DFPLayer mini shield per Wemos D1 mini - Progetto completo

Per il modulo Wemos D1 mini sono disponibili molti shield, tra questi non ho trovato uno che permetta l’utilizzo del modulo DFPlayer mini.
Il modulo DFPlayer Mini è un riproduttore MP3 per Arduino progettato originariamente dalla DFRobots.
Il mini lettore MP3 possiede un’uscita collegabile direttamente all’altoparlante. Il file audio sono salvati su una memoria Micro SD.

Il PCB è stato disegnato con il programma online EasyEDA, mentre è stato realizzato tramite il servizio offerto dal sito ALLPCB.
Per altri progetti realizzati con ALLPCB vedere il post ALLPCB – Anteprima PCB di progetti realizzati


Sito online per creazioni schemi e PCB	Sito produzione PCB

Shield per Wemos D1 mini

Per la scheda Wemos D1 mini, prodotta dalla WEMOS/LOLIN sono disponibili vari shield che appartengono a varie categorie: Display & Interactive Shield, Environment, Power, Control, Others.
Quello presentato in questo articolo segue la stessa filosofia

Genesi del progetto

Prima di procedere alla stesura del progetto dell’DFPLayer mini shield per Wemos D1 mini si è realizzato un prototipo per verificarne la fattibilità. Lo schema, disegnato con Fritzing è quello sotto riportato.
Lo schema è derivato da quello utilizzato per il collegamento con la scheda Arduino, vedere articolo DFPlayer Mini Riproduttore MP3 per Arduino.

Video illustrativo

Schema elettrico del DFPLayer mini shield Wemos D1 mini

Dopo la verifica si è proceduto a riportare lo schema sul programma EasyEDA, creando poi il PCB.
Lo schema della prima versione DFPLayer mini shield per Wemos D1 min e ricalca quello del prototipo realizzato con Fritzing.

La doppia resistenza presente sulla linea RX è presente solo per permettere l’utilizzo di resistenze sia “classiche” che di quelle SMD a seconda della disponibilità.
Il PCB che misura 25.4×28.58 mm è di tipo a doppia faccia con fori metallizzati. Sotto sono riportate le immagini relative al PCB , sia del rendering, realizzati dal programma EasyEDA: un servizio per il disegno di circuiti e la loro simulazione, progettazione e produzione di PCB. Provatelo è gratuito!

Modifica successiva alla costruzione

Dopo la realizzazione del progetto è la pubblicazione preliminare fatta su vari gruppi su Facebook, un utente del gruppo Arduino™ Italia, Tony Stani, mi ha suggerito di utilizzare il collegamento con il busy pin del DFPLayer mini.
La sua gestione tramite la lettura dello stato del pin , permette di attendere la conclusione del file audio, prima di passare alle successive istruzioni del programma.
Dovendo modificare lo schema si è anche eliminata la resistenza R1 sulla linea RX, questa è sta inserita in quanto Arduino ha un alogica a +5V, mentre il modulo DFPlayer mini è a +3.3V.
La modifica è stata nuovamente testata su bread board

Per cui lo scheme della versione 1.1 risulta quello sotto riportato.

Sotto la nuova versione del PCB.

Schema della scheda in formato PDF

Il progetto completo può essere anche scaricato dal mio account presso OSHWLab, utilizzando questo link.

Alcune informazioni sul Wemos D1 mini

L’ultima versione del modulo WeMos D1 mini V 4.0.0. è basato sul microcontrollore Wi-Fi ESP-8266EX. che può essere programmato utilizzando l’IDE di Arduino oppure NodeMCU.
Il modulo WeMos D1 mini è dotato di una interfaccia USB realizzata tramite il convertitore seriale-USB CH340. Dal connettore USB viene anche prelevata l’alimentazione a 5V, un regolatore interno (tipo ME6211C33) si occupa di generare l’alimentazione a 3,3V per il modulo ESP.
Per evitare confusione tutti i pin di I/O sono chiaramente etichettati. Nota: Tutti gli I/O supportano una tensione massima di 3,3V

Versione	4.0.0
Modulo ESP:	ESP-8266EX.
Tensione di funzionamento	3,3 V
Pin I/O digitali	11 interrupt/pwm/I2C/one-wire
Porta USB	Type-C
Pin di ingresso analogico	1 (massimo 3,2 V)
Porta I2C	1
Clock Speed	80/160 MHz
Memoria Flash	4M Bytes
Compatibilità	MicroPython, Arduino, nodemcu
Misure	34,2 x 25,6 mm
Peso	3gr

Alcune informazioni sul DFPlayer mini

Il modulo DFPlayer Mini è un riproduttore MP3 per Arduino progettato originariamente dalla DFRobots.
Il mini lettore MP3 DFPlayer per Arduino è un modulo MP3 piccolo e conveniente con un’uscita collegabile direttamente all’altoparlante. Il modulo può essere utilizzato come modulo autonomo con batteria, altoparlante e pulsanti collegati o utilizzato in combinazione con un Arduino UNO o qualsiasi altro con funzionalità RX / TX.
In rete è presente la pagina wiki che riporta tutte le principali informazioni che permettono di utilizzare in modo semplice il lettore proposto. Le prime informazioni riguardano il pin-out, necessario per imparare a collegare il DFPlayer mini, che come visibile dispone di 16 pin di connessione, questi sono inerenti l’alimentazione, il collegamento dello speaker e dei pulsanti con cui inviare comandi al DFPLayer mini per lavorare anche senza un microcontrollore.
Sono poi presenti i pin RX-TX per la gestione da microcontrollore esterno

La tabella descrittiva del produttore riporta l’elenco completo dei pin con la loro descrizione ed eventuali note:

Le modalità di uso e funzione sono diverse e tutte descritte nella pagina wiki indicata sopra, per la gestione in modalità seriale interconnessa al microcontrollore Arduino occorre utilizzare l’apposita libreria fornita dal produttore.

Caratteristiche

Frequenze di campionamento supportate (kHz): 8 / 11.025 / 12/16 / 22.05 / 24/32 / 44.1 / 48
Uscita DAC a 24 bit, supporto per gamma dinamica 90 dB, supporto SNR 85 dB
Supporta pienamente FAT16, file system FAT32, supporto massimo 32G della scheda TF, supporto 32G di disco U, 64M byte NORFLASH
Vasta varietà di modalità di controllo, modalità di controllo I/O, modalità seriale, modalità di controllo tramite pulsanti
Funzione di attesa sonora pubblicitaria, la musica può essere sospesa. quando la pubblicità è finita nella musica continua
Dati audio ordinati per cartella, supporta fino a 100 cartelle, ogni cartella può contenere fino a 255 canzoni
30 livelli di volume regolabile, 6 livelli EQ regolabili

Per altre informazioni vedere l’articolo DFPlayer Mini Riproduttore MP3 per Arduino

Come ordinare il PCB tramite ALLPCB

Per la realizzazione del PCB, si è utilizzato il sito ALLPCB

Ordinare i PCB tramite i sito di ALLPCB è molto semplice.
Dopo aver realizzato il progetto con il vostro programma preferito, per esempio EasyEDA, vi basterà preparare il relativo file Gerber.
Il formato GERBER è lo standard de-facto utilizzato per la produzione di circuiti stampati (PCB) per tracciare le connessioni elettriche quali piste, vias, e piazzole. In aggiunta, il file contiene informazioni per la foratura e la fresatura del circuito stampato e anche i testi da riportare sulla serigrafia

Accedete quindi al sito ALLPCB,

se non vi siete registrati , fatelo fornendo la vostra e-mail e creando una password. In questo modo vi sarà attribuito un vostro account ID.

Si inizierà inserendo le dimensioni del vostro PCB, attenzione a riportare esattamente quelle indicate dal programma utilizzato per la creazione del PCB. Eventuali errori vi saranno comunque segnalati al momento dell’accettazione del lavoro da parte della ALLPCB, con possibilità di correggere i valori.

Effettuale l’upload del file gerber, e indicate la quantità richiesta di PCB in multipli di 5. Per il resto potrete lasciare tutti i valori standard già presenti.
Ricordate che eventuali variazioni portano di solito a un aumento del costo finale del PCB.

Una volta indicato il paese di destinazione e il tipo di corriere o servizio di posta potete premere il tasto Quote Now, vi sarà mostrato il costo totale.
A questo punto potete procedere all’ordine premendo Add to Cart, occorrerà quindi procedere con il pagamento per ricevere i vostri PCB. Le fasi di costruzione e spedizione potranno essere seguite accedendo successivamente al sito.

Offerte per nuovi utenti

Offerta speciale, per solo 1 $ per schede a 1-4 strati, 5 pezzi, dimensioni entro 100 x 150 mm.
Il buono sconto sarà disponibile al momento della registrazione, il che significa che si ottengono quasi gratis PCB al primo ordine. Ecco li link per avere informazioni: Buono sconto per PCB

Buono sconto di 75$ per assemblaggio di 10 PCB. Ecco il link per avere informazioni: Buono sconto per assemblaggio

Ricezione dei PCB

Dopo pochi giorni riceverete a casa il pacco con i vostri PCB

Esterno del pacco contenenti i PCB

Interno del pacco ricevuto

oltre i PCB richiesti relativi a più progetti anche dei gadget rappresentati da righelli realizzati con lo stesso materiale dei PCB

Ogni gruppo di PCB è protetto con del Pluriball, all’interno è presente anche un sacchetto di Gel di silice per eliminare l’umidità controllabile anche tramite un ‘etichetta che cambia colore se esposta all’umidità.
NOTA: le foto riportano il PCB della versione 1.0.

Ecco i PCB prodotti, lato TOP e BOTTON

Costruzione

L’assemblaggio del PCB è molto semplice. Occorreranno però alcuni strumenti :

Per la saldatura, si utilizzerà un piccolo saldatore a punta fine, della potenza di circa 25 – 30 W.
Stagno per saldatura ricavato, per esempio, da un rocchetto di stagno per saldatura con filo diametro 1 mm “lead-free” ovvero senza piombo. Lega composta dal 97% di stagno e 3% di rame;

Vedere anche gli articoli:

Saldatore a stilo

Rotoli di stagno

Fasi di montaggio

Nelle immagini sotto riportate sono illustrati i pochi passaggi per la realizzazione dell’ DFPLayer mini shield.

Componenti necessari

Nota: come descritto precedente la resistenza non è più utilizzata

ID	Sigla	Descizione	Q.tà
1		DFPlayer mini shield	1
2		Pin header M 1x8	2
3		Pin header F 1x8	2
4	SPK	Pin header F 1x2	1
5	U1	Wemos D1 mini	1
6	U2	DFPlayer mini	1

Si inizierà dalle due pin-strip maschio 1×8

Ora si prosegue con la pin-strip maschio 1×2 che servirà per collegare l’altoparlante.

Si termina con due pin-strip femmina 1×8

Non resta che posizionare il modulo DFPlayer sul suo connettore e il montaggio è concluso

sotto il montaggio realizzato.

NOTA: l’altezza del modulo può essere ridota saldando il DFPlayer direttamente sul PCB

Foto della modifica

A seguito della modifica al progetto, per non riordinare altri PCB, si è proceduto a modificare il prototipo realizzato. Si è quindi eliminato la resistenza R1, effettuando un ponticello di stagno utilizzando le due piazzole presenti per la resistenza SMD.

Si è poi fatto un ponticello volante tra il pin D7 del Wemos D1 mini e il pin 16 del DFPlayer mini

Test del modulo DFPLayer mini shield.

Per l’effettuazione del test si è utilizzato il programma sotto riportato.
Ricordarsi che occorre che sia presente la libreria per la gestione del DFPLayer mini, per cui aprire sotto il menù Sketch, #include libreria, “Gestore Librerie”

e inserire nel campo ricerca “DFRobotDFPlayerMini” e quando apparirà basterà premere il tasto Installa,

Per altre informazioni su come installare le librerie vedete l’articolo Arduino – Tutorial, come installare una libreria.
Nella memoria Micro SD siano presenti dei file, quelli utilizzati per il test sono scaricabili da questo link.
Per altre informazioni vedere l’articolo DFPlayer Mini Riproduttore MP3 per Arduino.

#include "SoftwareSerial.h"
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"

#define PIN_busy D7
#define PIN_RX D5
#define PIN_TX D6

SoftwareSerial ss(PIN_RX, PIN_TX);  //RX, TX
DFRobotDFPlayerMini Player;

void setup() {
  ss.begin(9600);
  Serial.begin(9600);
  delay(1000);
  if (!Player.begin(ss)) {
    Serial.println("errore mp3");
    for (;;)
      ;

    //Valore iniziale del volume
    Player.volume(1);
  }
}

void loop() {
  Player.play(11);
  delay(1000);
  while (digitalRead(PIN_busy) == LOW) {
    delay(1);
  }
  avanti();
  delay(1000);
  indietro();
}

//Lettura numeri in avanti
void avanti() {
  for (int i = 1; i <= 10; i = i + 1) {
    Player.play(i);
    Serial.print("Valore di i: ");
    Serial.println(i);
    delay(1000);
  }
}
//Lettura numeri all'indietro
void indietro() {
  for (int i = 10; i >= 1; i = i - 1) {
    Player.play(i);
    Serial.print("Valore di i: ");
    Serial.println(i);
    delay(1000);
  }
}

#include "SoftwareSerial.h"

#include "DFRobotDFPlayerMini.h"

#define PIN_busy D7

#define PIN_RX D5

#define PIN_TX D6

SoftwareSerial ss(PIN_RX, PIN_TX); //RX, TX

DFRobotDFPlayerMini Player;

void setup() {

ss.begin(9600);

Serial.begin(9600);

delay(1000);

if (!Player.begin(ss)) {

Serial.println("errore mp3");

for (;;)

;

//Valore iniziale del volume

Player.volume(1);

}

void loop() {

Player.play(11);

delay(1000);

while (digitalRead(PIN_busy) == LOW) {

delay(1);

}

avanti();

delay(1000);

indietro();

}

//Lettura numeri in avanti

void avanti() {

for (int i = 1; i <= 10; i = i + 1) {

Player.play(i);

Serial.print("Valore di i: ");

Serial.println(i);

delay(1000);

}

//Lettura numeri all'indietro

void indietro() {

for (int i = 10; i >= 1; i = i - 1) {

Player.play(i);

Serial.print("Valore di i: ");

Serial.println(i);

delay(1000);

}

Altro shield con DFPlayer per l’uso con Arduino

Voltmetro parlante

Altri progetti realizzati tramite il servizio offerto da ALLPCB

OLED bicolor shield per Wemos D1 mini.

Un altro modulo per il Wemos D1 mini realizzato tramite il servizio offerto da ALLPCB è l’ OLED bicolor shield per Wemos D1 mini.
Lo shield permette di utilizzare dei normali display OLED da 0.96 ” bicolor o normali con una risoluzione di 128×64 pixel, che sfrutta il driver SSD1306 e si interfaccia tramite la connessione I2C.
Questi ultimi si trovano facilmente in rete ad un prezzo molto basso.

Occhi robot con matrici 8×8 MAX7219

In questo articolo vediamo come realizzare degli occhi robot tramite matrici 8×8 pilotare da MAX7219 per mostrare semplici espressioni facciali.