• Tutorial

Эта статья расскажет, как сделать видеоплеер из предметов, которые можно найти в кладовке любого айтишника. Ардуино, журнал Vogue, и дисплей от Нокиа 3310 можно оставить в покое — они нам не понадобятся. Наличие паяльника приветствуется, но можно обойтись и без него.

Судя по скорости развития технологий, лет через десять появится поколение, никогда не видевшее электронно-лучевых трубок. А между тем, история видео дисплеев начиналась с совершенно других устройств…

История

На передающей стороне, за диском располагался фотоэлемент, оценивающий яркость каждой точки изображения. Сегнетовые фотодетекторы того времени имели низкую чувствительность, поэтому студию приходилось заливать ярким светом, а лица дикторов гримировать фиолетовой краской — лишь бы улучшить качество изображения. В другом варианте, источники и детекторы света менялись местами: за диском ставилась яркая дуговая лампа, и светящаяся точка затемнённую студию; отражённый свет улавливался набором фотоэлементов.

Телезрители, в свою очередь, смотрели сквозь диск Нипкова на неоновую лампу, яркость которой определялась переданными из студии показаниями фотоэлементов. Картинка получалась размером с почтовую марку, поэтому перед диском ставилась увеличивающая линза. Занятно, что данные изображения вмещались в звуковой спектр, и принимались самым обычным радиоприёмником. По сути, телевизор был простой приставкой, которую мог собрать деревенский радиолюбитель. Основной проблемой было раздобыть неонку — всё остальное, от разметки диска до намотки электродвигателя, делалось своими руками. (В особо запущенных случаях вместо электродвигателя ставилась рукоятка, которую телезритель должен был вращать со скоростью строго 50 об/мин.)

Разумеется, за прошедшие восемдесят лет технологии шагнули далеко вперёд, и никого не удивляют устройства вроде «3D HD дисплей с активной матрицей на органических светодиодах» (в 1930-х, между прочим, обычный человек понял бы только слово «органический»). С другой стороны, это означает, что современный инженер в куче старого хлама может найти хоть яркую «неонку» (светодиод), хоть прецизионный шаговый двигатель (в старом CD-ROM’е), — не говоря уже о лёгких и отлично сбалансированных компакт-дисках…

Сборка механического телевизора

Нам понадобится четыре компонента:

• Диск Нипкова
• Двигатель для вращения диска
• Регулируемый источник света
• Источник видеосигнала

Диск Нипкова

В прошлом веке разметка отверстий требовала большой аккуратности, умения управляться с транспортиром, и специального циркуля для вычерчивания спирали. Мы же разметим диск виртуально в графическом редакторе (например, Inkscape) и распечатаем готовый чертёж на принтере. Затем загибаем бумагу вдоль краёв напечатанной окружности (см. фото), и заворачиваем диск в получившийся бумажный конверт. Распечатанное изображение должно остаться снаружи, оно будет служить ориентиром для сверления. Счастливые обладатели приводов с поддержкой технологий LightScribe /LabelFlash могут распечатать маску с отверстиями прямо на поверхности диска.

Наконец, берём микродрель со сверлом 0.6-0.8 мм и сверлим диск согласно разметке. Нет микродрели? Не беда! Дело в том, что у CD-дисков (но не DVD!) алюминиевый слой с данными защищён только тонким слоем лака, так что их можно аккуратно процарапать острым металлическим предметом, например отвёрткой. Насквозь цапарать не нужно, подложка диска прозрачна.

Двигатель

В роли кулера подвернулся USB-вентилятор знаменитой фирмы NoName. Приятным моментом стал куполовидный колпачок с лопастями: диаметр его основания был 22 мм, тогда как диаметр центрального отверстия компакт-диска — 15 мм. Если направить вентилятор вертикально вверх, то сверху, почти как на патефон, можно положить диск, и главное — он не срывается. Чтобы улучшить сцепление, во внутреннее отверстие диска была наклеена пара полосок двухстороннего скотча (см. фото). К сожалению, хлипкий моторчик явно не рассчитан на 15-граммовую нагрузку, поэтому за пару минут работы довольно сильно нагревается. С более крупным кулером такой проблемы быть не должно.

Внимание: несмотря на гладкую форму и небольшой вес, сорвавшийся диск может доставить некоторые неприятности. А если переборщить с мощностью двигателя — диск может лопнуть, и осколки придётся не только собирать по комнате, но, возможно, и выковыривать из тела. Так что консультируйтесь со здравым смыслом, — автор за возможные увечья ответственности не несёт.

Источник света

К сожалению, напрямую в аудиовыход светодиод включить не получится: даже на максимальной громкости свечения, скорее всего, не будет. Поэтому придётся соорудить простейший усилитель на одном транзисторе (см. схему). Источником питания может быть либо пара обычных батареек (тогда резистор можно убрать), либо USB (красный провод — плюс, чёрный — минус; резистор от 500 Ом и меньше, подбирается по яркости). Транзистор — любой n-p-n типа.

Если транзистор выковырян из какого-то устройства, определить его тип и расположение выводов можно с помощью мультиметра : пробуйте разные комбинации выводов, пока прибор не покажет число в диапазоне 30-1000. Когда это произойдёт — по буквам рядом с выводами определите расположение ног транзистора.

Если длина выводов позволяет, схему можно выполнить на скрутках, хотя, конечно, для надёжности и эстетичности соединения лучше пропаять. В любом случае, оголённые выводы сто́ит стянуть термоусадкой или обернуть синей изолентой™ для придания долговечности.

В использовании светодиода вместо газовой лампы есть один негативный момент: свечение полупроводника «точечное», а нам нужно подсвечивать (по возможности равномерно) квадратик 15x15 мм. Проблема легко решается размещением над светодиодом полупрозрачной бумажки, на которую будет проецироваться пятно света.

В сборе оптическая часть выглядит так:

Инструмент «третья рука» очень удобен для фиксации всех компонентов в нужных положениях. Линза необязательна, она просто шла в комплекте. Вместо «третьей руки» можно воспользоваться окружающими предметами, клеем, или помощью коллег.

Источник видеосигнала

Для отладки системы я написал простенькую Java-программу, которая выводит на звуковую карту изображение 22 на 32 пикселя. Исходник можно взять на

Типовая принципиальная схема промышленного и самодельного MP3 плееров представлены на рисунках ниже.

Согласно структурной схемы, информация поступающая в плеер в аналоговой форме, подается на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), с помощью которого аналоговый сигнал в режиме реального времени переводится в цифровую форму, после чего записывается в микросхему флэш-памяти. Кроме аналоговой формы, аудиоинформация может быть введена в аудиоплеер в цифровом виде из компьютера. Для управления встроенным блоком памяти используются соответствующие микросхемы, которые осуществляют необходимые преобразования, связанные со сжатием информации. Записанная информация хранится в плеере неограниченное время, независимо от состояния батарей, благодаря использованию энергонезависимой памяти.

Основой схемы любого MP3 плеера являются процессор и блок памяти. Под управлением ядра процессора информация поступает в аналоговой форме на АЦП, который является частью микросхемы процессора. Прежде чем поступить на АЦП, для обеспечения корректности преобразования аналоговый сигнал подвергается фильтрации. После преобразования сигнал в цифровой форме записывается в модуль памяти, представленный микросхемами флэш памяти. Так же аналоговый сигнал поступает с микрофона или FM радиоприёмника.

Аудиоинформация может быть введена в аудиоплеер и в цифровой форме – с компьютера посредством интерфейса USB. При воспроизведении музыки, записанные в цифровом виде данные с помощью контроллеров управления памятью считываются с используемого носителя. Они поступают на ЦАП, где из цифровой формы представления происходит восстановление аналогового сигнала. Затем сигнал усиливается до требуемого уровня, достаточного для воспроизведения через наушники или динамик.

Качество воспроизводимой музыки определяется алгоритмами обработки информации. Типичный MP3 плеер управляется с помощью миниатюрных кнопок (иногда сенсорных) и имеет встроенный LCD дисплей. Объем памяти – 1 - 16 Гбайт, все модели поддерживают интерфейс USB2. Питание осуществляется либо от стандартной батарейки AAA, либо чаще всего от встроенного литий ионного (полимерного)

Данный mp3 плеер, не совсем обычной конструкции, был сделан из подручных средств.
Хорошее решение для дачи и с минимальными затратами. В ходе генуборки собралось много хлама на выброс и кое что решил пустить в дело). Корпус сделан из картона от бытовой техники склеенного вдвое, что придает конструкции хорошую жесткость. Почему картон? С ним проще работать и его много остается после покупок бытовой техники, и в данной самоделке картон хорошо подходит для создания корпуса.

Пошаговая сборка и демонстрация работы mp3 плеера в видеоролике для ознакомления

Было использовано:

1. Картонная коробка от бытовой техники;
2. Медные проводки от старой электроники;
3. 2 динамика от старых компьютерных колонок;
4. Клавиатура от старого сотового телефона;
5. Аккумуляторная батарея от старого сотового телефона;
6. Выключатель ();
7. 4 самореза;
8. Модуль заряда аккумуляторных батарей ();
9. Mp3 плеер без корпуса ();
10. Декоративная пленка на клейкой основе;
11. Термоклей, супер клей, изолента.

Из инструментов:

1. Плоскогубцы;
2. Ножницы;
3. Канцелярский нож;
4. Отвертка;
5. Клеевой пистолет;
6. Паяльник ( , очень удобный);
7. Третья рука.

Изготовление плеера

Нарезаем картон на парные куски, по 4шт каждого размера.
1. 4см х 8см, 3,6см х 7,6см;
2. 4см х 6,5см, 3,6см х 6,1см;
3. 6,5см х 8см, 6,1см х 7,6см.

И склеиваем их между собой. Это придаст конструкции жесткость.

Электроника, которая будет использована в самоделке.

Дешевый mp3 плеер с USB и microSD разъемами (). Питается от сети 5в или 3.7в от аккумулятора. Усилитель сигнала на 3вт в нем уже встроен. Так же встроен стабилизатор напряжения. Подключение питания через microUSB и две клеммы для аккумулятора.

Модуль заряда литиевых батарей 18650 на TP4056 5В 1А с micro USB интерфейсом (). Он подойдет для заряда аккумуляторов от сотовых телефонов.

Аккумуляторная батарея Philips 1100mAh. Вытащил из сломанного телефона.

Динамики из старых компьютерных колонок.

Недавно заказывал выключатели () хорошего качества для ремонта настольной лампы. Как раз одна осталась.

И несколько кнопок с клавиатуры сломанного телефона.

Вырезаем место под динамик, чтобы плотно сидел на месте.

Приклеиваем термоклеем основание корпуса, боковую стенку и примеряем будущее расположение аккумулятора.

Проклеиваем с внутренней стороны термоклеем для надежного скрепления.

Прикидываем будущее размещение модуля заряда.
Модуль заряда и аккумулятор будут находиться в корпусе второй колонки. В корпусе первой колонки будут расположены плата плеера и кнопки управления.

Вырезаем отверстия для USB и microSD разъемов на верхней части корпуса.

Выпаиваем штатные кнопки из платы плеера. Их разместим на той же верхней части корпуса для удобства управления.

Припаиваем проводки к кнопкам. Я брал 4 пары разных по цвету проводов, чтобы потом было удобнее паять на плате плеера.

Берем декоративную пленку на клейкой основе(у меня осталась черная) и обклеиваем ей части корпуса.

Должно получиться так.

Вырезаем отверстие под кнопку на верней части корпуса первой колонки и размещаем там кнопку управления.

С обратной стороны фиксируем термоклеем для надежности.

То же проделываем и с остальными кнопками. 2 верхние кнопки будут отвечать за переключение треков и громкость, нижняя левая плей/пауза, а нижняя правая кнопка повтора трека.

Получилось как то так.

Теперь можно припаивать проводки от кнопок на плату плеера.

Заливаем места пайки термоклеем для надежной фиксации проводков. Можно их собрать в кучу и обмотать изолентой, чтобы не мешались.

Соблюдая полярность припаиваем одну пару проводов от модуля заряда к аккумулятору.

Прикручиваем динамики к корпусу саморезами и фиксируем саморезы с обратной стороны термоклеем.

Приклеиваем верхнюю часть корпуса и фиксируем модуль заряда термоклеем для надежности.

Проделываем прорези для проводов идущих к первой колонке, фиксируем их термоклеем с внутренней стороны и проверяем работу модуля перед креплением задней части корпуса.

Скручиваем провода двух динамиков и припаиваем их к плате плеера соблюдая полярность.

Припаиваем провода питания к плате плеера и к выключателю. Соблюдайте полярность!

Болтающиеся части и провода фиксируем внутри термоклеем. Проверяем работу плеера перед креплением задней части корпуса.

Для фиксации колонок друг с другом и защиты проводов приклеиваем широкую полоску декоративной пленки с обеих сторон.

Получилась конструкция формы книжки, которая придает устойчивость и не обычный внешний вид данной самоделке.

Приклеиваем кнопки от клавиатуры старого телефона супер клеем. Будьте аккуратны, не залейте клеем кнопки управления.

Можно приступать к тесту.

Индикация.

В настоящее время рынок насыщен МП-3 плеерами, хранящими аудиозаписи в виде МП-3 файлов в флэш-памяти, но в основном это миниатюрные карманные устройства, рассчитанные на индивидуальное прослушивание музыки на наушники. Здесь приводится описание схемы самодельного автомобильного МП-3 плеера. Его выходная мощность 2 x 25 Ватт при сопротивлении акустических систем по 4 Ом. Носителем информации является SD-карта любого объема данных. Файлы в ней размещаются в корневом каталоге, все должны иметь расширения «.mp3». После установки карты и включения начинается последовательное воспроизведение треков, в том порядке, в котором они размещены на карте.

Плеер поддерживает файловую систему FAT32.

WAV — файлы не поддерживаются.
Должны быть только MP3 файлы.

Управление осуществляется пятью кнопками. Кнопкой S1 можно переходить от одного трека к следующему по порядку их расположения на карте памяти. Кнопка S3 останавливает воспроизведение, и при повторном нажатии воспроизведение продолжается. Кнопкой S5 можно перебирать треки в обратном направлении, например, если нужно повторить воспроизведение уже прослушанного трека, либо вернуться на несколько треков назад.

Кнопки S2 и S4 служат для регулировки громкости.

Основу схемы составляет декодер МП-3 файлов VS1011 (в 28-вы водном корпусе), который преобразует их в аналоговый сигнал, а так же микроконтроллер PIC16F88, управляющий декодером МП-3 файлов и картой памяти. Микроконтроллер работает с внешним резонатором 8 MHz, декодер МП-3 файлов использует кварцевый резонатор на 13 MHz (12,96 MHz).

Сформированный аудиосигнал подается на интегральный УМЗЧ на микросхеме А2. Это стереофонический мостовой УМЗЧ для применения в автомобильной аудио-технике. Микросхема УМЗЧ должна быть установлена на радиатор.

Подстроечными резисторами R16 и R17 устанавливается номинальный уровень сигнала, поступающий на УМЗЧ, а так же необходимый стереобаланс. Цепи R18-С16 и R19-C17 представляют собой простейшие фильтры, подавляющие импульсные продукты цифро-аналогового преобразования.

Цифровая часть схемы питается напряжением 3,6V, полученным при помощи интегрального регулируемого стабилизатора на микросхеме А1. В самом начале налаживания, перед первым включением питания нужно удалить перемычку F1 чтобы отключить питание цифровой части. Затем проверить работоспособность
УМЗЧ и настроить стабилизатор напряжения. Нужно подключить вольтметр (мультиметр) к точке +3,6V и подстройкой F1 выставить в этой точке напряжение 3,5…3,6V. После этого можно впаять перемычку F1.

Конструктивно аппарат очень удобно можно разместить в корпусе старой и неисправной аналоговой автомагнитолы китайского производства, нежизнеспособной по схемотехническим причинам. Тем не менее, там есть корпус со всеми креплениями, разъемы а так же радиатор и прочие необходимые детали.

Фьюзы brownout — disabled
watchdog — disabled

Набравшись немного терпения, вы можете спаять самодельный MP3-плеер своими руками, при этом затратив менее 1000 руб. Т.к. программное обеспечение данного плеера представлено в открытом виде (доступны все исходники проекта), то вы можете дорабатывать его вводя новые функции, к примеру: управление по последовательному интерфейсу, можете использовать плеер в различных проектах робототехники, ну и естественно по его прямому предназначению – прослушивание музыки. Карта памяти – SD/MMC, размер памяти ограничен теоретическим лимитом спецификациями MMC-формата.

Данный MP-3 плеер поддерживает такие функции как случайное воспроизведение треков, навигация по трекам (вперед, назад, пауза), регулирование громкости воспроизведения. Также присутствует поддержка файловой системы FAT32, фрагментированных файлов, неограниченное число файлов в корневой директории, ну и естественно качество воспроизведения находится на высоком уровне. MP3-файлы с битрейтом 256 кБит/с воспроизводятся без каких-либо затыков, файлы с переменным битрейтом также воспроизводятся без проблем (в пике до 320 кБит/с).

WAV файлы также поддерживаются, но качество должно быть ниже чем у CD, пока вы не поставите кварцевый резонатор с большей частотой. На моем тестовом плеере это работает, однако запустить PIC с более чем ~8 МГц кварцем при питании 3.3 Вольта проблематично.

Для записи файлов на карту памяти вам будет нужен кард-ридер. Помните, что карта памяти должна быть в формате FAT32, а не в FAT16 или каком-либо другом.

Файлы на карте памяти должны быть с расширением.mp3. Вставьте карту памяти в плеер и включите питание, воспроизведение начнется с первого трека. Файлы воспроизводятся в том порядке – как они были на нее записаны (если не включена функция случайного воспроизведения).

Чтобы включить случайное воспроизведение, удерживайте кнопку "следующий трек" во время включения MP3-плеера. Функция будет работать до следующего включения плеера. Когда все треки будут проиграны, воспроизведение останавливается и плеер уходит в "sleep" режим.

Исходный код

Исходник написан на Си. В качестве компилятора я использовал PCM midrange compiler от CCS (офсайт ccsinfo.com). Компилятор платный, однако выдает очень компактный код и содержит достаточно богатый набор встроенных функций и данных.

Если в исходном коде вам не нужно делать каких-либо изменений и корректировок, то в архив я вложил уже готовый HEX-файл. Перед прошивкой не забудьте очистить фьзы BROWNOUT и WATCHDOG, иначе устройство не заработает!

Почти вся память контроллера 4К используется. Память EEPROM 256 байт полностью используется под таблицу данных для функции случайного воспроизведения. При необходимости можно освободить память, удалив несколько не очень критичных функций, к примеру функции для кнопок и случайное воспроизведение.

Думаю vs1011e также должна подойти с некоторыми изменениями

Ниже вы можете скачать прошивки, исходники, PCB и другие файлы

Список радиоэлементов