طراحی و پیاده سازی سیستم خوش آمدگویی به کمک آردوینو و DFPLAYER

برد آردوینو، یک برد بی انتهاست! تقریبا هر ایده و یا دستگاهی را می توان با این برد طراحی و پیاده سازی نمود. زبان برنامه نویسی سطح بالا، سادگی در آپلود برنامه، وجود کتابخانه های مختلف و… در کنار پروژه های مختلفی که با این برد تا اکنون در دیجی اسپارک نشر یافته است؛ من را به این واداشت که یک پروژه جالب دیگر با این برد منتشر کنم. با سیستم های خوش آمد گویی سخنگو حتما آشنا هستید. این سیستم های هوشمند، زمانیکه افراد به جایی وارد می شوند، به آن ها خوش آمد گویی می کند. این مورد در پاساژها، فروشگاه ها، ساختمان های اداری/تجاری و مجتمع های با امکانات لوکس مسکونی دیده می شود. در این آموزش به کمک برد آردوینو و ماژول محبوب DFPLAYER، یک دستگاه خوش آمد گویی هوشمند طراحی می کنیم. در ادامه این آموزش، در ادامه با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی ، دیجی اسپارک همراه باشید.

 

---

نحوه تشخیص حضور افراد در سیستم خوش آمدگویی

---

سیستم خوش آمدگویی، به طور هوشمند حضور افراد را تشخیص داده و پیام خوش آمد گویی را پخش می کند. اما تشخیص حضور افراد به کمک سنسور تشخیص حرکت SR501 صورت می گیرد. این سنسور عملکرد ساده ای دارد. در صورت تشخیص حضور افراد، خروجی آن از ۰ ولت(۰ منطقی) به ۳٫۳ ولت(یک منطقی) تغییر وضعیت می دهد.

 

 این سنسور با ولتاژ کاری ۵ الی ۲۰، از فناوری مادون قرمز بهره می برد. در این فناوری، امواج به گرمای بدن موجودات زنده حساس هستند. با تشخیص این گرما، خروجی تغییر وضعیت می دهد. بدین ترتیب حضور افراد تشخیص داده شده و پیام خوش آمد گویی پخش خواهد شد. اما پیام خوش آمد گویی چگونه پخش می شود؟ قسمت بعدی را بخوانید. ولی پیش از آن پیشنهاد می کنم به پروژه های اجرا شده با این سنسور، نگاهی بی اندازید.

• طراحی و پیاده سازی سنسور راه پله هوشمند بدون آردوینو و برنامه نویسی
• آموزش ساخت چشمی راه پله با آردوینو و سنسور تشخیص حرکت PIR
• طراحی و پیاده سازی سیستم هشدار قطعی برق آسانسور در زمان حضور انسان

 

---

نحوه پخش پیام خوش آمد گویی

---

جهت پخش پیام خوش آمد گویی، از یک ماژول جادویی استفاده می کنیم. ماژول DF PLAYER MINI یک ماژول فوق العاده کاربردی جهت پخش صداست. این ماژول از رابط UART بهره برده و فرامین پخش صدا را از همین طریق دریافت می کند. ولتاژ کاری این ماژول بین ۳٫۷ الی ۵ بوده که در حدود ۴ برای آن توصیه شده است.

 

برای راه اندازی و کار با این ماژول، کتابخانه تحت آردوینو توسعه یافته که روند راه اندازی با آن بسیار تسریع می یابد. همچنین ذکر این نکته ضروریست که این ماژول صداها را از روی کارت SD پخش می کند. برای پروژه خوش آمدگویی، شما یک فایل صوتی با پسوند MP3 را در یک کارت SD قرار داده و سپس کارت را در حافظه ماژول قررا دهید. آنگاه در صورت نیاز به پخش صدا، آهنگ پخش خواهد شد. در ادامه می توانید پروژه هایی که با این ماژول تاکنون در دیجی اسپارک منتشر شده را با کلیک بر روی لینک های زیر، مطالعه کنید.

لینک پروژه پروژه سیستم نوبت دهی با پخش صدا و نمایش نوبت با آردوینو Arduino، کلیک کنید

لینک طراحی و پیاده سازی MP3 Player کنترل از راه دور ریموت IR با آردوینو، کلیک کنید

 

---

برد آردوینو UNO

---

در پروژه خوش آمدگویی پخش پیام خوش آمد گویی، خروجی سنسور تشخیص حرکت خوانده شده و در صورت حضور افراد، به ماژول DF PLAYER فرمان پخش صدا صادر خواهد شد. این امر با توجه به برنامه ای که برای برد آردوینو نوشته ایم؛ صورت می گیرد. این برنامه را برد آردوینو UNO اجرا می کند. در این برنامه، خروجی سنسور تشخیص حرکت مداوم خوانده می شود. هرگاه ولتاژ این سنسور به ۳٫۳ برسد، یعنی افرادی در محدوده تشخیص سنسور قرار گرفته اند. در این حالت برد آردوینو به ماژول DFPLAYER فرمان پخش صدا را صادر می کند. در ابن لحظه، فایل صوتی قرار گرفته در حافظه SD، پخش خواهد شد.

 

 به کمک برد آردوین پروژه های بی شمار و بی نظیری را می توان اجرا نمود. در ادامه برخی از این پروژه ها که در دیجی اسپارک منتشر شده را می بینید. کافیست بر روی عنوان این آموزش ها کلیک کرده و آن ها را مطالعه نمایید.

۱-پروژه طراحی و ساخت رطوبت ساز هوشمند با ماژول بخار سرد و برد آردوینو

۲-ساخت دستگاه پیجر رومیزی رستورانی به کمک برد MEGA2560 WIFI آردوینو

۳-اتصال آردوینو UNO به تلویزیون از طریق کابل AV و بدون نیاز به سخت افزار اضافی

همچنین طی آموزشی سلسله مراتبی، آردوینو از پایه تا ۱۰۰ و به صورت مرحله به مرحله تدریس شده است. این آموزش را می توانید با کلیک بر روی این لینک دنبال کنید.

 

---

تامین تغذیه ماژول DFPLAYER از منبعی دیگر

---

در هنگام پیاده سازی پروژه خوش آمدگویی، نیاز بود تا تغذیه ماژول DF به دلیل تداخلات، از منبع دیگری تامین گردد. به همین منظور ما از یک آداپتور جهت تامین تغذیه استفاده نمودیم. اما از آنجاییکه ولتاژ این آداپتور بسیار بیشتر از بیشینه ولتاژ ماژول DF بود، مجبور به کاهش ولتاژ آن شدیم. به همین منظور، از ماژول کاهنده ولتاژ LM2596 استفاده نمودیم.

 

 بر روی ماژول کاهنده LM2596 یک مولتی ترن وجود دارد. با چرخاندن این مولتی ترن، می توانیم ولتاژ خروجی ماژول را تنظیم کنیم. از آنجاییکه ولتاژ ایده آل ماژول DF PLAYER در حدود ۴٫۲ ولت قرار می گیرد؛ بنابراین ولتاژ خروجی را بر روی این مقدار تنظیم می کنیم.

هشدار: پیش از اتصال خروجی کاهنده به DF، ابتدا ولتاژ خروجی را تنظیم کرده و سپس اتصال را برقرار کنید.

 

---

شماتیک و اتصالات پروژه خوش آمدگویی

---

پس از بررسی اجزای مدار، نوبت به شماتیک و اتصالات پروژه خوش آمدگویی می رسد. تصویر زیر شمایی کلی از سیم کشی و اتصالات را نمایش می دهد.

در ادامه اتصالات مدار فوق را به شرح زیر ادامه می دهیم.

 

---

اتصالات ماژول DF PLAYER

---

پیش از برقراری اتصالات، ابتدا خروجی کاهنده روی ۴٫۲ تمظیم شده و سپس به ماژول DF متصل شود.

• اتصال پایه خروجی مثبت مبدل کاهنده به VCC ماژول MP3
• اتصال پایه خروجی منفی مبدل کاهنده به GND ماژول MP3
• اتصال پایه RX ماژول MP3 به کمک یک مقاومت یک کیلو اهمی به پایه ۱۱ آردویینو
• اتصال پایه TX ماژول MP3 به کمک یک مقاومت یک کیلو اهمی به پایه ۱۰ آردویینو
• اتصال پایه GND ماژول MP3 به پایه GND آردویینو
• اتصال پایه مثبت بلندگو به پایه SPK1 ماژول MP3
• اتصال پایه منفی بلندگو به SPK2 ماژول MP3

 

---

اتصالات ماژول SR501

---

•  اتصال پایه VCC سنسور به ۵ ولت آردوینو
• اتصال پایه GND سنسور به پایه GND آردوینو
• اتصال پایه OUT سنسور به پایه A0 آردوینو

 

---

نصب کتابخانه DFPLAYER

---

در این پروژه از ماژول DF PLAYER جهت پخش صدا استفاده می کنیم. بنابراین نیاز است تا در ابتدا، کتابخانه مربوط به هرکدام را در نرم افزار آردویینو، نصب نماییم. برای 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.

 

 پس از این مرحله، نوبت به نصب کتابخانه پخش صدای DF MINI PLAYER  می رسد. مطابق مرحله، پیشین با کلیک بر روی منوی Tools وسپس انتخاب گزینه Manage Libraries، در کادر جست و جو، عبارت DFPlayer_Mini را تایپ کرده و مطابق کادر قرمز رنگ در تصویر زیر، کتابخانه DF ROBOT را نصب نمایید.

 

---

 کدهای پروژه خوش آمدگویی

---

پس از بررسی شماتیک و اتصالات، نوبت به بررسی کدهای پروژه خوش آمدگویی می رسد. ان کدها برای برد آردوینو UNO توسعه یافته است؛ آن ها روی برد خود آپلود کنید.

 

 

---

 اجرای پروژه خوش آمدگویی سخنگو

---

پس از آپلود کدها نوبت به اجرای پروژه می رسد. جهت اجرای پروژه، کافیست صدایی که هنگام خوش آمدگویی قصد پخش آن را دارید، در یک کارت SD با فرمت MP3 ذخیره کنید. پس از برقراری اتصالات پروژه، برنامه به مدت ۲ دقیقه صبر می کند تا سنسور کالیبره شود. پس از این، چنانچه حرکتی جلوی سنسور صورت گیرد، پیام خوش آمد گویی پخش خواهد شد.

توجه: در این پروژه ما از بلندگوی ۸ اهم ۳ وات استفاده کرده ایم، اما شما می توانید از مدل دیگری که در قسمت لوارم نیز می آید، استفاده کنید.

 

---

تحلیل کدهای پروژه خوش آمدگویی

---

پس از اجرای پروژه و مشاهده خروجی، نوبت به تحلیل کدهای پروژه می رسد. توجه داشته باشید که درون کدهای پروژه به صورت خط به خط کامنت یا توضیح درج شده، اما در اینجا به طور خلاصه به شرح کدهای می پردازیم. ابتدا در تابع SETUP، تنظیمات مربوط به ماژول DF انجام می شود. توجه داشته باشید که ارتباط بین ماژول DF و برد آردوینو از طریق سریال نرم افزاری صورت می گیرد. سپس در حلقه اصلی برنامه، از آنجاییکه مقدار خروجی سنسور با آنالوگ خوائده می شود، هرگاه مقدار دیجیتال معادل خروجی سنسور بیش از ۲۰۰ شود، یعنی سنسور حرکتی را تشخیص داده است. در این حالت به ماژول DF، فرمان پخش پیام با تابع مخصوص آن ارسال می شود.

 

---

لوازم مورد نیاز

---

1. برد آردویینو UNO
2. ماژول MP3 PLAYER از نوع DF MINI 
3. کارت SD
4. مقاومت یک کیلو اهمی
5. سنسور تشخیص حرکت SR501
6. بلندگوی ۸ اهم ۰٫۵ وات
7. ماژول کاهنده ولتاژ LM2596

 

---

 جمع بندی

---

در این آموزش به طراحی و پیاده سازی یک سیستم هوشمند خوش آمد گویی پرداختیم. از سیستم هوشمند خوش آمد گویی در اماکن مختلف اداری، تجاری و مسکونی استفاده می شود. به کمک این سیستم، زمانی که افراد وارد محل مورد نظر شوند، از طریق بلندگوهای محل، پیام خوش آمد گویی برای افراد پخش می گردد. جهت طراحی و پیاده سازی این سیستم هوشمند، از برد آردوینو UNO به عنوان پردازنده مرکزی، سنسور SR501 به عنوان سنسور تشخیص حضور افراد و ماژول DF PLAYER به عنوان ماژول پخش صدا، استفاده کرده ایم.

 

---

دیگر آموزش‌های مرتبط با سنسور PIR

---

معرفی سنسور PIR چگونگی کار و آموزش راه اندازی با برد آردوینو

آموزش ساخت چشمی راه پله با آردوینو و سنسور تشخیص حرکت PIR

طراحی و پیاده سازی سنسور راه پله هوشمند بدون آردوینو و برنامه نویسی

طراحی و پیاده سازی سیستم هشدار قطعی برق آسانسور در زمان حضور انسان

پروژه‌ی سیستم تشخیص حرکت انسان با میکروپایتون و رزبری پای پیکو

آموزش ساخت دوربین مخفی امنیتی با برد ESP32-Cam و سنسور PIR

 

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.