Приветствую всех на сайте «В гостях у Самоделкина». Я думаю все Вы видели в зарубежных фильмах, а возможно, даже имели лично, такую игрушку как «Магический шар». Это довольно интересная по конструкции игрушка в виде черного бильярдного шара номер 8, внутри которого в темной жидкости определенной плотности плавает сложной формы геометрическая фигура с 20-ю гранями — икосаэдр. На каждой грани этой фигуры имеется какой-либо ответ. В этой статье предлагаю Вам рассмотреть, как сделать подобную игрушку на Arduino. Она основана на реальном «магическом шаре», после встряски шара на экран выводиться случайный ответ, которые Вы можете запрограммировать сами, а помимо того шар играет мистическую музыку и воспроизводит ответ голосом, из заранее записанных аудио файлов. Так как автор проекта иностранец — то текстовые сообщения и аудифайлы конечно же на английском языке, однако при желании Вы без особого труда сможете переделать всё на русский или свой язык, текст прописывается в коде, а голосовые файлы Вы можете записать сами использую микрофон или используя генератор голоса, коих в интернете сейчас вагон и маленькая тележка. И так, давайте посмотрим, как это сделать.
ЧАСТЬ 1 — Что нам нужно
Список деталей довольно прост и не имеет сложно доступных, в наши дни, компонентов. Всем будет управлять Arduino. Чтобы определить угол поворота и узнать, когда шар встряхивают, схема использует гироскопический модуль MPU6050 совмещенный с акселерометром (датчиком ускорения). Для вывода текста нам понадобится OLED-дисплей, а для воспроизведения звуков будем использовать модуль DFplayer с SD-картой и небольшим динамиком. Для питания потребуется аккумулятор 18650 (или другой) и модуль контроля заряда/разряда TP4056, а для получения 5В потребуется небольшой повышающий DC/DC преобразователь MT3608. Нам также понадобится клей и небольшие провода.
Необходимое:
1 х 3D файлы для печати (архив в конце статьи)
1 х Arduino NANO
1 х OLED дисплей
1 х Модуль акселерометра и гироскопа MPU6050
1 х Модуль MP3 плеера DFplayer
1 х Карта памяти microSD любая старая, хватит и 256 МБ
1 х Динамик 6 Ом
1 х Зарядный/защитный модуль TP4056
1 х Переключатель
1 х Повышающий DC/DC преобразователь MT3608
1 х Аккумулятор 18650
Провода соединительные
ЧАСТЬ 2 — Схема
Ниже Вы можете видеть графическое обозначение соединений всех компонентов. Тут всё очень просто. Все, что нужно сделать, это подключить модули общающиеся по шине i2c (контакты SDA и SCL) к выводам A4 и A5 Arduino. Для получения питания 5В сначала подключите зарядный модуль к аккумулятору к контактам B+ и B-. Затем выход модуля (Out+ и Out-, иногда L+ и L- (Load — нагрузка)) подключите к повышающему преобразователю, поставив в разрыв плюсового провода включатель питания, и, прежде чем подключать что-либо к выходу преобразователя, убедитесь, что Вы установили выходное напряжение 5В. В противном случае есть риск повредить электронные компоненты. Что бы напряжение не сбилось в процессе эксплуатации игрушки после того, как выставите необходимое напряжение — зафиксируйте подстроечный резистор маленькой каплей термоклея или лаком для ногтей. Подключите контакты Тx и Rx от Arduino через резисторы 1K к контактам Tx и Rx DF-плеера. Обратите внимание, Tx подключается к Rx и наоборот, Rx к Tx, я не буду вдаваться в подробности почему так, почитайте сами если интересно, но так делается всегда со всеми модулями, за исключением тех случаев, когда китайцы неправильно их подписали.
Подключите динамик к выводам spk модуля DFplayer. Гироскоп и OLED-дисплей используют одну и ту же шину i2c, так как каждый модуль имеет свой собственный адрес. Все, что осталось, это установить все это в напечатанный корпус и загрузить код.
ЧАСТЬ 3 — Сборка
Для начала необходимо напечатать 3D корпус. Файлы для печати корпуса Вы найдете в архиве в конце статьи. Скачайте их и напечатайте корпус, при печати автор использовал сопло 0,4 мм, пластик PLA, высота слоя 0,3 мм, 20% заполнения. Теперь можно установить всё внутри корпуса, однако я рекомендую Вам сначала собрать и проверить схему на макетной плате, а уже затем собирать всё внутри корпуса.
ЧАСТЬ 3.2
Автор собрал всё на макетной плате и загрузил код в плату ардуино. Также Вам понадобятся mp3 файлы, которые находятся в том же архиве снизу. Скачайте их, разархивируйте и скопируйте всю папку mp3 файлов на пустую SD-карту. Файлы на флешке должны находиться в папке с именем taht, а не просто в виде файлов в корневой директории флэш накопителя. Вставьте SD-карту в модуль DFplayer и протестируйте. Вращайте модуль гироскопа, смотрите на экран и слушайте, воспроизводятся ли файлы.
ЧАСТЬ 3.3
Итак, первый шаг монтажа шара — приклеить OLED-дисплей к окну в нижней части корпуса, как это показано ниже. Подключите батарею, зарядный модуль и включатель, как уже было описано ранее. Приклейте выключатель под OLED-дисплеем и убедитесь, что он не слишком выступает из корпуса, чтобы шар можно было положить на стол.
ЧАСТЬ 3.4
Следующий шаг — припаяйте провода к модулю гироскопа, землю, питание и провода данных. Удостоверьтесь, что провода достаточной длинны, так как этот модуль будет установлен в другой половинке корпуса шара. Затем приклейте модуль гироскопа к верхней части корпуса.
ЧАСТЬ 3.5
Следующий шаг важен. Подключите повышающий преобразователь. Вращая подстроечный резистор добейтесь на выходе преобразователя напряжения 5V. Зафиксируйте его в таком положении клеем или лаком. Теперь напряжение от повышающего преобразователя будет нашим основным источником питания 5В, и мы можем подключить его к потребителям: Arduino, DFplayer и модулю гироскопа.
ЧАСТЬ 3.6
Следующая часть — подключение mp3 модуля DFplayer. Но сначала убедитесь, что вы загрузили файлы mp3 на SD-карту. Затем вставьте SD-карту в DFplayer. Припаяйте динамик, провода питания и землю, TX и RX. Не забудьте про резисторы 1K для шины данных Tx и Rx. Приклейте динамик в верхней полусфере корпуса.
ЧАСТЬ 3.7
Подключите все модули и питание к Arduino. Скачайте код архивом в конце статьи, загрузите его в Arduino, закрепите Arduino внутри корпуса. Теперь можно склеивать корпус, предварительно ещё раз убедившись в том, что всё работает. Если это так, нанесите немного клея на стыки и соедините половинки вместе. Желательно использовать какой-либо не бензостойкий резиновый клей, что бы в случае необходимости не пришлось ломать корпус, а можно было бы аккуратно пролить стыки бензином из шприца и разъединить половинки корпуса.
ЧАСТЬ 3.8
Заклейте малярной лентой все места, которые не должны быть окрашены. Автор использовал черную матовую акриловую эмаль в баллонах, хотя можно было бы напечатать корпус изначально черным пластиком и красить лишь «восьмерку». Подождите, пока краска высохнет, удалите малярный скотч и магический шар готов!
ЧАСТЬ 4 — Код
Код довольно прост. Как я уже говорил — выводимые ответы можно заменить на русские. Но тут есть один нюанс. Убедитесь, что дисплей который Вы купили поддерживает кириллицу. Если это так — проблем не будет, просто замените фразы в скобках на желаемые на русском языке. Если дисплей кириллицу не поддерживает — это хуже, но не значит, что невозможно решить эту проблему. В таком случае символы можно выводить попиксельно, то есть прописать матрицу для каждого символа отдельно. Это займет больше места в памяти и значительно увеличит размер кода, но к счастью вручную прописывать каждый пиксель не нужно, в интернете есть готовые калькуляторы, в который достаточно ввести желаемый символ или слово, на что он выдаст ответ в виде готовой матрицы для этого символа. Достаточно скопировать её и вставить на место нужного ответа. Голосовые фразы можно записать при помощи генератора голоса, как уже писалось в начале статьи. Программ для этого в интернете тоже большое множество. Ну или есть третий вариант — выучить английский
if(the_answer == 4)
{
play_sounds(6);
display.setCursor(0,90-a);
display.println(" AS I");
display.println(" SEE IT");
display.println(" YES!");
Видео работы можно посмотреть тут:
Скачать архив со всем необходимым тут:
magic_ball.rar
[3.19 Mb] (скачиваний: 
Ну а на этом всё, и всем удачи в творчестве!
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Подборки: 3D принтер
Источник: