🥇Беспроводной телефон из консервных банок

Новый подход к старой игрушке — беспроводной телефон из консервных банок берёт прошлогоднюю технологию и впихивает её в современность!

Буквально вчера я вёл серьёзный телефонный разговор, как вдруг мой бананофон перестал работать! Я очень расстроился. Ну, всё — я последний раз пропускаю звонок из-за этого дурацкого телефона! (Оглядываясь назад, стоит признать, что я в тот момент был, возможно, слишком сильно зол).

Пришло время обновлений. И вот он – новый беспроводной телефон из консервной банки! Новый, улучшенный псевдотелефон, подходящий для всех моих коммуникационных нужд!

Кроме шуток, проект реально рабочий. И вот, как я его сделал.

Инструменты и материалы

Для проекта вам потребуется довольно много электронных компонентов и парочка инструментов.

Инструменты:

Дрель.
Ножницы по металлу.
Пистолет для термоклея.
Круглогубцы.
Молоток с круглым бойком.

Материалы (всё в двух экземплярах):

DFduino Uno R3
Gravity IO Expansion Shield (не обязательно)
Аналоговый датчик звука (микрофон)
386AMP Audio Amplifier (динамик)
Отсек для батареек 6AA Battery Holder с круглым разъёмом DC Barrel Jack (и 6x батареек AA)
NRF24L01+PA+LNA с антенной.
Нажимная кнопка.
Алюминиевая банка из-под кофе.
Соединительные провода.

Готовим банки

Перед подключением электроники нужно подготовить банки. Просверлим в них по два отверстия – одно для антенны, второе для кнопки.

Я начал с отверстия для антенны. Для начала я засунул антенную плату внутрь банки, чтобы измерить, на каком расстоянии от стенки должно находиться отверстие. Затем я разметил место под отверстие при помощи стираемого маркера, потому что хотел удалить его следы после работы. Затем метчиком я наметил место под будущее отверстие. Это поможет сверлить на следующем шаге.

Размер отверстия будет зависеть от используемой вами антенны. Я просто подобрал сверло по размеру, сравнивая его с размером резьбы, куда накручивается антенна.

У меня получилось 5,5 мм.

ОК, надеваем защитные очки!

Подобрав диаметр и разметив отверстие, просверлите его. Лучше делать это на высокой скорости, но сильно не давить. Жесть тонкая и имеет тенденцию к образованию заусенцев – осторожнее с острым металлом. Для зачистки края используйте ножницы по металлу и круглогубцы.

После этого можно приступать к отверстию для кнопки. С ним всё немного по-другому.

Я работаю с тем, что есть, поэтому решил попробовать снова сделать отверстие при помощи дрели и круглогубцев. Но гораздо удобнее было бы делать это при помощи сверла Форстнера. Вот, как я это сделал.

Сначала я открутил с кнопки пластиковую гайку. Потом я поместил гайку на то место, где мне нужно было сделать отверстие, и отметил её внутренний диаметр. Потом я просверлил пять отверстий и использовал ножницы для удаления материала и приведения отверстия к круглому виду.

После этого я при помощи молотка и круглогубцев забил края внутрь и загнул их – см. фото. Рекомендую использовать молоток с круглым бойком. Я использовал обычный, поскольку другого нет.

Теперь можно вкрутить антенну и кнопку. Остерегайтесь острых краёв металла!

Время термоклея

Пора вклеивать все компоненты. Сначала включите клеевой пистолет и дайте разогреться. Потом используйте клей, чтобы приклеить антенную плату к банке. Также советую покрыть клеем металлическую часть антенны, торчащую наружу, чтобы её не закоротило с банкой.

Рекомендую использовать как можно больше клея, чтобы ничто не коротило на банку. Если вы услышите треск или писк во время теста, вероятно, что-то контачит с банкой.

Приклейте Arduino Uno к донышку банки, а потом подсоедините батарейки. Это самая сложная часть – рекомендую нанести клей на края, а потом разместить так, чтобы антенна смотрела вверх, а батарейки были в противоположной части банки. Батарейки будут естественным центром тяжести.

Динамик я приклеил с одной стороны держателя батареек, а микрофон – с другой. Причины – эстетические соображения и желание аккуратно уложить провода.

Подключаем электронику

Когда всё прочно приклеено, пора подключать провода. Соедините проводами компоненты по схеме. Ниже привожу список подключаемых контактов.

Антенная плата:

MI -> MISO
MO -> MOSI
SCK -> SCK
CE -> Pin 7
CSE -> Pin 8
GND -> GND
5V -> 5V

Комментарий: NRF24L01 – отличная штука, только уж очень чувствительна к питанию. Подключайте её только к 3,3 В – если не используете дополнительную плату, как я. К 5 В подключайте только с дополнительной платой, иначе спалите антенну.

Аналоговый звуковой датчик:

Gravity Pins -> A0

Аудио усилитель:

+ (вход динамика) -> 9 или 10 (левый или правый канал)
— (вход динамика) -> GND
Gravity pins -> D0

Переключатель:

NO -> A1
COM -> GND

Краткое пояснение работы схемы.

Мы используем библиотеку RF24Audio, поэтому микрофон, динамик, выключатель и антенну нужно подключать строго определённым образом:

Сигнальный контакт микрофона всегда идёт на контакт A0.
Переключатель (приём/передача) – на А1.
Аудио усилитель включается куда угодно, главное, чтобы у него было питание. Кабель для передачи аудио нужно подключать к контактами 9 и 10.
Контакты антенны CE и CSE подключаются только к контактам 7 и 8.

Закачиваем код

Благодаря библиотеке RF24Audio программа получается крайне простой. Буквально 10 строк кода. Взгляните:

    //Include Libraries
    #include <RF24.h>
    #include <SPI.h>
    #include <RF24Audio.h>

    RF24 radio(7,8);    // Радио использует контакты 7 (CE), 8 (CS).
    RF24Audio rfAudio(radio,1); // Аудио использует радио, номер радио назначить 0. 
         void setup() {        rfAudio.begin();    // Инициализировать библиотеку.
    }

Чтобы закачать код, нужно установить Arduino IDE, скачать данный код и открыть его. Убедитесь, что в меню «инструменты» программатор установлен на AVR ISP, а плата – на Arduino UNO. Убедитесь, что вы выбрали правильный COM-порт.

Теперь соедините Arduino и компьютер USB-кабелем, и нажмите кнопку «загрузить» слева вверху. Код должен загрузиться и вы должны услышать негромкое жужжание.

Попробуйте нажать кнопку и прислушаться, изменилась ли высота жужжащего звука. Наверху платы IO Expansion HAT при этом должен потухнуть светодиод.

Если всё так, то программа работает и всё подсоединено правильно.

Испытания банок

Для проверки нужно включить обе банки. Зажмите кнопку на одной из банок и скажите что-нибудь в микрофон. Слышите ли вы звук из другой банки? Попробуйте проделать это с другой банкой.

Если звук проходит, то у вас всё получилось! Если у вас проблемы с помехами или вы слышите жужжание, проверьте на наличие проблем с заземлением. Могу порекомендовать обмотать антенну изоляционной лентой.

После этого испытайте дальность работы – если на пути сигнала ничего нет, он должен проходить на расстояние порядка километра!