Alarm dźwiękowy: 18 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Zaprojektowana przeze mnie płytka drukowana nosi nazwę Audio Alert. Ta płytka jest umieszczana między źródłem dźwięku stereo a odbiornikiem dźwięku stereo, takim jak nadajnik FM lub wzmacniacz. Gdy płyta bezprzewodowo odbierze zakodowaną wiadomość, włamuje się do strumienia audio z bieżącego źródła i odtwarza klip dźwiękowy MP3 związany z odebraną wiadomością. Po zakończeniu odtwarzania klipu płyta przełącza się z powrotem na oryginalne źródło (w moim przypadku iPod).

Zaprojektowałem tę tablicę jako tablicę towarzyszącą dla tablicy, którą zaprojektowałem do wykrywania, kiedy mój odpylacz w stolarni jest pełny. Nawet jeśli pełna deska odpylacza włączyłaby migającą stroboskop, nadal czasami tego nie zauważałem. W sklepie jest dość głośno, gdy działa odpylacz i inne stacjonarne narzędzia, więc prawie zawsze mam na sobie ochronniki słuchu z wbudowanym odbiornikiem FM. Używając tej płyty, słyszę teraz przez mój ochronnik słuchu „odpylacz pełny”. Zobacz

Użyty mcu to ATmega328p. Mcu otrzymuje powiadomienie z nadajnika-odbiornika RFM69CW. Przełącznik audio to układ PT2314 sterowany przez I2C. PT2314 to przełącznik stereo 4 do 1. Płyta udostępnia 2 z 4 możliwych wejść jako standardowe gniazda stereo 3,5 mm. Trzecie źródło to wbudowany układ odtwarzacza MP3, a czwarte źródło nie jest używane. Wyjście jest przez standardowe gniazdo stereo 3,5 mm.

Odtwarzacz MP3 ma 3 możliwe źródła: karta SD, pamięć USB i NOR Flash.

Odtwarzacz MP3 to ten sam układ YX5200-24SS, który można znaleźć w wielu modułach odtwarzacza DF (chociaż większość tańszych wersji tego modułu używa podrobionych układów, które nie posiadają wszystkich funkcji oryginalnego układu). Główna różnica w tej implementacji przy użyciu YX5200 Układ -24SS jest stereofoniczny i obsługuje pamięć NOR Flash EEPROM.

Możesz wstępnie załadować NOR Flash z klipami MP3 lub użyć jednego z innych źródeł. Podczas uruchamiania odtwarzacz MP3 domyślnie przełączy się na USB, jeśli jest dostępny, następnie na kartę SD, a następnie na NOR Flash. Możesz zmodyfikować oprogramowanie, aby zmienić pierwszeństwo źródła lub ustawić źródło MP3 na podstawie otrzymanej wiadomości.

Zgodnie z programem wejście zewnętrzne jest przekazywane do wyjścia. Podobnie jak w przypadku źródła MP3, to zachowanie można zmienić w oprogramowaniu. Za pomocą oprogramowania można również sterować głośnością, balansem, sopranami i kilkoma innymi funkcjami przełączników audio.

Na płytce istnieje również możliwość dodania modułu wzmacniacza słuchawkowego. Używam wzmacniacza w mojej konfiguracji, ponieważ wyjście zasila nadajnik FM, a nadajnik działa lepiej ze wzmacniaczem niż wtedy, gdy jest zasilany sygnałem o poziomie liniowym.

Wszystkie niewykorzystane piny zostały doprowadzone do krawędzi planszy. Płytka posiada złącze I2C z linią przerwań do przyszłego rozwoju (wyświetlacz, klawiatura itp.)

Schemat znajduje się w następnym kroku.

Podobnie jak w przypadku innych zaprojektowanych przeze mnie płyt, pliki gerber tej płyty są udostępniane na PCBWay.

Obudowa wydrukowana w 3D jest dostępna na Thingiverse:

Krok 1: Instrukcja montażu tablicy

Poniżej znajdują się instrukcje dotyczące montażu deski (lub prawie każdej małej deski). W kolejnych krokach montuję płytkę bez opcjonalnego wzmacniacza słuchawkowego.

Jeśli już wiesz, jak zbudować płytę SMD, przejdź do kroku 13.

Krok 2: Zbierz części

Zaczynam od przyklejenia kawałka papieru do stołu roboczego etykietami na wszystkie bardzo małe części (rezystory, kondensatory, diody LED). Unikaj umieszczania kondensatorów i diod LED obok siebie. Jeśli się mieszają, może być trudno je odróżnić.

Następnie wypełniam papier tymi częściami. Wokół krawędzi dodaję inne, łatwe do zidentyfikowania części. (Zauważ, że używam tego samego kawałka papieru do innych zaprojektowanych przeze mnie plansz, więc tylko kilka miejsc na zdjęciu ma części obok/na etykietach)

Krok 3: Zamontuj tablicę

Używając małego kawałka drewna jako bloku montażowego, klinuję płytkę PCB między dwoma kawałkami płytki prototypowej złomu. Płytki prototypowe są mocowane do bloku montażowego za pomocą podwójnej taśmy klejącej (brak taśmy na samej płytce drukowanej). Lubię używać drewna na klocek montażowy, ponieważ jest naturalnie nieprzewodzący/antystatyczny. Ponadto można go łatwo przesuwać w razie potrzeby podczas umieszczania części.

Krok 4: Zastosuj pastę lutowniczą

Nałóż pastę lutowniczą na podkładki SMD, pozostawiając puste podkładki przelotowe. Będąc praworęcznym, zazwyczaj pracuję od lewego górnego rogu do prawego dolnego rogu, aby zminimalizować ryzyko rozmazania pasty lutowniczej, którą już nałożyłem. Jeśli rozmazujesz pastę, użyj niestrzępiącej się chusteczki, takiej jak te do demakijażu. Unikaj używania Kleenex/tkanki. Kontrolowanie ilości pasty nakładanej na każdy pad to coś, co można opanować metodą prób i błędów. Chcesz tylko malutkiego odrobiny na każdym padu. Wielkość plamki zależy od wielkości i kształtu podkładki (pokrycie około 50-80%). W razie wątpliwości używaj mniej. W przypadku pinów, które są blisko siebie, jak układy scalone w pakiecie TSSOP, nakładasz bardzo cienki pasek na wszystkie pady, zamiast próbować nakładać oddzielne dotknięcie na każdy z tych bardzo wąskich padów. Kiedy lut się stopi, maska lutownicza spowoduje migrację lutowia do podkładki, podobnie jak woda nie przykleja się do tłustej powierzchni. Lut zostanie zgrubiony lub przesunie się do obszaru z odsłoniętą podkładką.

Używam pasty lutowniczej o niskiej temperaturze topnienia (temperatura topnienia 137C)

Krok 5: Umieść części SMD

Umieść części SMD. Robię to od lewego górnego rogu do prawego dolnego rogu, chociaż nie ma to większego znaczenia, poza tym, że jest mniej prawdopodobne, że przegapisz część. Części są umieszczane za pomocą pęsety do elektroniki. Wolę pęsety z zakrzywionym końcem. Podnieś część, w razie potrzeby obróć blok montażowy, a następnie umieść część. Lekko stuknij każdą część, aby upewnić się, że leży płasko na desce. Podczas umieszczania części używam dwóch rąk, aby pomóc w precyzyjnym umieszczeniu. Umieszczając kwadratowy mcu, podnieś go po przekątnej z przeciwległych rogów.

Sprawdź płytkę, aby upewnić się, że wszystkie spolaryzowane kondensatory są we właściwej pozycji, a wszystkie układy są prawidłowo zorientowane.

Krok 6: Czas na pistolet na gorące powietrze

Używam pistoletu na gorące powietrze YAOGONG 858D SMD. (W Amazon za mniej niż 40 USD.) Opakowanie zawiera 3 dysze. Używam największej (8mm) dyszy. Ten model/styl jest produkowany lub sprzedawany przez kilku dostawców. Widziałem oceny w całym miejscu. Ten pistolet działał dla mnie bezbłędnie.

Używam pasty lutowniczej niskotemperaturowej. W moim modelu pistoletu mam ustawioną temperaturę na 275C, przepływ powietrza ustawiony na 7. Trzymaj pistolet prostopadle do deski około 4cm nad deską. Lut wokół pierwszych części zaczyna się topić dopiero po chwili. Nie daj się skusić na przyspieszenie, przesuwając broń blisko planszy. Zwykle powoduje to rozdmuchiwanie części. Po stopieniu się lutowia przejdź do następnej zachodzącej na siebie części płyty. Pracuj na swój sposób na całej planszy.

Krok 7: Wzmocnij w razie potrzeby

Jeśli płyta ma montowane powierzchniowo złącze karty SD lub montowane powierzchniowo gniazdo audio itp., zastosuj dodatkowy drut lutowniczy do podkładek używanych do przymocowania jej do płyty. Odkryłem, że sama pasta lutownicza nie jest na ogół wystarczająco mocna, aby niezawodnie zabezpieczyć te części.

Krok 8: Czyszczenie/usuwanie strumienia SMD

Pasta lutownicza, której używam, jest reklamowana jako „nie czysta”. Musisz wyczyścić płytkę, wygląda znacznie lepiej i usunie wszelkie małe kulki lutowia z płytki. Używając rękawic lateksowych, nitrylowych lub gumowych w dobrze wentylowanym miejscu, wlej niewielką ilość środka do usuwania topnika do małego naczynia ceramicznego lub ze stali nierdzewnej. Zamknąć ponownie butelkę do usuwania topnika. Używając sztywnej szczotki, zanurz pędzel w zmywaczu do topnika i wyszoruj obszar deski. Powtarzaj, aż całkowicie wyszorujesz powierzchnię deski. Do tego celu używam szczotki do czyszczenia pistoletu. Włosie jest sztywniejsze niż większość szczoteczek do zębów.

Niezużyty środek do usuwania topnika wlewam z powrotem do butelki. Nie wiem, czy to prawda, czy nie. Nie zauważyłem żadnych problemów z tym związanych.

Krok 9: Umieść i przylutuj wszystkie części otworu koryta

Gdy środek do usuwania topnika wyparuje z płyty, umieść i przylutuj wszystkie części otworu koryta, od najniższej do najwyższej, pojedynczo.

Krok 10: Równo wycięte szpilki do otworów

Za pomocą szczypiec do cięcia płaskiego przytnij kołki przelotowe na spodniej stronie deski. Ułatwia to usuwanie pozostałości topnika.

Krok 11: Podgrzej przez kołki otworów po przycięciu

Aby uzyskać ładny wygląd, po przycięciu ponownie podgrzej lut na kołkach przelotowych. Usuwa to ślady po ścinaniu pozostawione przez frez do przepłukiwania.

Krok 12: Usuń strumień do otworów przelotowych

Używając tej samej metody czyszczenia, co poprzednio, wyczyść tył deski.

Krok 13: Zastosuj moc do tablicy

Podłącz zasilanie do płyty (6 do 12 V). Jeśli nic się nie smaży, zmierz napięcie 5V i 3,3V z dużej zakładki na dwóch chipach regulatora.

Krok 14: Załaduj bootloader

Ten krok ustawia szybkość procesora, źródło zegara i inne ustawienia bezpieczników, a także ładowanie bootloadera.

Do tego kroku potrzebujesz usługodawcy internetowego. Możesz użyć dowolnego dostawcy usług internetowych, takiego jak Arduino, jako dostawcy usług internetowych, pod warunkiem, że dostawca usług internetowych jest 3v3. Zaprojektowany przeze mnie dostawca usług internetowych ma złącze 3v3 ISP. Zobacz

Bardzo ważne: musisz użyć usługodawcy internetowego 3v3 lub możesz uszkodzić komponenty na płycie

Z menu Arduino IDE Tools wybierz „Arduino Pro lub Pro Mini” dla płyty i „ATmega328P (3.3V 8MHz)” dla procesora.

Odłącz zasilanie od płyty, jeśli używasz 6-żyłowego kabla ISP.

Podłącz kabel ISP od złącza ICSP na płycie do ISP 3v3. Ustaw przełącznik DPDT w pobliżu nagłówka ICSP na „PROG”.

Wybierz "Arduino jako ISP" z menu Narzędzia-> programista (lub cokolwiek jest odpowiednie dla używanego usługodawcy internetowego), a następnie wybierz bootloader nagrywania. Poza pobraniem bootloadera to też poprawnie ustawi bezpieczniki. Na zdjęciu tarcza po lewej to cel. Tablica po prawej to ISP.

Odłącz kabel ISP.

Krok 15: Prześlij szkic

Podłącz moduł adaptera szeregowego 3v3 TTL do złącza szeregowego na płycie.

Aktualizacja: 18 marca 2021: Wprowadziłem kilka drobnych zmian w szkicu, aby naprawić błąd, który pojawia się, gdy alert jest już odtwarzany, gdy otrzymuje kolejną wiadomość. Skontaktuj się ze mną, jeśli chcesz zaktualizowaną wersję szkicu

Pobierz plik software.zip dołączony do tego kroku. Możesz zmieszać te źródła z folderem Arduino lub zmienić lokalizację szkicownika w preferencjach Arduino, aby wskazywać te źródła. Preferowaną metodą jest oddzielenie tych źródeł.

Sprawdź/skompiluj szkic AudioAlertRFM69.

Prześlij szkic, jeśli skompiluje się bez błędów.

Krok 16: Utwórz plik szesnastkowy MP3 FAT

Ten krok zakłada, że planujesz używać wbudowanego układu NOR Flash jako źródła MP3. Możesz przejść do kroku 18, jeśli nie planujesz używać układu NOR Flash jako źródła MP3. Oznacza to, że jako źródła MP3 będziesz używać karty SD lub pamięci USB.

Celem tego kroku jest uzyskanie obrazu systemu plików FAT16 zawierającego klipy MP3 do odtwarzania z NOR Flash jako źródła na NOR Flash EEPROM. Kolejność plików w katalogu głównym FAT określa indeks MP3, do którego będzie się odwoływać oprogramowanie podczas odtwarzania alertu.

Plik MP3 FAT Hex można utworzyć za pomocą mojej aplikacji Mac OS FatFsToHex.

Jeśli posiadasz komputer Mac lub masz do niego dostęp, pobierz aplikację FatFsToHex z GitHub:

Zauważ, że nie musisz budować aplikacji, w tym repozytorium znajduje się plik zip zawierający zbudowaną aplikację.

Po wybraniu plików MP3, które chcesz odtworzyć na tablicy, uruchom aplikację FatFsToHex i przeciągnij pliki na listę plików. Ustaw kolejność odtwarzania, układając pliki na liście. Jeśli uważasz, że jest to zestaw plików MP3, którego możesz użyć więcej niż raz, zapisz zestaw na dysku za pomocą polecenia zapisu (⌘-S). Wyeksportuj (⌘-E) plik szesnastkowy MP3 na kartę SD, nadając mu nazwę FLASH. HEX. Powinien to być jedyny plik na tej karcie SD.

Wątpię, czy ktokolwiek zbuduje jedną z tych płyt, ale jeśli ktoś to zrobi i utkniesz przy tworzeniu pliku hex MP3, skontaktuj się ze mną, a ja go dla Ciebie zbuduję.

Krok 17: Załaduj pliki MP3 do pamięci NOR Flash EEPROM

Do tego kroku potrzebujesz Arduino jako ISP (lub płytki, którą zaprojektowałem) i 5 lub 6 żyłowego kabla ISP. Odłącz zasilanie płyty, jeśli używasz kabla 6-żyłowego.

Jeśli nie korzystasz z zaprojektowanego przeze mnie dostawcy usług internetowych, dostawca usług internetowych, którego używasz, musi być załadowany moim szkicem HexCopier i musi mieć moduł karty SD zgodnie z instrukcjami w szkicu HexCopier. Szkic HexCopier można uruchomić na dowolnym Arduino z ATmega328p (i kilkoma innymi ATMegas). Ten szkic znajduje się w repozytorium GitHub FatFsToHex.

Ustaw przełącznik DPDT w pobliżu pamięci NOR Flash EEPROM na PROG. Podłącz kabel ISP między ISP 3v3 a nagłówkiem NOR FLASH, używając styku uziemienia, aby określić prawidłową orientację złącza. To jest niebieskie złącze na zdjęciach.

Po włączeniu zasilania z włożoną kartą SD i szybkości transmisji monitora szeregowego ustawionej na 19200 wyślij szkic literę C i znak powrotu ("C\n" lub "C\r\n"), aby rozpocząć kopia. Zobacz zrzut ekranu, aby zobaczyć oczekiwaną odpowiedź ze szkicu kopiarki działającego na dostawcy usług internetowych.

Zauważ, że aplikacja FatFsToHex ma monitor szeregowy (patrz zdjęcie).

Krok 18: Przetestuj tablicę

Podłącz iPoda lub inne źródło dźwięku do gniazda audio 3,5 mm oznaczonego „IN”. Podłącz parę słuchawek do gniazda oznaczonego „OUT”.

Włącz zasilanie tablicy. Odtwarzaj utwory na iPodzie. Powinieneś słyszeć, co jest odtwarzane przez słuchawki.

Podłącz do płyty adapter szeregowy 3v3 TTL. Ustaw szybkość transmisji na 9600.

Zagraj alert, wysyłając tablicę „p1”. Powinieneś usłyszeć ostrzeżenie w tym, co pochodzi z iPoda. Istnieje zbyt wiele parametrów testowych, które można przesłać szeregowo do płytki, aby można je było tutaj opisać. Spójrz na funkcję pętli szkicu AudioAlertRFM69. Zobaczysz instrukcję switch, która zawiera listę wszystkich parametrów testu.

Aby przetestować transceiver, potrzebujesz innej płytki, takiej jak pilot opisany w instrukcji mojego detektora Varmint Detector lub pełna płytka odpylacza, którą zaprojektowałem. Zobacz https://www.thingiverse.com/thing:2657033 Tablice te można zaprogramować do wysyłania wiadomości do tablicy alarmów dźwiękowych.

Możesz również zbudować zestaw testowy na płytce prototypowej, jak pokazano na zdjęciach. Zaprojektowałem tablice zaciskowe dla RFM69CW i HCW. Płyty te zapewniają zmianę poziomu, dzięki czemu można używać tych transceiverów z 5V mcu. (RFM69 to 3v3.)

Jeśli ktoś w USA jest zainteresowany nabyciem którejkolwiek z moich płyt, nagich lub zbudowanych, trudnych do zlokalizowania części, skontaktuj się ze mną (za pośrednictwem wiadomości, a nie komentarza). Jak wspomniano we wstępie, pliki Gerber płyty są udostępniane na PCBWay.