模型にマイコンを組み込んでみました その1

マイコンボードのArduino(アルデュイーノ、https://www.arduino.cc/)と接続して、DFPlayer MiniというMP3プレイヤーを動かしてみました。使い方は公式サイト(https://wiki.dfrobot.com/DFPlayer_Mini_SKU_DFR0299)に載っていますので、配線図の通りにそのまま接続して、ソースコードもそのまま使用しました。また、ライブラリマネージャからDFRobotDFPlayerMiniAltSoftSerialをインストールしました。音源はファイル名を001〇〇.mp3、002〇〇.mp3という風にする必要があるそうですのでそうしました。

/***************************************************
DFPlayer - A Mini MP3 Player For Arduino
 <https://www.dfrobot.com/index.php?route=product/product&product_id=1121>

 ***************************************************
 This example shows the basic function of library for DFPlayer.

 Created 2016-12-07
 By [Angelo qiao](Angelo.qiao@dfrobot.com)

 GNU Lesser General Public License.
 See <http://www.gnu.org/licenses/> for details.
 All above must be included in any redistribution
 ****************************************************/

/***********Notice and Trouble shooting***************
 1.Connection and Diagram can be found here
 <https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/DFPlayer_Mini_SKU:DFR0299#Connection_Diagram>
 2.This code is tested on Arduino Uno, Leonardo, Mega boards.
 ****************************************************/

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

SoftwareSerial mySoftwareSerial(10, 11); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
void printDetail(uint8_t type, int value);

void setup()
{
  mySoftwareSerial.begin(9600);
  Serial.begin(115200);

  Serial.println();
  Serial.println(F("DFRobot DFPlayer Mini Demo"));
  Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));

  if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) {  //Use softwareSerial to communicate with mp3.
    Serial.println(F("Unable to begin:"));
    Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
    Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
    while(true);
  }
  Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));

  myDFPlayer.volume(10);  //Set volume value. From 0 to 30
  myDFPlayer.play(1);  //Play the first mp3
}

void loop()
{
  static unsigned long timer = millis();

  if (millis() - timer > 3000) {
    timer = millis();
    myDFPlayer.next();  //Play next mp3 every 3 second.
  }

  if (myDFPlayer.available()) {
    printDetail(myDFPlayer.readType(), myDFPlayer.read()); //Print the detail message from DFPlayer to handle different errors and states.
  }
}

void printDetail(uint8_t type, int value){
  switch (type) {
    case TimeOut:
      Serial.println(F("Time Out!"));
      break;
    case WrongStack:
      Serial.println(F("Stack Wrong!"));
      break;
    case DFPlayerCardInserted:
      Serial.println(F("Card Inserted!"));
      break;
    case DFPlayerCardRemoved:
      Serial.println(F("Card Removed!"));
      break;
    case DFPlayerCardOnline:
      Serial.println(F("Card Online!"));
      break;
    case DFPlayerPlayFinished:
      Serial.print(F("Number:"));
      Serial.print(value);
      Serial.println(F(" Play Finished!"));
      break;
    case DFPlayerError:
      Serial.print(F("DFPlayerError:"));
      switch (value) {
        case Busy:
          Serial.println(F("Card not found"));
          break;
        case Sleeping:
          Serial.println(F("Sleeping"));
          break;
        case SerialWrongStack:
          Serial.println(F("Get Wrong Stack"));
          break;
        case CheckSumNotMatch:
          Serial.println(F("Check Sum Not Match"));
          break;
        case FileIndexOut:
          Serial.println(F("File Index Out of Bound"));
          break;
        case FileMismatch:
          Serial.println(F("Cannot Find File"));
          break;
        case Advertise:
          Serial.println(F("In Advertise"));
          break;
        default:
          break;
      }
      break;
    default:
      break;
  }
}

最初、配線を間違えて手こずりましたが、うまく動作させることができました。

それでは今度は小さいマイコンボードのSeeeduino Xiao(シャオ、https://wiki.seeedstudio.com/jp/Seeeduino-XIAO/)を使用してみます。こちらはArduinoと互換性がありますが、サイズがかなり小さくなっています。また、USBケーブルだけで電源も供給できます。まずはWikiにならってSeeeduinoをArduino IDEに追加します。今回は使用するピンをRX 9番、TX10番に変更しますので、ソースコードを書き換えます。

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

SoftwareSerial mySoftwareSerial(9, 10); // RX, TX
(以下略)

これを書き込むとすんなりと動作してくれました。

ではこれにLEDを追加していきます。最初は最大まで光り、中位まで光量を減らした後、徐々に消えていくようにします。同時に効果音も追加します。記述したソースコードはこちらです。

(※音が出ます)

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

SoftwareSerial mySoftwareSerial(9, 10); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
void printDetail(uint8_t type, int value);

void setup()
{
  mySoftwareSerial.begin(9600);
  Serial.begin(115200);
  
  Serial.println();
  Serial.println(F("DFRobot DFPlayer Mini Demo"));
  Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
  
  if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) {  //Use softwareSerial to communicate with mp3.
    Serial.println(F("Unable to begin:"));
    Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
    Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
    while(true){
      delay(0); // Code to compatible with ESP8266 watch dog.
    }
  }
  Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
  
  myDFPlayer.volume(30);  //Set volume value. From 0 to 30
}

void loop() {
        for(int i=0; i<256; i=i+1) {
          analogWrite(1, i);
          delay(2);
        }
        for(int i=255; i>128; i=i-1) {
          analogWrite(1, i);
          delay(2);
        }
        delay(1000);
        for(int i=127; i>0; i=i-1) {
          analogWrite(1, i);
          delay(2);
        }
        delay(1000);
        myDFPlayer.play(1);
}

ちなみにLEDの抵抗は、(電源電圧-LEDの順電圧)÷電流(アンペア)で求められます。今回電源は単4乾電池3本を直列で4.5Vとし、LEDの順電圧はデータシートから2.6V、流す電流を20mAとしました。以上のことから(4.5-2.6)÷0.02=95Ωとなります。95Ωの抵抗は存在しませんので100Ωの抵抗を使用しました。

今度はLEDを4つに増やします。そして基準になるLEDと、ランダムで光るLEDを用意します。記述したソースコードはこちらです。

(※音が出ます)

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

SoftwareSerial mySoftwareSerial(9, 10); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
void printDetail(uint8_t type, int value);

void setup()
{
  mySoftwareSerial.begin(9600);
  Serial.begin(115200);
  
  Serial.println();
  Serial.println(F("DFRobot DFPlayer Mini Demo"));
  Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
  
  if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) {  //Use softwareSerial to communicate with mp3.
    Serial.println(F("Unable to begin:"));
    Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
    Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
    while(true){
      delay(0); // Code to compatible with ESP8266 watch dog.
    }
  }
  Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
  
  myDFPlayer.volume(30);  //Set volume value. From 0 to 30
}

void loop()
{
   center();
   int n = random(2,5);
        for(int i=0; i<256; i=i+1) {
          analogWrite(n, i);
          delay(2);
        }
        for(int i=255; i>128; i=i-1) {
          analogWrite(n, i);
          delay(2);
        }
        delay(1000);
        for(int i=127; i>0; i=i-1) {
          analogWrite(n, i);
          delay(2);
        }
        analogWrite(n, 0);
        delay(1000);
        myDFPlayer.play(1);
}

void center() {
        for(int i=0; i<256; i=i+1) {
          analogWrite(1, i);
          delay(2);
        }
        for(int i=255; i>128; i=i-1) {
          analogWrite(1, i);
          delay(2);
        }
        delay(1000);
        for(int i=127; i>0; i=i-1) {
          analogWrite(1, i);
          delay(2);
        }
        analogWrite(1, 0);
        delay(1000);
        myDFPlayer.play(1);
}

これで、光りながら効果音が鳴るようになりました。これを模型に組み込んでいきます。

完成した状態がこちらです。次はもう少し手の込んだものにしてみます。

(※音が出ます)

以上、お読みいただきありがとうございました。

・2022/7/26 プログラムを修正しました。

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