NFC Timeline Radio: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

In un progetto di laboratorio presso il dipartimento dei media ubiquitari incentrati sull'uomo, siamo stati sfidati a creare un lettore musicale moderno che faccia riferimento al design radiofonico tradizionale. Il periodo era di un semestre.

Passaggio 1: primi esperimenti

Per familiarizzare con i potenziometri, la piattaforma Arduino e i display, abbiamo costruito un piccolo prototipo.

Abbiamo collegato il potenziometro ad Arduino e scritto uno sketch che invia il valore del potenziometro al Raspberry. Sul lato Raspberry, un piccolo script Python riceve i dati e li invia al display e-ink.

Poiché stavamo ancora utilizzando la versione rosso-nera del display e-ink, l'aggiornamento del display ha richiesto 15 secondi, che abbiamo ritenuto rallentare per il nostro scenario di interazione.

Passaggio 2: controllo e audio NFC

Successivamente, abbiamo collegato il lettore RFID, inizialmente al Raspberry Pi, per usarlo come meccanismo di controllo.

In questo prototipo, il tag NFC controlla l'audio riprodotto sui nostri altoparlanti.

Inoltre, abbiamo sperimentato le connessioni dati tra il Raspberri Pis, creando un'istanza di controllo, il Raspberry master e un'istanza di alimentazione dei dati, il Raspberry slave.

Passaggio 3: Fader motore

Inizialmente avevamo pianificato di utilizzare un indicatore digitale per mostrare la selezione dei brani. Sfortunatamente gli schermi E-Paper in generale hanno un tempo di aggiornamento molto lento (1-15 sec a seconda delle dimensioni e dei colori dello schermo) che ha reso impossibile l'uso per il nostro scenario. Per avere ancora un'interazione fluida e preservare i concetti di design tradizionali, abbiamo deciso di utilizzare un fader motorizzato per far muovere una barra rossa fisica davanti allo schermo.

A causa dei limiti di tempo e della semplicità, abbiamo scelto di non costruire la nostra soluzione meccanica e invece abbiamo optato per un fader motorizzato che possiamo controllare dal nostro Arduino.

È necessario un H-Bridge per spostare il motore in entrambe le direzioni.

Passaggio 4: build hardware finale

Per costruire l'hardware della radio NFC, avrai bisogno delle seguenti parti (o equivalenti):

• 2x potenziometro a giro singolo, resistenza 10kΩ
• 4x minuscole lampadine
• USB generico + altoparlanti da 3,5 mm
• Scheda audio USB generica
• Arduino Uno
• Cavo USB da tipo B a tipo A
• Display E-Ink da 2,13"
• Display E-Ink da 7,5"
• 2x driver del pannello per i display
• Lettore RFID + Tag
• 2x Raspberry Pi 3B+
• 2x Scheda Micro-SD generica da 8 GB (o superiore)
• Pulsante
• Resistenza 10kΩ generica
• H-Ponte L293D
• Fader motore 10kΩ
• 2x tagliere piccolo
• Cavi di avviamento

Cablaggio

Per costruire la radio NFC, cablare tutto secondo lo schema fritzing.

display

Poiché questi due display richiedono pin unici sul Raspberry Pi, abbiamo utilizzato due lamponi. Per rendere la gerarchia di comunicazione più semplice, uno dei lamponi è responsabile solo dell'output sul display grande (il lampone slave), mentre l'altro è responsabile dei calcoli, del controllo e del display più piccolo (il lampone principale).

Per il cablaggio dello schermo ci siamo affidati alla documentazione di Waveshare (display piccolo, display grande). Basta collegare il display al suo driver del pannello tramite il suo connettore e cablare il driver del pannello secondo la documentazione di Waveshare.

Audio

Gli altoparlanti sono alimentati tramite USB e ricevono il loro input tramite l'ingresso audio da 3,5 mm della scheda audio USB. Collega entrambi i dispositivi al Raspberry principale.

saldatura

Per una connessione più stabile e persistente abbiamo saldato il motore, i potenziometri, le lampadine e il pulsante ai loro cavi di collegamento. Ci siamo astenuti dal saldare i cavi rimanenti per rimanere più flessibili con la nostra gestione dei cavi.

Comunicazione tra lamponi

Per stabilire una connessione tra i lamponi, li abbiamo usati come UART e li abbiamo collegati tramite una connessione seriale, usando i loro pin TX e RX.

Comunicazione Raspberry-Arduino

Collega il master Raspberry con Arduino tramite una connessione seriale, usando USB.

Passaggio 5: software

Per configurare il software per Raspberry e Arduino, segui le istruzioni readme sul repository github del nostro progetto.

Passaggio 6: costruire il caso

Materiali:

• 8x fogli di legno MDF (300 mm * 300 mm * 3 mm)
• Colla a 2 componenti
• 3x barra di legno (300 mm * 20 mm * 20 mm)
• 1 foglio di plexiglas (300 mm * 300 mm * 3 mm)
• 6x Vite per legno (20mm)

Taglia i fogli MDF secondo i file di Adobe Illustrator. Se vuoi creare i tuoi piani di taglio della scatola, vai qui e aggiungi i ritagli per i componenti hardware in Adobe Illustrator.

Unisci le facce della scatola e dopo il montaggio di prova incollale insieme per una maggiore stabilità. Abbiamo tralasciato la colla per il lato posteriore per inserire l'hardware in un secondo momento ed eseguire il debug del sistema.

Tagliare le barre di legno per adattarle orizzontalmente all'interno della custodia. Praticare dei fori per le viti da legno nella parte sinistra e destra della custodia. Una barra dovrebbe andare dietro il grande display e il pulsante di riproduzione/pausa, un'altra dietro il piccolo display più i potenziometri per il suono e la canzone e l'ultima per tenere gli altoparlanti all'interno del case.

Passaggio 7: combinazione di hardware e custodia

Materiali:

• Nastro biadesivo
• Nastro Gaffa
• Colla calda

Usa nastro adesivo e colla per fissare le parti sulle rispettive barre di legno. Potrebbe essere necessario tagliare parti del potenziometro per adattare la manopola di controllo. Per instradare i cavi esterni come i cavi di alimentazione, abbiamo praticato diversi fori nella parte posteriore del case.

Passaggio 8: prodotto finito

Una volta che tutto è assemblato, goditi la tua nuova fantastica radio!