آردوینو پروژه های آردوینو

طراحی و پیاده سازی منو صوتی با ماژول DF PLAYER و برد آردوینو

create-audio-menu-with-arduino-and-dfplayer-digispark
نوشته شده توسط معین صابری

طراحی و پیاده سازی منو یکی از چالش ها و مسائل مهم در طراحی سیستم ها به شمار می رود. یک منو نحوه کار با دستگاه و گزینه های در اختیار کاربر را نمایش می دهد. در منوهای متنی، گزینه ها و قابلیت ها بر روی نمایشگر دستگاه به نمایش در می آید. در کنار این، منوهای صوتی روال راهنمایی و تعامل با کاربر را بسیار ساده تر می کنند. در این نوع از منوها گزینه ها برای کاربر خوانده شده و بدین صورت کاربر می تواند گزینه مناسب را انتخاب نماید. در پروژه منو صوتی به طراحی و پیاده سازی یک منوی صوتی ساده به کمک  آردوینو و ماژول پخش صدای DF PLAYER می پردازیم. به کمک این پروژه، زمانیکه کاربر کلید مربوط به پخش صدا را فشار دهد، صدایی با مضمون تعیین وضعیت رله خروجی از طریق کلید ورودی، پخش می گردد.  در ادامه با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی ، دیجی اسپارک همراه باشید.

 


برد آردوینو UNO


در پروژه منو صوتی قصد داریم تا به طراحی یک سیستم کنترل رله به همراه منوی صوتی راهنما بسازیم. به همین جهت، برای واحد پردازشی آن نیاز به یک برد و یا میکروکنترلر داریم.برد آردوینو UNO، یک برد فوق العاده کاربردی در نمونه سازی اولیه و حتی محصول نهایی است. به کمک این برد به سادگی می توانید سنسورها، نمایشگرها و ماژول های مختلفی را به آن متصل کنید. این برد راه اندازی و کار با میکروکنترلر را بسیار ساده می کند. کافیست به کمک یک کابل آن را به رایانه متصل کنید. سپس به سادگی و بدون نیاز به هیچ پروگرامر جانبی، می توانید برنامه را بر روی آن منتقل کنید.

برد آردوینو Uno SMD - دیجی اسپارک

 

بر روی برد آردوینو UNO تمام ملزومات لازم جهت راه اندازی برد تعبیه شده است. از جمله این ملزومات می توان به کریستال و خازن های کاهش نوسان ولتاژ اشاره نمود. همچنین بر روی این برد یک رگولاتور ۳٫۳ ولت جهت تغذیه ماژول های مختلف قرار گرفته است. به طور کلی استفاده از برد آردوینو در پروژه ها، سبب تسریع و تسهیل روند توسعه خواهد شد. در پروژه منو صوتی این برد با تشخیص فشرده شدن کلید راهنمای صوتی، اقدام به پخش راهنمای دستگاه به صورت صوتی می نماید. در این زمان کاربر با انتخاب وضعیت کلید، می تواند خروجی رله را کنترل نماید.

 


ماژول MP3 PLAYER


ماژول MP3 PLAYER از نوع DF، یکی از پرکاربردترین ماژول های پخش صدا به شمار می رود. ابعداد کوچک، قیمت مناسب و سهولت در راه اندازی، این ماژول را به انتخابی ماسب در پروژه های مختلف که نیاز به پخش صدا است، بدل می نماید. این ماژول می تواند فایل های MP3 ذخیره شده در کارت SD را به سادگی خوانده و از طریق بلندگو، پخش نماید.

turn system with audio playback and show turn with Arduino

 

از دیگر قابلیت های این ماژول با توان پخش سه وات، می توان به رابط سریال آن اشاره نمود. ماژول DF PLAYER با پشتیبانی از پروتکل UART، به سادگی با میکروکنترلرها ارتباط برقرار کرده و فرامین مربوط به پخش صدا را دریافت می نماید. برای این ماژول، شرکت سازنده آن کتابخانه ای توسعه داده که به سادگی می توان از آن در پروژه ها، استفاده نمود. برای راه اندازی و کار با این ماژول، کافیست فایل های صوتی را در یک کارت SD و در صورت تمایل در فولدرهای مختلف، ذخیره کرده و با ارسال فرمان به ماژول، فایل های هر فولدر را پخش نمایید. در نهایت، این ماژول بازه تغذیه بین ۳٫۲الی ۵ ولت داشته که ۴٫۲ ایده ال است. همچنین، بهتر است تغذیه این ماژول از آردویینو تامین نشده و از منبع تغذیه مستقل و قدرتمند تر تغذیه این ماژول تامین گردد. در پروژه منو صوتی راهنمای صوتی از طریق ماژول DF PLAYER برای کاربر پخش خواهد گردید.

 


ماژول رله


رله یک سوییچ مکانیکی با قابلیت کنترل از طریق پالس الکترونیکی است. این سوییچ که در سال ۱۸۳۵ توسط جوزف هانری اختراع گردید، امروزه یکی از قطعات بسیار پرکاربرد در صنایع الکترونیک، اتوماسیون صنعتی، خودرو و…. به شمار می رود. در پروژه منو صوتی نیز، جهت فرمان به موتور فن و فعال سازی آن، از رله نیز استفاده می گردد.

ماژول رله تک کانال در طراحی برد هود آشپزخانه - دیجی اسپارک

 

رله ها جهت راه اندازی نیاز به یک مدار راه اندازی دارند. از آنجاییکه فرمان فعال و یا غیر فعال سازی رله از طرف برد آردویینو صادر شده و جریان خروجی آردویینو جهت فرمان به رله کافی نیست، حتما جهت تامین این جریان نیاز به یک ترانزیستور خواهیم داشت. از طرفی دیگر، به دلیل ایجاد بارهای سلفی در زمان سوییچ رله، می بایست از یک دیود هرزگرد نیز استفاده نمود.  این در حالیست که در ماژول رله، این مدار از پیش تعبیه شده و شما می توانید به سادگی، این ماژول را به آردویینو متصل نمایید.

 


کتابخانه های مورد نیاز و نحوه نصب


در پروژه منو صوتی از ماژول DF PLAYER جهت پخش راهنمای صوتی استفاده می کنیم. جهت راه اندازی و کار با ماژول DF PLAYER کتابخانه توسعه یافته است. به همین منظور، جهت نصب کتابخانه، ابتدا در نرم افزار آردویینو، مطابق تصویر زیر و با توجه به فلش های قرمز رنگ، بر روی منوی Tools و سپس Manage Libraries کلیک کنید.

روش دانلود کتابخانه آردوینو - دیجی اسپارک

 

در قدم بعدی، در منوی ظاهر شده، در کادر جستجو، عبارت DFPlayer_Mini را جستجو کرده و در میان کتابخانه های ظاهر شده، کتابخانه مشخص شده با کادر قرمز رنگ در تصویر زیر را نصب نمایید.

دانلود کتابخانه پروژه در دیجی اسپارک - دیجی اسپارک

 


شماتیک و اتصالات


پس از بررسی قطعات پروژه منو صوتی و نصب کتابخانه، نوبت به بررسی شماتیک و اتصالات می رسد. در ابتدا به تصویر زیر که فرم کلی شماتیک و اتصالات را نمایش می دهد، توجه نمایید.

شماتیک اتصالات منوی صوتی با آردوینو - دیجی اسپارک

 

مطابق تصویر فوق می بایست دو کلید به پایه های A0 و A1 متصل کنید. کلید A0 از نوع فشاری و کلید A1 از نوع راکر می بایست انتخاب شود. پس از مشاهده تصویر فوق، اتصالات را به شکل زیر ادامه خواهیم داد.

 


سیم کشی و اتصالات آردوینو و ماژول DF PLAYER


  • اتصال پایه VCC ماژول به ولتاژ ۴٫۲ خروجی ماژول کاهنده
  • اتصال پایه GND ماژول به پایه خروجی کاهنده و اتصال این پایه به GND آردوینو
  • اتصال پایه TX ماژول به صورت سری با یک مقاومت یک کیلو اهمی به پایه ۱۰ آردوینو
  • اتصال پایه RX ماژول به صورت سری با یک مقاومت یک کیلو اهمی به پایه ۱۱ آردوینو

توجه۱: تغذیه ماژول DF از یک متبع تغذیه جداگانه تامین شده و باید ولتاژ ۴٫۲ بر روی این ماژول قرار گیرد. توجه داشته باشید که برای این منظور از یک مبدل کاهنده ولتاژ استفاده شده است.

توجه۲: پیش از اتصال خروجی کاهنده، حتما ولتاژ خروجی را ابتدا تنظیم کرده و سپس اتصال را برقرار نمایید.

توجه: ورودی ماژول کاهنده به یک آداپتور ۵ ولت ۲ آمپر متصل شده است.

۳- در این پروژه ما از یک بلندگو ۸ اهم ۳ وات استفاده کرده ایم. شما می توانید از بلندگو ۸ اهم نیم وات نیز استفاده کنید.

 


سیم کشی و اتصالات ماژول رله و برد آردوینو


  • اتصال پایه VCC ماژول رله به پایه۵ ولت آردوینو
  • اتصال پایه GND ماژول رله به پایه GND آردوینو
  • اتصال پایه GPIO2 آردوینو به پایه IN ماژول رله

 


کدهای پروژه


پس از انجام اتصالات، نوبت به آپلود کدها روی برد آردوینو می رسد. کدهایی را که در زیر مشاهده می نمایید را در نرم افزار آردوینو آپلود نمایید.

 

جهت دسترسی به این بخش، اشتراک اسپارکر پلاس تهیه کنید.

 


اجرای پروژه


در این مرحله به اجرای پروژه می پردازیم. پیش از اجرای پروژه، می بایست فایل صوتی راهنما را در کارت SD ذخیره کرده و کارت حافظه در ماژول DF PLAYER قرار دهیم. توجه داشته باشید که در این پروژه با فشردن کلید متصل به پایه A0، صدای راهنما پخش خواهد شد. این صدای راهنما وضعیت خروجی رله را نسبت به کلید ورودی بیان می کند. به طوریکه با فشردن کلید A1، خروجی رله تغییر وضعیت خواهد داد. برای این منظور، فایل صوتی راهنمایی باید به صورت ۰۰۱٫MP3 نام گذاری شود. همچنین در کارت SD فولدری با نام ۱۷ ایجاد نموده و این فایل را در آن قرار دهید. پس از قرار دادن کارت SD درون ماژول و برقرار سازی تغذیه، چنانچه پایه A0 را به کمک کلید و یا کابل به زمین متصل کرده و سپس رها سازید، راهنمای صوتی برای شما پخش خواهد شد. در نهایت با فشردن کلید A1، می توانید وضعیت خروجی رله را تعیین نمایید.

اجرای پروژه منوی صوتی با DFplayer و آردوینو - دیجی اسپارک

 


تحلیل کدهای پروژه


در این قسمت به تحلیل و بررسی کدهای پروژه می پردازیم. از آنجاییکه درون کدهای برنامه به صورت خط به خط کامنت(توضیح) درج شده، لذا در این جا به توضیحات مختصر اکتفا می کنیم.  در این پروژه ابتدا به کمک دستور زیر، ارتباط سریال جهت ارسال فرمان به ماژول DF PLAYER را فراهم می کنیم.

به کمک دستور فوق ارتباط سریال نرم افزاری بین برد آردوینو و ماژول  DF PLAYER از طریق پایه های ۱۰ و ۱۱ آردوینو برقرار می گردد.  در ادامه به کمک تابع notify، فرمان پخش راهنمای صوتی به ماژول DF صادر می گردد. در نهایت، به کمک تابع set_output، وضعیت خروجی رله را کنترل می نماییم.

 


لوازم مورد نیاز


  1. برد آردویینو UNO
  2. ماژول MP3 PLAYER از نوع DF MINI 
  3. کارت SD
  4. برد بورد و کابل
  5. کلید فشاری
  6. کلید راکر
  7. ماژول رله
  8. بلندگو ۸ اهم ۰٫۵ وات

 


جمع بندی


در این آموزش به طراحی و پیاده سازی پروژه منوی صوتی به کمک آدروینو و ماژول DF PLAYER پرداختیم. به کمک این پروژه، منو دستگاه به جای متن بر روی نمایشگر، به صورت صوتی برای کاربر خوانده می شود. این مورد علاوه بر جذابیت، می تواند دغدغه خاطر طراح از لحاظ اندازه نمایشگر را کم کرده و پیچیدگی برنامه نویسی در سمت طراحی منو را به شدت کاهش دهد. در این پروژه جهت پخش صدای از پیش ضبط شده، از ماژول DF PLAYER استفاده می کنیم. این ماژول که بر روی خود کارت SD می پذیرد، قادر است تا فرامین پخش صدا را از طریق پورت سریال UART دریافت و اجرا نماید. دراین آموزش زمانیکه کاربر کلید راهنمای صوتی را فشار دهد، اردوینو به ماژول DF PLAYER فرمان پخش صدا را ارسال می نماید.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۲ دیدگاه

  • سلام یا تشکر از اطلاعات داده شده من میخواستم از پورت موازی استفاده کنم جهت ارسال اطلاعات برای چاپگر لطفا در این مورد راهنمایی فرمایید