如何为孩子制作一个音乐盒?微控制器和模块的选择

科技   2024-11-04 14:44   中国香港  

作为一名工程师和父亲,我努力告诉女儿我的专业,并向她展示现代技术。我希望她从小就培养自己的技术技能,并了解各种设备的工作原理。最近她来找我问“我们可以制作一个可以播放我的歌的盒子吗?”我想,好吧,虽然这是个大工程,但如果她一直听到爸爸说可以做所有事情,我也没理由拒绝她。我发现的问题有两个:playing(搭建)和box(装盒)。

第一个挑战——“搭建”

我的第一个想法是徒手搭建电路:我会跳过DAC,但选择微控制器、存储器、放大器和充电系统本身已经是一个非常大的问题。单声道系统,32k Sample采样,每个样本1字节:稍微算一下,一首3分钟的歌曲就需要5MB。有现成的DFPlayer mp3播放器模块可与SD卡或焊接存储器一起购买,但由于睡眠模式下的供电,而且需要通过UART通信(使其最终按自己的需要工作),它们仍然需要外部微控制器。

最后,我找到了一个现成的GY20461模块,它的介绍是8M录音模块。一个包含我需要的一切的模块:焊接的8MB内存、扬声器和电池,我想它应该是完美的了。模块已到手,我向其上传歌曲也没有任何问题(尽管通信仅能在Windows下进行)。当小家伙看到按下按钮就能播放她最喜欢的旋律时,接下来的半个小时,她一直交替按下按钮,在房子里跳来跳去。

挑战二——“装盒”

现在是时候制作外壳了。这是一个精致的模块,但我知道在我女儿手中它将经受“严苛的”耐用性测试,不能让她推扬声器膜片,也不能拉出电线。我向小姑娘展示了如何使用卡尺,测量了模块并开始设计盒子。我女儿决定它必须是白色的,并带有《冰雪奇缘》中艾莎的图案(你会怎么做)。外壳最大的挑战其实是设计正确的按钮,模块按钮的行程为0.5毫米,这迫使我必须精确的设计顶盖,我为它准备了卡扣,这样轻轻一按就能启动音乐。

我在3D打印机上用白色PLA打印了顶盖。夜里用了一个半小时设计,又用了一个小时在3D打印机上印刷。出乎我意料的是,它直接就安装好了,我将模块粘在里面,满意地发现效果不错。我设计了盒子底部和顶部的卡扣。不幸的是,卡扣挡住了印刷电路板的插入,这就需要我即兴发挥一下。我把卡扣掰开,并用氰基丙烯酸酯胶水把整个盒子粘在一起。

我认为这是一次圆满的成功,希望这个盒子的寿命能维持的长一点。制作完成后,我又订购了一个相同的模块,准备制作第二个,这次播放的是睡前故事。

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