Bestandteile eines TonUINOs

Das Gehirn eines TonUINOs ist der Microcontroller. Hierauf ist der Programmcode, der die Bauteile steuert. Ein weiterer Grundbaustein ist das mp3-Modul, welches die mp3s von der SD-Karte abspielt. Um RFID-Tags zu erkennen und beschreiben, braucht man das NFC-Modul. Zum Standardaufbau gehören dann noch 3 oder 5 Taster und ein Lautsprecher.

Weil viele die Bauteile, die sie verwendet haben bei der Präsentation ihres TonUINOs verlinken, können auch die TonUINO Gehäuse Galerie und die zugehörigen Themen in #gehaeuse bei der Auswahl der Teile helfen.

All-In-One (Plus) Platine

Am einfachsten ist der Bau eines TonUINOs mit der AiO von den Leiterkartenpiraten. Denn die vereint den Microcontroller und das mp3-Modul. Für den einfachen Einbau in ein Gehäuse sind SD-Kartenslot, Kopfhörerbuchse und die USB-C Buchse nebeneinander angeordnet. Passend dazu gibt es eine Blende, die man mitbestellen oder selbst drucken kann.
Zusätzlich enthält sie die Bauteile, um einen Akku zu laden und Elektronik, die eine Software gesteuerte Abschaltung ermöglicht. Der auf der All-In-One Plus Platine verbaute Microcontroller (ATmega4809) bietet zudem mehr Speicher und freie Pins für die Erweiterung der Software.

Informationen zu den beiliegenden Kabeln, falls man Ersatzkabel oder Weitere zum Basteln benötigt

Ersatzkabel, Verlängerungen oder zum Basteln Kabel, die nur auf einer Seite Buchsen haben für die AiO-Platine findest du mit diesen Suchbegriffen:

Classic-Platine

Neben der AiO-Platine bieten die Leiterkartenpiraten auch eine Classic-Platine an. Diese kann man entweder als Bausatz zum selber Löten oder fertig gelötet bestellen. Dann kann man dort den Arduino Nano und den Player aufstecken, sowie Buttons, Lautsprecher und das NFC-Modul anstecken. Allerdings braucht man eine eigene Lösung für die Stromversorgung.

Es geht auch ohne fertig gekaufte Platine. Dann muss alles selbst nach dem Schaltplan verbunden werden.

Set von AZ-Delivery

AZ-Delivery bietet ein TonUINO-Set, welches den Arduino Nano, ein NFC-Modul und 10 zusätzliche RFID-Karten und einen DFPlayer Mini enthält. Auf dem Player sind inzwischen eigentlich immer Chips verbaut, die nicht einwandfrei mit der TonUINO-Software funktionieren. Man kann aber, wenn man es sich zutraut, probieren die Software anzupassen (Hinweise dazu hier). Aber, selbst wenn man dern DFPlayer nicht verwendet, ist das Set preislich nicht schlecht.

Microcontroller

Die AiO-Platine hat den Microcontroller bereits integriert.
Wenn du diese nicht verwendest, brauchst du einen Arduino Nano. Es muss natürlich kein Original sein. Ein Nachbau (Klon) reicht auch. Du benötigst ein Modell mit dem ATmega328P - mit 32KB Program Memory. Es gibt auch Modelle die stattdessen den ATmega168P bestückt haben. Dieser hat allerdings nur 16KB Program Memory und kann deswegen nicht verwendet werden !
Wenn du nicht mehr als nötig löten willst, achte darauf, ein fertig verlötetes Produkt zu bestellen.

Seit 2019 gibt es auch den Arduino Nano Every. Dieser ist eigentlich 1:1 Pin-Kompatibel mit dem regulären Arduino Nano. Es kommt hier der ATmega4809 zum Einsatz, welcher auf der megaAVR Architektur basiert. Der Nano Every hat u.a. mehr Program Memory (48KB) und ist daher für eigene Weiterentwicklungen attraktiv. Allerdings können Anpassungen am Code nötig sein, damit er im TonUINO funktioniert. Deshalb ist er für Einsteiger nicht geeignet.

Wenn du keine Platine von den Leiterkartenpiraten verwendest geht, anstatt des Nano auch ein Uno oder Mega.

USB-Kabel

Zum Aufspielen der Software auf die AiO-Platine benötigst du ein USB-C Kabel. Für den Arduino Nano benötigt man ein Mini-USB Kabel und für den Nano Every ein Micro-USB Kabel. Wichtig ist, dass das Kabel nicht nur zum Laden, sondern auch für Datenübertragung geeignet ist.

Tipp: Wenn das Kabel hinterher auch zur Stromversorgung oder zum Aufladen des Akkus verwendet werden soll, ist ein Magnetkabel eine gute Lösung. Durch die Magnetkopplung schützt es die Buchse auf der Platine, sollte mal unbedacht am TonUINO oder Kabel gezogen werden.

mp3-Modul

Das Modul ist in die AiO-Platine bereits integriert.
Mit der Classic Platine verwendest du am besten den extra für den TonUINO entwickelten Leiterkartenpiraten Player. Lange Zeit konnte fast jeder DFPlayer Mini verwendet werden. Inzwischen sind eigentlich immer Chips verbaut, die nicht einwandfrei mit der TonUINO-Software funktionieren. Wenn man einen solchen Player hat und es sich zutraut, kann man probieren die Software anzupassen (Hinweise dazu hier).

SD-Karte

Benötigt wird eine Micro-SD-Karte mit maximal 32GB Speicher. Beispielsweise von Intenso. Möchte man die SD-Karte unabhängig vom mp3Modul positionieren, um diese leichter zugänglich zu haben, kann man eine Verlängerung verwenden.

NFC-Modul

Du benötigst ein NFC-Modul (RFID Reader/Writer) mit der Bezeichnung MFRC522.
Damit ein direkter Anschluss an den Adapter der AiO-Platine möglich ist, müssen die Pins in dieser Reihenfolge sein SDA - SCK - MOSI - MISO - IRQ - GND - RST - 3.3V. Häufig verwendet wird dieses. Für den Classicaufbau ist das natürlich nicht zwingend nötig. Allerdings muss man dann sehr aufmerksam verkabeln. Dafür können female-female-Jumperkabel verwendet werden. Diese können auf die Pinleisten gesteckt werden.

weitere Tags

Zusätzliche RFID-Tags mit 13,56MHz. Unterstützt werden: MIFARE Classic 1K und 4K, MIFARE Ultralight und NTAG213/215/216.
Zum Beispiel Karten als 10er, 30er oder 50er Set.

Taster

Es gibt ein fertiges TonUINO Button Board 1x5 von den Leiterkartenpiraten. Es kann direkt mit dem mit der All-In-One-Platine mitgelieferten Kabel an diese angeschlossen werden. Mit der Classic-Platine kann es mit female-female-Jumperkabeln verbunden werden.
Alernativ kannst du auch 5 (oder 3) andere Taster (Schließer / normally open) wie zum Beispiel diese Arcade-Taster verwenden. Um die Taster mit dem Buttonadapter der AiO-Platine oder mit der Classicplatine zu verbinden, benötigst du Kabel. Eine Möglichkeit ist das TonUINO Button Cable 10xQC von den Leiterkartenpiraten. Dies kann auf entsprechende Taster (wie die verlinkten Arcade-Buttons) einfach aufgesteckt werden. Ohne das TonUINO Button Cable lötest du female-female-Jumperkabel an die Buttons und steckst das andere Ende auf die Pins der Platine. Du kannst auch male-female-Kabel verwenden, denn zum Löten an den Taster solltest du Stecker oder Buchse sowieso entfernen.
Gerade für Taster lohnt auch sich ein Blick in die Gehäuse Galerie.

Lautsprecher

Du benötigst einen 4 bis 8 Ohm Lautsprecher. Besser ist ein 8 Ohm Lautsprecher, weil die Endstufe dann weniger belastet wird. Die Leistung soll mindestens 3W betragen. Höhere Leistung ist kein Problem.
Du kannst also sowohl den Lautsprecher von den Leiterkartenpiraten nehmen, als auch so einen Regal-Lautsprecher nehmen, wie Thorsten für den Ur-TonUINO oder beispielsweise einen von Visaton. Der Lautsprecher von den Leiterkartenpiraten hat das Kabel zum Anstecken an die AiO-Platine schon dran, sodass du nicht löten musst. An andere Lautsprecher kannst du das der AiO beiliegende Kabel anlöten. Zum Anschluss an die Classic-Platine kannst du female-female-Jumperkabel verwenden. Male-female-Kabel gehen auch, denn zum Löten an den Lautsprecher solltest du Stecker oder Buchse sowieso entfernen.

Kopfhörerbuchse

Die AiO-Platine beinhaltet bereits eine Aux-Buchse. Alternativ kann die Kopfhörerplatine von den Leiterkartenpiraten verwendet werden. Mit dieser wird das unverstärkte Stereosignal vom Player auf den Kopfhörer geleitet und gleichzeitig das verstärkte Signal zum Lautsprecher abgeschaltet. Zum Anschließen brauchst du female-female-Jumperkabel.

Stromversorgung

Grundsätzlich kann der TonUINO mit dem USB-Kabel und einem Netzteil betrieben werden. Will man ihn portabler haben, kann man einen Akku verwenden.

An die AiO-Platine kann ein einzelliger (1S) LiFePO4 Akku (Spannung 3,2V) mit Schutzschaltung angeschlossen werden. Hierfür muss ein JST-PH 2mm Stecker am Akku sein. Prüfe vor dem Anschließen an die Platine auf jeden Fall die Polung!
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Das kleine + markiert den Pluspol (in aller Regel das rote Kabel)! Wer sich da unsicher ist, misst mit einem Multimeter nach. Ein Verpolen kann die AiO beschädigen!
Um den TonUINO gleichzeitig zu benutzen und den Akku zu laden, sollte das 5V Netzteil mindestens 2A leisten können. Auf keinen Fall dürfen USB Netzteile mit einer höheren Spannung (9V, 12V usw.) verwendet werden! Dies ist brandgefährlich!

Während man an die AiO-Platine einfach einen Akku anstecken kann, muss man sich beim Classicaufbau selbst Gedanken machen. Die häufig verwendeten Schaltungen finden sich hoffentlich irgendwann alle in einer Übersicht.

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Sehr schöne Zusammenfassung. Das wird vielen Einsteigern die Orientierung erleichtern.:+1::+1::+1: