In mijn vorige artikel vertelde ik hoe ik mijn eerste prototype heb gebouwd. Vandaag laat ik je zien hoe het verder is gegaan.
Een paar maanden gaan voorbij. Ik werk aan de software en aan een beheerinterface, met één doel: de ervaring prettiger maken. Tegelijk verken ik richtingen voor het volgende prototype.
Een niveau hoger
Het eerste prototype werkt, mijn zoon is er gek op, mijn zus wil er ook een voor haar kinderen. Maar een handmatig gelijmde houten doos met een Raspberry Pi erin is niet bepaald praktisch.
In 3D leren modelleren
Ik had jaren geleden al eens met Blender gewerkt. Hoog tijd om die kennis af te stoffen. Ik heb op dat moment geen idee waar ik in stap, ook geen echte strategie, en zo begint een cyclus die ik vaker zal meemaken: leren, proberen, verdwalen, bijsturen.
Voor deze eerste modellering ga ik ver. Ik bedenk 3D-geprinte houders voor alle sensoren en componenten die ik wil gebruiken, met houten plaatjes erbovenop als externe behuizing. Lijvig.
Heel veel componenten: LEDs, sensoren en een draaiplateau op het deksel. Het idee: net als een draaitafel, met houten schijfjes met een NFC-sticker eronder en magneetjes erin om de schijf uit te lijnen, en daarna laat een kleine motor de schijf draaien zodra de NFC-lezer hem detecteert. Het mooie is dat je gewoon een figuurtje (ik heb wat Faba-figuurtjes liggen), een NFC-kaartje zoals Yoto, of zelfs simpele kaartjes van Amazon kunt neerleggen.
Ik bestel houten schijven online en boor ze nadat ik een mal heb geprint om de magneetjes goed te verdelen. De magneetjes houden de schijf op zijn plek en laten hem draaien via een interne draaiplaat, ook met magneetjes, die door een motor wordt aangedreven.
Op papier ziet het er aantrekkelijk uit. Het project is op dit moment nog gewoon een hobby, en eerlijk gezegd ga ik een beetje alle kanten op, op gevoel, zonder duidelijke koers.
Blender is geweldig voor animatie en rendering, maar om technische objecten met precieze maten en mechanische beperkingen te modelleren, is het een ramp.
De componenten samenbrengen
Naast het modelleren pak ik nog een uitdaging op: alle elektronische componenten die ik in de Music Box wil stoppen op één plek krijgen. NFC-lezer, audio-versterker, speakers, sensoren... allemaal op een breadboard bedraad om het geheel te testen.
Een flinke bende draden en lintkabels, maar zo kan ik wel checken dat alle componenten samenwerken voordat ik aan iets netters begin.
Daarna ga ik aan de slag met een eigen printplaat om het breadboard te vervangen en alle componenten netjes met elkaar te verbinden. Ik ontwerp mijn eerste PCB in EasyEDA.
Ik ben best tevreden met het resultaat. Ik voeg zelfs een LED-ring toe om wat animaties rond de schijf te maken.
Technische gedoe
Ondertussen loopt het op verschillende plekken vast. De Adafruit audio HAT heeft niet altijd drivers die werken met de Raspberry Pi OS-versie van het moment. Bij elke update moet ik alles weer nakijken, sleutelen, soms terug naar een oudere versie om het weer aan de praat te krijgen.
De PN532 geeft me ook hoofdpijn. Het bereik hangt af van de antenne, de afstand en de interferentie van andere componenten vlakbij. Ik breng avonden door met het bijstellen van de oriëntatie van de lezer en de afstand tussen de NFC-kaart en de antenne om betrouwbare uitlezingen te krijgen.
Het kost tijd, maar ik leer er wel hardwareproblemen op heel laag niveau mee debuggen.
Even pas op de plaats
De custom PCB werkt, min of meer. Maar op een gegeven moment vraag ik me af of ik niet helemaal verkeerd bezig ben. Al die complexiteit in het 3D-model, de componenten die zich opstapelen, een behuizing die zwaar en lastig te assembleren dreigt te worden... Ik kies een andere richting: vereenvoudigen.
Ik ontdek net Shapr3D, een 3D-modelleersoftware die veel beter geschikt is voor dit soort werk. Ik begin de modellering opnieuw vanaf nul: een 3D-geprinte structuur, bedacht als de randen van een kubus, klaar om met lasergesneden plaatjes bekleed te worden.
Zo kom ik bij een werkende behuizing, met knoppen om door de muziek te bladeren. De software is ook wat verder: ik kan nu een playlist per NFC-tag beheren in plaats van slechts één nummer.
Wat ik eraan overhoud
Het draaiplateau, de custom PCB, de houten schijven: niks daarvan haalt dit prototype. Maar elke uitstap levert me iets op. Blender geeft me een eerste smaak van 3D. EasyEDA laat me kennismaken met schakelingen ontwerpen. De magneten en de motor confronteren me met de eisen van de fysieke wereld.
Deze omwegen helpen me verschillende domeinen te verkennen en elk ervan beter te begrijpen.
Ik heb nu een werkend prototype, een beter gevoel voor modelleren en elektronica, en zin om door te gaan. Tijd om het prototype opnieuw te laten evolueren en de problemen die ik tegenkwam aan te pakken.