Homer Simpson có âm thanh với thiết bị điều khiển ESP8266

Giới thiệu

Trong thời gian rảnh rỗi, bên cạnh việc in 3D, tôi thích nghịch với điện tử, đặc biệt là nếu tôi có thể kết hợp nó với in 3D. Tôi đã tìm thấy một mô-đun MP3 rất nhỏ gọn với khe SD để đặt nhạc hoặc tệp âm thanh và nghĩ rằng điều này sẽ tạo ra một gadget bảng âm thanh rất thú vị. Tôi đã kết hợp nó với một bộ điều khiển Wemos D1 dựa trên chip ESP8266 tuyệt vời để điều khiển nó và ý tưởng đã ra đời. Tất cả những gì tôi cần là một thiết kế 3D của Homer Simpson và một vài âm thanh MP3 của anh chàng. Thiết kế xuất sắc của RoberRollin (xem liên kết đến mô hình gốc) là một tệp nguồn tốt để điều chỉnh.

Sau khi điều chỉnh thiết kế để chứa điện tử, tôi đã in nó và sơn thân. Đẩy các linh kiện điện tử vào các rãnh và tôi đã có một Homer biết nói! Tôi quyết định tặng nó cho hai đồng nghiệp của tôi đang làm việc ở một địa điểm xa xôi vào thời điểm đó, cách xa phần còn lại của nhóm nghiên cứu của chúng tôi. Bằng cách đó, họ có một người bạn đồng hành thứ ba để giữ cho họ có bạn và họ đã rất thích thú với anh ấy từ đó.

Tôi đã tạo firmware cho bộ điều khiển D1 để kết nối với điểm truy cập địa phương và cung cấp một biểu mẫu web cho phép bạn điều chỉnh âm lượng âm thanh và khoảng thời gian giữa các câu trích dẫn. Mỗi khi khoảng thời gian trôi qua, bạn sẽ nghe một câu trích dẫn ngẫu nhiên của Homer vang vọng qua văn phòng. Một lần, các đồng nghiệp của tôi đang tham gia một cuộc họp nhóm từ xa và khi người tổ chức cuộc họp kết thúc cuộc họp, Homer đã kêu lên “NHÀM CHÁN!!”.

Điện tử

Các thành phần phần cứng bạn cần là:

• Bộ điều khiển Wemos D1 ESP8266 (ví dụ: https://www.tinytronics.nl/shop/en/development-boards/microcontroller-boards/with-wi-fi/wemos-d1-mini-v4-esp8266-ch340, nhưng tôi đã sử dụng https://www.tinytronics.nl/shop/en/wemos-d1-mini-v3-esp8266-ch340 đã ngừng sản xuất)
• DFRobot DFPlayer (Tôi đã sử dụng một bản sao https://www.tinytronics.nl/shop/en/audio/audio-sources/mini-mp3-module-yx5200, còn nhiều cái khác nữa)
• Loa 4 hoặc 8 ohm, tôi đã sử dụng một cái 40 mm (có hai loại có sẵn trong các tệp SCAD)

Để tiết kiệm không gian, tôi đã hàn lại chân cắm từ mô-đun MP3. Sau đó, tôi kết nối loa với mô-đun MP3 (các chân SPK_1 và SPK_2). Bo mạch Wemos D1 được kết nối với mô-đun MP3 qua các chân:

• VCC trên mô-đun MP3 đến 3V3 của bo mạch Wemos
• GND trên MP3 đến GND của bo mạch Wemos
• RX trên MP3 đến D1 của bo mạch Wemos
• TX trên MP3 đến D3 của bo mạch Wemos

Hãy chắc chắn rằng các dây giữa hai bo mạch ngắn (~2 cm) và các dây đến loa dài hơn (~10 cm) để dễ lắp đặt. Bo mạch Wemos nên được lắp trong rãnh với kết nối USB được đặt ở lỗ ở đáy của Homer. Tôi đã sử dụng một ít keo cyano-acrylate để cố định nó, để bo mạch không bị dịch chuyển khi bạn kết nối cáp USB. Nhân tiện, hãy kiểm tra điện tử và firmware trước khi bạn lắp nó…

Firmware

Tôi đã lập trình bo mạch Wemos bằng Arduino IDE. Hiện có hai phiên bản, phiên bản cũ 1.8 và phiên bản mới 2.0. Tôi đề xuất sử dụng phiên bản cũ, vì phiên bản đó vẫn hỗ trợ một plugin cho phép bạn ghi tệp dữ liệu vào hệ thống SPIFFS của ESP8266. Phiên bản 2.0 hiện chưa có tính năng đó.

Hãy chắc chắn rằng Arduino IDE của bạn được trang bị các driver để lập trình các bo mạch ESP (xem trang của Rui Santos https://randomnerdtutorials.com/how-to-install-esp8266-board-arduino-ide/ để biết thêm thông tin về điều này). Sau đó, cài đặt plugin để ghi dữ liệu vào SPIFFS (xem https://randomnerdtutorials.com/install-esp32-filesystem-uploader-arduino-ide/). Ngoài ra, bạn có thể phải cài đặt một vài thư viện bổ sung (ESP8266LLMNR & Web Server, WiFiManager và DFMiniMP3).

Bạn sẽ tìm thấy firmware, một số tệp âm thanh và các tệp dữ liệu cho giao diện web trong tệp đính kèm Homer_Simpson_MP3.zip. Giải nén thư mục, tải Homer_Simpson_MP3.ino vào IDE, kết nối bảng Wemos của bạn qua USB và lập trình nó. Sau đó, bạn cần tải lên các tệp dữ liệu cho giao diện web (trong thư mục dữ liệu) bằng công cụ Tải lên Hệ thống Tệp. Trang của Rui Santos về trình tải lên mô tả quy trình một cách hoàn hảo.

Ôi, vâng, trước khi tôi quên, còn có một tệp Arduino khác, Homer_Simpson_MP3.ino_with_EEPROM, cung cấp khả năng lưu trữ cài đặt khoảng thời gian của bạn trên EEPROM. Tuy nhiên, vì đã một thời gian kể từ khi tôi tạo ra nó, tôi không thể nhớ liệu điều đó có thực sự hoạt động hay không.

Nguồn hình ảnh Homer: https://wallpapers.com/wallpapers/homer-simpson-with-beer-kj3h1n6hzcpwg904.html bởi jefflarey. Phần khó khăn với các tệp âm thanh MP3 là tôi không thể phân phối chúng một cách hợp pháp do bản quyền. Tuy nhiên, có nhiều nguồn khác nhau nơi bạn có thể tải xuống các tệp MP3 cho mục đích sử dụng riêng của mình. Để nêu một vài:

• https://www.thesoundarchive.com/simpsons.asp
• https://www.wavsource.com/tv/simpsons/homer1.htm
• https://www.101soundboards.com/boards/10393-homer-simpson-sounds-the-simpsons-seasons-1-and-2

Bạn cần đặt các tệp MP3 trích dẫn vào một thẻ SD mà sẽ được đưa vào mô-đun MP3. Hãy chắc chắn rằng bạn đổi tên các tệp theo dạng XXXX.mp3 trong đó các X là các số 4 chữ số liên tiếp, ví dụ 0000.mp3, 0001.mp3, 0002.mp3, …, 0010.mp3, …

Kết nối Homer

Khi bạn lần đầu kết nối với Homer, bạn phải kết nối nó với điểm truy cập không dây của bạn. Homer có một WiFiManager tích hợp, vì vậy nếu nó không thể kết nối với một điểm truy cập mà nó quen thuộc, nó sẽ tự tạo một điểm truy cập gọi là Homer_Simpson. Kết nối máy tính của bạn với điểm truy cập này và một trang sẽ mở ra nơi bạn có thể chọn điểm truy cập của mình. Bạn cung cấp mật khẩu và từ đó, Homer sẽ biết điểm truy cập của bạn và có quyền truy cập vào nó tự động. Sau đó, nó khởi động lại và khi bạn kết nối lại máy tính của mình với điểm truy cập thông thường, bạn có thể kết nối với Homer bằng trình duyệt. Gõ URL homer.local vào thanh địa chỉ của bạn và trang cài đặt của Homer sẽ mở ra. Điều này không hoạt động trên nhiều nền tảng di động, vì những nền tảng đó thường không thể xử lý LLMNR. Trong trường hợp đó, bạn cần tìm địa chỉ IP của Homer và sử dụng nó để điều hướng. Hơi phiền phức một chút, nhưng hey, bạn có thể làm gì.

Tệp mô tả

Tôi đã sử dụng MeshMixer để giảm số lượng đa giác một chút để làm cho các tệp dễ dàng thích ứng hơn (*.mix files). Sau đó, tôi đã sử dụng OpenScad để tạo ra các lỗ cần thiết để chứa điện tử và loa (*.scad) và tất nhiên cũng đã bao gồm các tệp STL ở đây.