Projekt: Feel-Good-Button

Was hatte ich mit diesem Projekt ursprünglich vor? Die ursprüngliche Idee war, einen Taster zu drücken, wodurch ein zufälliger Gute-Laune-Spruch abgespielt wird.
Natürlich kann man auch irgendetwas anderes abspielen lassen. Zum Beispiel lustige Witze oder ein Lieblingslied.

Um die grundsätzliche Nutzbarkeit zu testen hatte ich einen Prototypen entwickelt, der weniger komplex in der Realisierung ist.

Feel-Good-Button Light

Funktionen und Leistungsmerkmale

Gerät einschalten beim Drücken eines Tasters
MP3-Datei zufällig auswählen
Lautstärke einstellen
MP3-Datei abspielen
Nach dem Abspielen von der Stromversorgung trennen

Probleme und Lösungen

Durch die Nutzung des Prototypen (Feel-Good-Button Light) ergaben sich verschiedene Probleme, die in diesem Projekt gelöst werden mussten.

Lautstärke: Die Standard-Lautstärke des DFPlayer-Moduls ist eigentlich ausreichend. Doch wenn der Lautsprecher ins Gehäuse integriert sein soll, dringen die Töne nur ungenügend nach außen. Zur Lösung befinden sich zusätzliche Löcher im Gehäuse, durch die die Töne leichter aus dem Gehäuse austreten können. Zur Verbesserung der Akustik musste zusätzlich die Lautstärke auf das Maximum eingestellt werden, was aber nur per UART-Kommunikation mit einem Mikrocontroller sinnvoll einstellbar ist.

Zufallsgenerator: Man kann den DFPlayer seinen digitalen Eingängen steuern. Im Prinzip ist damit auch die Steuerung der Lautstärke möglich. Allerdings wird dann immer nur die nächste Audio-Dabei abgespielt. Bei öfterer Nutzung würde man sich jedoch an die Reihenfolge der Audio-Dateien gewöhnen. Besser wäre es, die Audio-Datei würde zufällig ausgewählt werden. Diese Logik kann man schwerlich diskret aufbauen, weshalb eine programmierte Lösung mit einem Mikrocontroller notwendig ist.

Aufbau

Bauteile

DFPlayer Mini mit Lautsprecher und MicroSD-Speicherkarte: Der DFPlayer Mini ist ein MP3-Player-Modul mit integriertem MicroSD-Kartenslot und Audio-Verstärker zum direkten Anschluss eines Lautsprechers. Ein Mikrocontroller steuert das Modul über die UART-Schnittstelle.
Für den MicroSD-Kartenslot brauchen wir eine Speicherkarte, auf der sich die Audio-Dateien im MP3-Format befinden. Die Speicherkapazität hängt von der Anzahl und der Länge der Audiodateien ab. In der Regel reicht eine Karte bis 1 GByte aus. Eine MP3-Datei braucht pro Minute etwa 1 MByte Speicherkapazität (Standardqualität, gut für Sprache und einfache Musik).

DFPlayer Mini - MP3-Player

Großer (beleuchteter) Taster: Zum Abspielen dient ein großer Taster, der während dem Abspielen leuchtet.

Taster

Auto-Power-Off-Schaltung: Die Auto-Power-Off-Schaltung sorgt dafür, dass das Gerät beim Betätigen des Tasters eingeschaltet wird und nach dem Abspielen wieder ausgeschaltet wird.

Auto-Power-Off für Mikrocontroller

Gehäuse: Als Gehäuse verwenden wir eine ABS-Box, die mit 4 Schrauben verschlossen ist. Für den Taster wird ein Loch in den Deckel gebohrt. Desweiteren sind kleinere Löcher notwendig, damit die vom internen Lautsprecher erzeugten Töne leichter nach außen dringen können und besser hörbar sind.

Mikrocontroller-Board: Grundsätzlich eignet sich jedes Mikrocontroller-Board mit einer UART-Schnittstelle, um den DFPlayer zu steuern. Der Mikrocontroller dient dazu, die Lautstärke des DFPlayers auf volle Lautstärke einzustellen, eine zufällige Audiodatei auszuwählen und nach dem Abspielen den Aufbau über die Auto-Power-Off-Schaltung kontrolliert vom Strom zu trennen. Außerdem soll vor dem Abschalten noch die Lautstärke verringert werden, um ein Abschalt-Knacksen aus dem Lautsprecher zu verringern.

Steckbrett und Verbindungskabel: Die Bauteile für diesen einfachen Aufbau auf einem Steckbrett miteinander verbunden und befestigt. Zum Verbinden der Bauteile braucht man nur eine paar Steckbrücken oder Verbindungskabel.

Steckbrett und Zubehör zum lötfreien Experimentieren

USB-C-Adapter und Stromversorgung: Um das USB-C-Kabel mit dem Steckbrett zu verbinden dient ein USB-C-Adapter. Zur Stromversorgung eignet sich ein USB-Netzteil oder eine Powerbank.

USB-C-Adapter mit Stecker für 5 Volt

Download

Der Programmcode wurde in MicroPython für den Raspberry Pi Pico geschrieben. Er nutzt eine externe Bibliothek zur Ansteuerung des DFRobot Mini MP3-Player-Moduls. Nach dem Start wählt das Programm zufällig eine Audio-Datei aus, erhöht die Lautstärke und spielt die Datei ab. An Ende aktiviert es einen GPIO, über dessen Pin die Auto-Power-Off-Schaltung den Aufbau von der Stromversorgung trennt.

Download: Programmcode

Um kein Urheberrechte zu verletzen wurden die folgenden Sprüche von einer KI erzeugt und vertont. Die Dateien müssen mit dem Verzeichnis „01“ auf die Speicherkarte kopiert werden.

Download: MP3-Dateien

Bausatz: Auto-Power-Off

Diese Auto-Power-Off-Schaltung ist eine Selbsthalteschaltung, die Elektroniker als bistabile Kippstufe oder Flip-Flop bezeichnen würden. Es geht bei dieser Schaltung darum, einen Mikrocontroller vollständig von der Stromversorgung getrennt zu halten. Über ein externes Ereignis, in diesem Fall ein Kippschalter, wird die Stromversorgung eingeschaltet. Über einen GPIO kann der Mikrocontroller die Schaltung zurücksetzen und dadurch die eigene Stromversorgung abschalten.

Die Schaltung ist in einer Klemmleiste als eigenes Modul realisiert.