑，整体在我的待办事项清单上制作另一个项目。

还有一件非常重要的事情要做：为盒子买一些漂亮的衣服 - 但这将是我妻子的领域 - 期待盒子的新衣服 - 即将推出。..。..

一旦打印输出冷却并且在盒子外面完成电子器件的基础测试，就必须完成最后的组装。

我用热胶来固定零件 - 微动开关，LCD和RFID接收器固定在盖板上。我使用了一些双面胶带预先固定组件，然后用热胶将一些最终固定点放入。

与基盒相同。首先将充电接收器板固定到盒子的底部 - 双面胶带在这里做得很好 - 当将盒子放在充电器底座的顶部时，需要调整到底座的中间，使其足够接近充电线圈。

然后是powerbank，再次双面预先修复，然后将一些热胶粘到“战略”点。可以在准备好的支架上用一些漂亮的胶点固定扬声器 - 美观而且紧凑。

最后板 - 我在3D打印设计中加入了一些迷你安装垫，因此板整齐地安装在那里 - 再次 - 一些战略热点胶点。吵闹不应该把事情分开 - 所以我给了这个人一些注意力。

最后使用一些可用的迷你螺丝（我的印刷设计包括一些3M螺丝安装座，但它们对于真正的螺丝不是很好）

第6步：完成的盒子 - 但没有衣服

这里是为我的孩子们准备好两个盒子。他们已经做了一些beta测试并发现了一些软件错误; - ）。

我还买了20包RFID M3贴纸。

现在我需要收集所有可能的小数字并让他们玩MP3盒子的令牌。父亲和孩子们的乐趣：）