Rádio s časovou osou NFC: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

V laboratórnom projekte na oddelení všadeprítomných médií zameraných na človeka sme boli vyzvaní, aby sme vytvorili moderný hudobný prehrávač, ktorý by odkazoval na tradičný rozhlasový dizajn. Časový rámec bol jeden semester.

Krok 1: Prvé experimenty

Aby sme sa zoznámili s potenciometrami, platformou Arduino a displejmi, zostrojili sme malý prototyp.

Pripojili sme potenciometer k Arduinu a spísali sme skicu, ktorá pošle hodnotu potenciometra k Raspberry. Na strane Raspberry malý pythonový skript prijme údaje a odošle ich na displej e-ink.

Keďže sme stále používali červeno-čiernu verziu displeja s atramentom, aktualizácia displeja trvala 15 sekúnd, čo sme v prípade nášho scenára interakcie považovali za spomalenie.

Krok 2: Ovládanie a zvuk NFC

Ďalej sme pripojili čítačku RFID, pôvodne k Raspberry Pi, aby sme ju použili ako riadiaci mechanizmus.

V tomto prototype značka NFC ovláda zvuk, ktorý sa prehráva v našich reproduktoroch.

Okrem toho sme experimentovali s dátovým spojením medzi Raspberri Pis, čím sme urobili jednu riadiacu inštanciu, hlavnú Raspberry a jednu inštanciu napájania dát, slave Raspberry.

Krok 3: Motor-Fader

Pôvodne sme plánovali použiť digitálny indikátor na zobrazenie výberu piesne. Obrazovky elektronického papiera majú bohužiaľ veľmi pomalú dobu obnovenia (1-15 s v závislosti od veľkosti obrazovky a farieb), čo znemožnilo použitie nášho scenára. Aby sme mali stále plynulú interakciu a zachovali tradičné koncepty dizajnu, rozhodli sme sa pre motorizovaný fader, aby sa pred obrazovkou pohyboval fyzický červený pruh.

Z dôvodu časových obmedzení a jednoduchosti sme sa rozhodli postaviť vlastné mechanické riešenie a namiesto toho sme použili motorizovaný fader, ktorý môžeme ovládať z nášho Arduina.

Na pohyb motora v oboch smeroch je potrebný mostík H.

Krok 4: Konečná zostava hardvéru

Na zostavenie hardvéru rádia NFC budete potrebovať nasledujúce (alebo ekvivalentné) diely:

• 2x jednootáčkový potenciometer, odpor 10 kΩ
• 4x drobné žiarovky
• Všeobecné reproduktory USB + 3,5 mm
• Všeobecná zvuková karta USB
• Arduino Uno
• Kábel USB typu B na typ A
• 2,13 palcový displej s elektronickým atramentom
• 7,5-palcový displej s elektronickým atramentom
• 2x Ovládač panela pre displeje
• Čítačka RFID + štítky
• 2x Raspberry Pi 3B+
• 2x generická 8GB (alebo vyššia) karta Micro-SD
• Tlačidlo
• Generický odpor 10 kΩ
• H-mostík L293D
• 10kΩ Motor-Fader
• 2x malá doska na pečenie
• Prepojovacie káble

Elektrické vedenie

Ak chcete vytvoriť rádio NFC, zapojte všetko podľa schémy spájania.

Displeje

Pretože tieto dva displeje potrebujú na Raspberry Pi jedinečné piny, použili sme dve maliny. Aby bola hierarchia komunikácie jednoduchšia, jedna z malín je zodpovedná iba za výstup na veľký displej (podradená malina), zatiaľ čo druhá za výpočty, ovládanie a menší displej (hlavná malina).

Pri káblovaní obrazovky sme vychádzali z dokumentácie Waveshare (malý displej, veľký displej). Jednoducho pripojte displej k ovládaču panelu pomocou konektora a zapojte ovládač panelu podľa dokumentácie Waveshare.

Zvuk

Reproduktory sú napájané cez USB a vstup je možný prostredníctvom 3,5 mm zvukového vstupu zvukovej karty USB. Pripojte obe zariadenia k hlavnej Raspberry.

Spájkovanie

Aby sme dosiahli stabilnejšie a trvalejšie spojenie, pripájali sme motor, potenciometre, žiarovky a tlačidlo k ich spojovacím káblom. Zdržali sme sa spájkovania zvyšných káblov, aby sme zostali flexibilnejší pri správe káblov.

Komunikácia medzi malinami

Na nadviazanie spojenia medzi malinami sme ich použili ako UART a spojili sme ich pomocou sériového pripojenia pomocou ich pinov TX a RX.

Komunikácia Raspberry-Arduino

Pripojte hlavné Raspberry k Arduinu pomocou sériového pripojenia pomocou USB.

Krok 5: Softvér

Pri nastavovaní softvéru pre Raspberrys a Arduino postupujte podľa pokynov na čítanie v úložisku github nášho projektu.

Krok 6: Zostavenie puzdra

Materiály:

• 8x list MDF drevo (300 mm * 300 mm * 3 mm)
• 2 Komponentové lepidlo
• 3x drevená tyč (300 mm * 20 mm * 20 mm)
• 1 list plexiskla (300 mm * 300 mm * 3 mm)
• 6x skrutka do dreva (20 mm)

Vystrihnite listy MDF podľa súborov programu Adobe Illustrator. Ak si chcete vytvoriť vlastné plány rezania škatúľ, choďte sem a pridajte výrezy pre hardvérové komponenty v programe Adobe Illustrator.

Pripojte čelné strany škatule a po testovacej montáži ich zlepte, aby bola zaistená väčšia stabilita. Vynechali sme lepidlo na zadnú stranu, aby sme mohli neskôr vložiť hardvér a odladiť systém.

Odrežte drevené tyče tak, aby sa vodorovne zmestili do puzdra. Vyrežte otvory pre skrutky do dreva v ľavej a pravej časti puzdra. Jedna lišta by mala ísť za veľký displej a tlačidlo prehrávania/pozastavenia, druhá za malý displej plus potenciometre zvuku a piesne a posledná za držanie reproduktorov vo vnútri skrinky.

Krok 7: Kombinácia hardvéru a puzdra

Materiály:

• 2-stranná páska
• Gaffa páska
• Horúce lepidlo

Pomocou pásky a lepidla zaistite diely na príslušných drevených tyčiach. Na montáž ovládacieho gombíka bude možno potrebné odrezať časti potenciometra. Na vedenie externých káblov, ako sú napájacie káble, sme vyrezali niekoľko otvorov do zadnej časti puzdra.

Krok 8: Hotový výrobok

Akonáhle je všetko zostavené, vychutnajte si svoje skvelé nové rádio!