Se utilizó:
1. Caja de cartón de electrodomésticos;
2. Cableado de cobre de aparatos electrónicos antiguos;
3. 2 parlantes de viejos parlantes de computadora;
4. Teclado de un celular antiguo;
5. Batería recargable de un celular viejo;
6. Interruptor ();
7. 4 tornillos;
8. Módulo de carga de batería ();
9. Reproductor de mp3 sin estuche ();
10. Película decorativa adhesiva;
11. Pegamento caliente, superpegamento, cinta aislante.
De herramientas:
1. Alicates;
2. Tijeras;
3. Cuchillo de papelería;
4. Destornillador;
5. Pistola de pegamento;
6. Soldador (muy conveniente);
7. Tercera mano.
haciendo un jugador
Cortamos el cartón en piezas pareadas, 4 piezas de cada tamaño.
1. 4 cm x 8 cm, 3,6 cm x 7,6 cm;
2. 4 cm x 6,5 cm, 3,6 cm x 6,1 cm;
3. 6,5 cm x 8 cm, 6,1 cm x 7,6 cm.
Y pégalos juntos. Esto le dará rigidez a la estructura.
Electrónica que se utilizará en casa.
Reproductor de mp3 barato con conectores USB y microSD (). Alimentado por batería de 5v o 3.7v. Ya tiene incorporado un amplificador de señal de 3W. También se incorpora un estabilizador de voltaje. Conexión de alimentación a través de microUSB y dos terminales de batería.
Módulo cargador de batería de litio 18650 en TP4056 5V 1A con interfaz micro USB (). Es adecuado para cargar baterías de teléfonos celulares.
Batería recargable Philips 1100mAh. Sacado de un teléfono roto.
Altavoces de viejos altavoces de computadora.
Recientemente pedí interruptores de buena calidad () para la reparación de una lámpara de mesa. Solo quedó uno.
Y algunos botones del teclado de un teléfono roto.
Recortamos un lugar para el altavoz para que se asiente firmemente en su lugar.
Pegamos la base de la caja, la pared lateral con pegamento caliente y probamos la futura ubicación de la batería.
Pegamos el interior con pegamento caliente para una fijación confiable.
Teniendo en cuenta la futura ubicación del módulo de carga.
El módulo de carga y la batería estarán ubicados en el caso de la segunda columna. El tablero del jugador y los botones de control estarán ubicados en el caso de la primera columna.
Corta agujeros para los conectores USB y microSD en la parte superior de la caja.
Soldamos los botones estándar del tablero del jugador. Los colocaremos en la misma parte superior del estuche para facilitar su manejo.
Suelde los cables a los botones. Tomé 4 pares de cables de diferentes colores, para que luego fuera más conveniente soldarlos en el tablero del jugador.
Tomamos una película decorativa sobre una base adhesiva (todavía tengo negro) y pegamos partes del cuerpo con ella.
Debería resultar así.
Cortamos un agujero para el botón en la parte superior del cuerpo de la primera columna y colocamos allí el botón de control.
En el reverso, lo arreglamos con pegamento caliente para mayor confiabilidad.
Hacemos lo mismo con el resto de botones. Los 2 botones superiores serán responsables de cambiar las pistas y el volumen, el inferior izquierdo es reproducir/pausar y el inferior derecho es el botón de repetición de pista.
Resultó así.
Ahora puedes soldar los cables de los botones a la placa del reproductor.
Rellenamos los puntos de soldadura con adhesivo termofusible para fijar los cables de forma segura. Puede juntarlos en un montón y envolverlos con cinta aislante para que no interfieran.
Observando la polaridad, suelde un par de cables del módulo de carga a la batería.
Fijamos los altavoces a la caja con tornillos autorroscantes y fijamos los tornillos autorroscantes en la parte posterior con pegamento caliente.
Pegamos la parte superior de la caja y fijamos el módulo de carga con pegamento caliente para mayor confiabilidad.
Hacemos ranuras para los cables que van a la primera columna, los fijamos con pegamento caliente en el interior y verificamos el funcionamiento del módulo antes de colocar la parte posterior de la caja.
Retorcemos los cables de los dos altavoces y los soldamos a la placa del reproductor, respetando la polaridad.
Suelde los cables de alimentación a la placa del reproductor y al interruptor. ¡Observe la polaridad!
Las partes colgantes y los cables se fijan en el interior con pegamento caliente. Comprobamos el funcionamiento del reproductor antes de colocar la parte trasera de la carcasa.
Para fijar los altavoces entre sí y proteger los cables, pegamos una tira ancha de película decorativa en ambos lados.
El resultado fue un diseño en forma de libro, que le da estabilidad y una apariencia inusual a este producto casero.
Pegamos los botones del teclado del teléfono antiguo con superpegamento. Tenga cuidado de no pegar los botones de control.
Puede iniciar la prueba.
Indicación.
La memoria USB se lee bien. La música suena fuerte. Al volumen máximo, los parlantes emiten un silbido, pero el volumen promedio es suficiente para escuchar.
La duración de la batería de 1100 mAh es de aproximadamente 2 a 3 horas a un volumen medio cuando se reproduce desde un dispositivo USB, pero queda energía para la reproducción desde tarjetas microSD. Con tarjetas microSD, funcionará 2-3 veces más, ya que la energía se consume en 3v en lugar de 5v.
Quiero hablar sobre mi pequeño proyecto de fin de semana, resaltar las dificultades que tuve que enfrentar, planes adicionales y obtener consejos de Habrausers más experimentados. El formato del artículo es un repaso, por así decirlo, al galope por Europa. Si hay interés, repasaré las partes individuales con más detalle.
Describa brevemente el funcionamiento del dispositivo de la siguiente manera:
Micrófono electret → Amplificador Max9812 → Microcontrolador STM32F103 → Detección de sonido por software → Codificación de sonido en Speex → Envío a través de ESP8266 al servidor → Script PHP para recibir datos y formatear en el contenedor de sonido Ogg. A quién le importa, por favor debajo del gato.
¿Por qué es necesario todo esto?
La idea misma del dispositivo se me ocurrió antes del nacimiento de mi hija. En el futuro, quiero hacer algún tipo de monitor para bebés: lo conecté al tomacorriente al lado de la cuna, y miras la serie de televisión en otra habitación, luego saltas: llegó una notificación automática al teléfono y puedes escuchar lo que está sucediendo allí. Pero sobre la implementación de los últimos puntos, tengo más preguntas que respuestas. Más sobre eso más adelante.
Quizás alguien vea otro uso para tal oficio, pero les aseguro que el dispositivo no se crea con el propósito de obtener información en secreto (Artículo 138.1 del Código Penal de la Federación Rusa) y cualquier intento de este tipo será procesado.
Le pediré que no critique inmediatamente la idea en sí, necesito trabajar con sonido y Wi-Fi en otro proyecto, en el que estoy pensando por ahora. Y esta es una pieza separada, implementada en un dispositivo independiente.
Marco
De acuerdo con el principio de "diseñar primero", comencé a pensar en qué construcción hacer el dispositivo. En busca de estuches listos para usar en Ali, encontré estuches usb con un orificio para cable y pensé que esta es una opción ideal: el micrófono ocupará el orificio y, de alguna manera, empujaremos el resto.
Solo que ahora no quería pedir 10 piezas por $5 y comencé a buscar opciones. Como resultado, pedí un adaptador USB-RS485 exactamente en el mismo paquete por $0,84. Y el adaptador en sí será útil en el trabajo; de lo contrario, los bólidos, por un valor de 1,5 mil rublos, serán consumibles.
Compramos todo lo que necesites
Primero, mientras me familiarizaba con el tema del próximo oficio, me topé con el artículo Reconocimiento de voz en STM32F4-Discovery. Allí leí sobre el códec Speex y su aplicación en microcontroladores. Confieso que esta es mi primera experiencia con microcontroladores STM.
Entonces, ordenamos la depuración más común con el microcontrolador STM32F103C8T6, le agregamos el depurador St-link v2, lo terminamos en la rodilla y ya puedes vivir. Según estimaciones aproximadas, los recursos STM32F103C8T6 deberían haber sido suficientes, pero speex es muy voraz y los controladores HAL en sí no son tan compactos, en general, no había suficiente memoria para todas las bibliotecas. El dispositivo final tiene un STM32F103CBT6 con el doble de flash.
En segundo lugar, necesitas un micrófono. La primera línea en la búsqueda es el módulo de micrófono max9812 con un amplificador y, además, un puñado de micrófonos 6050 más pequeños (después de todo, ya tenemos un estuche con un agujero por donde debería pasar este micrófono).
En tercer lugar, debe recoger un módulo wi-fi para que encaje en el estuche comprado. Se eligió un ESP-03 en miniatura con una antena de cerámica y algunas piezas de ESP-12 para la creación de prototipos.
Maquetación y programación
En STM32CubeMX, ensamblamos rápidamente los periféricos necesarios y seguimos adelante, en el proceso de trabajo, todavía tiene que volver al Cubo con frecuencia. Lo principal aquí es escribir el código en lugares especialmente designados /* CÓDIGO DE USUARIO */ y luego la nueva generación del proyecto no afectará al ya escrito de ninguna manera.
El ADC se muestrea a través de DMA mediante un disparador de temporizador a 8 kHz en dos búferes de anillo con un tamaño de 160 muestras, un búfer es de 20 ms. Encontré un momento que no sabía y perdí tiempo en esto: DMA continúa trabajando en el punto de interrupción del depurador, mientras que los indicadores HT (mitad de transferencia) y TC (transferencia completa) están configurados, y los búferes siempre están llenos.
Speex no descubrió la biblioteca de inmediato, el controlador se bloqueaba constantemente en HardFault. Resultó que los tamaños de pila y montón simplemente no eran suficientes. Encontré una nota de aplicación de Silicon Labs con una descripción de los recursos necesarios para codificar/descodificar, hay un enlace al final del artículo. Establecí los valores con un pequeño margen de CSTACK 0x800 y HEAP 0x1600. En la salida de la codificación, obtenemos un tamaño de cuadro de 20 bytes. Los recogemos en paquetes para su envío.
El módulo Esp8266 solo puede aceptar un máximo de 2048 bytes de datos a la vez. Enviar formato de comando: encabezado POST + datos. Limité el tamaño del paquete de datos a 1800 bytes (90 cuadros de 20 ms).
Recepción de los datos realizada en PHP. Me avergonzó publicar el código, especialmente porque esta es mi primera experiencia OOP en mi vida. Por favor, no odien, esta no es mi área, es mejor enseñar cómo hacerlo bien. La esencia del script es tomar datos de php://input, generar un encabezado, calcular las sumas de verificación necesarias y guardar todo en un archivo Ogg (ya sea agregar el anterior o crear uno nuevo). Pero tengo la terrible sensación de que aceptar audio a través de solicitudes POST es muy estúpido...
Pregunta a la comunidad: ¿qué recomendaría para el lado del servidor? En el futuro, quiero recibir transmisión de audio en tiempo real. Personalmente, tengo un ligero deseo de familiarizarme con Node.js.
Diagrama esquemático y diseño de PCB
Dibujé el circuito y el cableado en la versión gratuita de Eagle CAD, ya que el tamaño de la placa es pequeño. Aquí están. Sin comentarios.
tablas de pedidos
Tableros ordenados en el American OSH Park. Lo notable de este servicio es que el precio se forma a partir del tamaño de la tarifa ($ 5 por pulgada cuadrada) y la entrega es gratuita. Además, puede cargar el archivo .brd desde Orel al sitio y hay una vista previa, no necesita destilarlo en Gerber.
Resultó 3 tableros por $3.35. Para una muestra de maqueta, esto es más rentable que pagar en exceso los $ 15 chinos por 10 piezas innecesarias. Hasta ahora, montañas de tableros innecesarios de otros proyectos están tirados en casa. Y además, todo venía en un paquete de marca con dulces adentro. Un poco, pero agradable. No había número de seguimiento, llegó en 40 días a partir de la fecha del pedido. Hubo 10 días en producción (del 29 de diciembre al 9 de enero, tal vez las vacaciones afectaron de alguna manera el tiempo).
Estoy satisfecho con la calidad de las tablas. Pistas 8 mil. Transicional 13 mil. Las tablas vienen con dorado, la capa de la máscara está incluso en todas partes en relación con las plataformas.
Montaje y configuración
Todavía no he descubierto qué es lo que falla, pero el módulo Esp-03 prácticamente no capta la señal, lo cual es extraño dada la presencia de una antena de cerámica y la distancia al teléfono (que actúa como un distribuidor de wi-fi en trabajo) dentro de medio metro, mientras que el módulo se calienta notablemente. Cuando acerca el teléfono, comienza a detectar la red y se conecta a ella. ¿Pedir uno nuevo o qué podría ser el problema?
Planes futuros
1. Mejorar el algoritmo VAD (Detección de actividad de voz, grabación cuando se detecta sonido) a uno más adecuado.
2. Compruebe la capacidad de reproducir sonido en el teléfono.
3. Hacer posible la configuración remota. Ahora esto lo implementa la respuesta del servidor (Configuración=40,2000,10), donde se establece la sensibilidad del algoritmo VAD actual (la señal debe exceder 2000 bubok 40 veces) y la duración de la grabación en segundos.
Versión definitiva
Cálculo
$2.03 - Módulo ESP-03
$2.13 - Microcontrolador STM32F103CBT6
$0.39 - 6050 micrófonos
$1.12 - módulo de micrófono con MAX9812 y arnés
$0.84 - Convertidor USB-RS485 (caja + usb tipo A macho)
$0.50 - Estabilizador NCP3335A 3.3V
Total: $7.01 (~420 rublos) por un dispositivo.
Los precios pueden variar debido a los desarrollos recientes en Ali. El precio no incluye programador ni polvos sueltos.
¡Gracias por la atención!
Escriba preguntas y sugerencias en los comentarios. También se permiten contactos o telegramas, el apodo es el mismo en todas partes.
Tenía a mi disposición los siguientes conectores: una toma USB diseñada para instalarse en una placa de circuito impreso y un cable de 80 cm con un conector USB en el extremo.
Inicialmente, traté de hacer un cable de extensión flexible con un cable AV de 4 m, pero el intento no tuvo éxito. Cuando inserté una unidad flash en este cable, el sistema operativo "dijo" que el dispositivo no funcionaba correctamente.
Entonces, se decidió usar un cable de par trenzado, especialmente porque me sobraron varias piezas de un cable de red Ethernet de la época en que Internet se distribuía a través de una red local. Los cables de red resultaron ser de la más baja calidad, ya que no tenían pantallas. En todas las piezas del cable había cuatro pares trenzados en aislamiento plástico. A juzgar por el color y la rigidez de las vetas, estaban hechas de algún tipo de aleación de cobre, similar al latón.
Para transmitir una señal y alimentación en formato USB2.0, a una distancia de hasta 5 metros, bastan dos pares trenzados. Los pares trenzados restantes se pueden dejar sin usar.
Sin embargo, si la resistencia de los núcleos del cable es alta y el dispositivo conectado al final del cable consume una corriente significativa, puede comenzar a encender dos o incluso tres pares trenzados a la vez.
Veamos este punto con más detalle.
Por ejemplo, si la corriente consumida por el dispositivo USB es de 400 mA y la resistencia de un par es de 2 ohmios (en ambos sentidos), entonces la resistencia del dispositivo USB será:
5 / 0,4 = 12,5 (ohm)
En este caso, la caída de tensión en el cable será:
5 * 2/ (12,5 + 2) ≈ 0,69 (Voltio)
Lo cual, por supuesto, es demasiado.
Pero, si usa tres pares a la vez:
2 / 3 ≈ 0,67 (Voltio)
5 * 0,67/ (12,5 + 0,67) ≈ 0,25 (Voltio)
Esa caída de voltaje en el cable disminuirá y ya no será tan crítica.
Acerca del pinout (pinout) de los enchufes y tomas USB
La imagen muestra el pinout de la toma y el enchufe USB 2.0.
Para la transmisión de datos (+Data y -Data), se puede utilizar cualquiera de los cuatro pares trenzados disponibles.
Para conectar la alimentación, puede utilizar cualquiera de los tres pares trenzados restantes o los tres pares conectados en paralelo.
Cómo arreglar una toma USB en un cable de red duro
El montaje de mi cable fue algo complicado debido a que no tenía a mi disposición una toma de cable USB, sino una toma de PCB.
Primero tuve que aislar los contactos de la pared trasera de la caja.
Y luego desde la pared inferior de la caja (en la foto de arriba).
Para un cable que no es muy rígido, por ejemplo, que consta de solo dos pares trenzados, puede usar este método para conectar el enchufe al cable.
Primero, con la ayuda de hilos de coser, sujetamos un trozo de tubo de PVC (cambric) al cable. El extremo del hilo se puede fijar con colofonia fundida. Realizamos dos cortes longitudinales sobre la batista y el aislamiento del cable.
Debería resultar algo como esto. Los "pétalos" resultantes deben disponerse en forma de cruz.
Luego puede soldar los extremos de los pares trenzados a los pines correspondientes.
Sujetamos los "pétalos" al cuerpo del nido con hilos de coser. Arreglamos el final del hilo con colofonia.
Ahora puedes ennoblecer el nido poniéndole un tubo termorretráctil o cubriéndolo con polietileno (de una pistola).
Pero, solo tenía un cable muy rígido, por lo que hubo que hacer el montaje más serio.
Primero, enrollé un alambre de cobre con un diámetro de 1,3 mm alrededor del borde del cable. Luego soldé los extremos de este cable a las paredes laterales de la toma USB.
Para darle rigidez adicional a la estructura, cubrí la unión del cable con la toma USB con adhesivo termofusible de baja temperatura.
Para darle una forma más atractiva y mejorar la apariencia del conector, lo cubrí con un tubo termorretráctil. EN
¡Atención! A medida que el tubo se encoge, el adhesivo termofusible puede filtrarse a través de las ranuras hacia el interior del encaje. Para evitar esto, puede insertar una junta entre el tubo y el cuerpo del zócalo o un enchufe en el zócalo. Entonces no tienes que sacar el termofusible del nido.
Todo el mundo sabe que cualquier dispositivo electrónico se puede conectar a una computadora mediante un cable USB estándar. Por lo tanto, utilizando una computadora portátil o una computadora personal, puede conectar varios dispositivos entre sí, como impresoras, cámaras, teléfonos inteligentes y dispositivos de almacenamiento de datos (unidades flash y discos duros externos).
¿Qué es OTG?
¿Hay alguna manera de prescindir de una computadora? Fácilmente, muchos adaptadores bajo el nombre general de cable OTG han aparecido en el mercado durante mucho tiempo. Su costo varía desde unos pocos dólares hasta una docena o incluso dos. Sin embargo, su diferencia con los cables de datos simples es tan insignificante que puede hacer fácilmente un cable OTG con sus propias manos. Por ejemplo, de los restos de viejos y adaptadores.
Entonces, primero debemos decidir para qué necesitamos un cable OTG. Es posible que necesite alimentar otro dispositivo con la batería cuando no haya energía cerca, por ejemplo, cuando viaje o vaya de excursión, pero esta opción no es la más eficiente. Necesitamos decidir de inmediato si conectaremos constantemente dos dispositivos específicos entre sí o si es mejor hacer un cable OTG universal con nuestras propias manos para usar cualquier dispositivo USB, como uno comprado en la tienda. También es mejor verificar de inmediato si su dispositivo es capaz de admitir tales conexiones.
Herramientas y Seguridad
Cuando trabaje con cables necesitará:
cuchillo para pelar aislamiento;
cortadores de alambre o cortadores laterales (recuerde el dicho: "mida 7 veces - corte 1"), el exceso de soldadura en el cable degradará la calidad de comunicación entre dispositivos y aumentará la resistencia en general, lo que afectará la pérdida de datos o imposibilidad de carga debido a la resistencia del conductor;
soldador, estaño y fundente; Al final del artículo, consideraremos cómo puede prescindir de este dispositivo.
Cuando trabaje con un soldador, recuerde las medidas de seguridad. Este dispositivo es peligroso debido a su alta temperatura no solo durante el funcionamiento, sino también durante varios minutos después de apagarlo. Proteja la superficie de la mesa del estaño fundido o la colofonia. Proteja la piel expuesta del contacto con las partes calientes del soldador.
¿Que es que?
Para empezar, vale la pena determinar qué contactos en los enchufes y enchufes se necesitan para qué, ya que en las versiones mini y micro hay 1 pin más que en los conectores de bus serie universal. Por lo tanto, el primer pin está marcado de forma estándar con aislamiento rojo dentro del cable, diseñado para suministrar voltaje. Los pines segundo y tercero, marcados con aislamiento blanco y verde, son para la transmisión de datos. El cuarto pin negro es cero o tierra, trabajando en conjunto con el primer cable de alimentación. En mini y micro-USB, dichas funciones se asignan al quinto y último pin, y el cuarto es una marca o identificador. Está diseñado para proporcionar información de conexión al dispositivo y no está conectado a ninguna parte de los cables de datos.
La opción más sencilla
En primer lugar, considere la opción de conectar dos dispositivos específicos, por ejemplo, una tableta y una cámara. Dado que ambos tienen enchufes de 5 pines, ya sea micro o mini USB, solo necesita soldar cuidadosamente los cables correspondientes. 2 cables de datos innecesarios con enchufes adecuados servirán. Debe cortarlos y pelar los cables del aislamiento, y luego conectarlos de acuerdo con la diferenciación de color, es decir, negro con negro, amarillo con amarillo, etc. Cada conexión debe estar aislada de las demás con pegamento caliente o al menos con cinta aislante. Al conectar un cable de este tipo a los dispositivos, aparecerá un menú de diálogo en las pantallas, donde deberá seleccionar cuál de los dispositivos será el principal en esta mini red. Es posible designar por la fuerza el dispositivo principal y secundario en el propio cable. Para hacer esto, en el enchufe del dispositivo principal, debe conectar los contactos 4 y 5, y en el otro enchufe, el contacto 4 simplemente no se conecta a ninguno. Por lo tanto, el dispositivo se determinará automáticamente como el principal en la conexión, ya que el contacto marcador mostrará la presencia de la conexión, mientras que en el segundo dispositivo estará "vacío".
Para una variedad de dispositivos
Considere la opción de cómo hacer un cable OTG universal con sus propias manos. Además de un conector micro o mini USB, según el dispositivo, necesitamos un conector USB. Puede tomarlo de placas base antiguas, cortarlo de un cable de extensión USB o desmontar un divisor USB (el llamado concentrador USB). La última opción es preferible, ya que te permitirá conectar varios periféricos al dispositivo principal a la vez, como si fuera una computadora. La secuencia de conexión es la misma que la anterior, el dispositivo principal se indica a la fuerza en el enchufe del dispositivo de la misma manera, conectando los pines 4 y 5. Las figuras muestran claramente el diagrama de conexión de los pines en los conectores y enchufes.
Con conexión de alimentación
Algunos dispositivos se caracterizan por un mayor consumo de energía, lo que provoca una descarga rápida de la batería del dispositivo principal, ya sea un teléfono inteligente o una tableta. En este caso, puede mejorar el cable OTG con sus propias manos agregando un cable de alimentación con un conector USB para el adaptador de red. Para hacer esto, puede usar los restos del cable de datos del que se cortó previamente el conector micro o mini USB. La conexión se realiza en dos contactos portadores de corriente, negro y rojo, ignorando los cables de datos. Debe recordarse que, a largas distancias, la resistencia del cable, reforzada con uniones soldadas, reducirá el voltaje y la corriente, por lo que es probable que el uso de cables de gran longitud no le permita lograr una conexión estable de los dispositivos. Utilice aproximadamente 20-30 cm de cable para cada enchufe y toma para evitar roturas e interrupciones en la conexión.
Finalmente, me gustaría mencionar cómo ensamblar un cable OTG con sus propias manos sin un soldador. El principio de montaje es el mismo que el descrito anteriormente, sin embargo, las conexiones de los cables se realizan de otras formas. Aquí enumeramos dos de ellos:
La soldadura en pasta contiene polvo de soldadura y fundente y no requiere el uso de un soldador. Dicha pasta se aplica a las partes a unir y se calienta con un encendedor común.
Hay compuestos sin el uso de altas temperaturas en absoluto. Los llamados bloqueos adhesivos son conectores para sistemas de baja corriente con un contacto especial que corta los cables con un dispositivo de sujeción, por ejemplo, alicates.
Independientemente de lo que decida hacer con sus propias manos, recuerde que cortar cables no es un caso de garantía y dichos cables no se pueden reemplazar.