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[Deutsche Übersetzung im nächsten Beitrag]

I have some original Sound+Lights modules that I purchased for a bargain years ago. However, these modules have some important limitations. They need a custom Windows application (AFAIK Mac and Linux users will have to use an emulator) because they don't behave like USB drives. They also support only 3 sounds in WAV format only, and have limited memory. The tiny loudspeaker is also a limitation: it delivers a "tinny" sound at low volume. Here is me already complaining about it five years ago

So I wanted to create a standalone sound MP3 module for ft using the same form factor of the Sound+Lights module. My Arduino Mega Controller for/for fischertechnik uses a DFPlayer Mini module, which solves some of those problems but still has a disadvantage: you have to upload the audio files to a microSD card, which may be a bit cumbersome. So I ordered a DY-SV17F module -- which has a micro USB port and behaves like a flash drive -- to experiment with.

Wiring thew module as "IO standalone mode 0" allows for up to eight different sounds using independent inputs. My module uses six of them (IO2 to IO8), meaning that it will play files 00002.mp3 to 00007.mp3. One challenge I faced was to make my new sound module fully ft-compatible, meaning it had to use a 9V power source and accept 9V inputs. I also wanted to trigger sounds with a positive pulse. A CD4049 hex inverting buffer seemed perfect for the job, because its specs say it should accepts 9V directly. However I unexpectedly fried two ports while testing it on my breadboard, so I decided to add voltage dividers anyway.

This is the first time I asked Google Gemini to aid me on an electronics project. Altough the LLM seems to be quite knowledgeable about circuits, its image output capabilities still have to improve a lot, I couldn't be able to get a decent schematic from it. So I imported a freely available Electrical symbols library into Figma and drew it myself. Here it is:


As usual in my electronic projects, I mounted the circuit on a double-sided perfboard with plate-through holes and used enameled wire on the underside for the connections. The enclosure I used is from one of my discarded Sound+Lights modules. I simply cut off a slot for the USB port and drilled a small hole for the power cable. I initially planned to mount the through-hole resistors for the voltage dividers on the component side between the ft sockets, but I ended up soldering them on a thinner, one-sided perfboard that sits below the ft sockets on the underside.


The power supply uses one of those mini MP2307DN-based buck converters to lower the 9V from ft to 5V. I'm glad I measured the output voltage one last time before soldering the wire that would power my circuit, because otherwise I would have fried the DY-SV17F MP3 player: the mini-trimpot wore out, and it was delivering more than 8V! I replaced it with an 36 kΩ SMD resistor (thanks again, Gemini!) and the result was a very reliable 4.93 V.

As for the sound itself, it is highly dependent on the speaker used. I already had a mini-module useed in my slot machine which was constructed from two Sound+Lights mini speakers plus some scrapped ft components taken from an old distance sensor 128597, which delivers the expected "thin and tinny" sound, only louder because it has two speakers in parallel


Then I quickly mounted a much more powerful, heavier speaker (rated 3W) taken from an old MP3 player with double-faced adhesive tape inside a ft case taken from an expired battery, and the sound is really great, with decent bass and powerful volume.


To be honest, my module still has some drawbacks:

- It needs an external speaker, so it's not fully standalone.
- There is no way to control the output volume other than reducing it on the sound file.
- I cannot test the actual sounds on the speaker while the USB port is connected, which is probably a limitation of the MP3 module.
- Despite it already using a 47µF decoupling capacitor on the power line, the module produces audible pops whenever a sound starts.

Anyway, I hope you like it! Best regards,

Rubem

Ich besitze einige originale „Sound+Lights“-Module, die ich vor Jahren sehr günstig erworben habe. Diese Module weisen jedoch einige wesentliche Einschränkungen auf. Sie benötigen eine spezielle Windows-Anwendung (soweit ich weiß, müssen Mac- und Linux-Nutzer einen Emulator verwenden), da sie sich nicht wie Standard-USB-Geräte verhalten. Zudem unterstützen sie nur drei Sounds (ausschließlich im WAV-Format) und verfügen über begrenzten Speicherplatz. Auch der winzige Lautsprecher ist ein Schwachpunkt: Er liefert bei geringer Lautstärke einen eher „blechernen“ Klang. Hier habe ich mich bereits vor fünf Jahren darüber beklagt

Daher wollte ich ein eigenständiges MP3-Soundmodul für fischertechnik (ft) entwickeln, das denselben Formfaktor wie das „Sound+Lights“-Modul aufweist. Mein Arduino-Mega-Controller für fischertechnik verwendet ein DFPlayer-Mini-Modul; dieses löst zwar einige der genannten Probleme, hat aber einen Nachteil: Die Audiodateien müssen auf eine microSD-Karte kopiert werden, was etwas umständlich sein kann. Also bestellte ich zum Experimentieren ein DY-SV17F-Modul – dieses verfügt über einen Micro-USB-Anschluss und verhält sich wie ein USB-Speicherstick.

Durch die Beschaltung des Moduls im „IO-Standalone-Modus 0“ lassen sich über unabhängige Eingänge bis zu acht verschiedene Sounds abrufen. Mein Modul nutzt sechs dieser Eingänge (IO2 bis IO8) und spielt somit die Dateien 00002.mp3 bis 00007.mp3 ab. Eine Herausforderung bestand darin, das neue Soundmodul vollständig ft-kompatibel zu gestalten; es musste also mit einer 9-V-Spannungsquelle betrieben werden können und 9-V-Eingangssignale akzeptieren. Zudem wollte ich die Sounds durch einen positiven Impuls auslösen. Ein invertierender Hex-Buffer vom Typ CD4049 schien hierfür ideal, da er laut Datenblatt direkt mit 9 V betrieben werden kann. Allerdings habe ich beim Testen auf dem Steckbrett unerwartet zwei Anschlüsse zerstört, weshalb ich mich entschied, doch noch Spannungsteiler einzubauen.

Dies war das erste Mal, dass ich Google Gemini bei einem Elektronikprojekt um Hilfe gebeten habe. Obwohl das LLM über fundiertes Wissen zu Schaltkreisen zu verfügen scheint, ist die Fähigkeit zur Bildausgabe noch stark ausbaufähig; ich konnte keinen brauchbaren Schaltplan von ihm erhalten. Daher habe ich eine frei verfügbare Bibliothek für Schaltzeichen in Figma importiert und den Plan selbst gezeichnet. Hier ist er:

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Wie bei meinen Elektronikprojekten üblich, habe ich die Schaltung auf einer doppelseitigen Lochrasterplatine mit durchkontaktierten Löchern aufgebaut und für die Verbindungen auf der Unterseite Lackdraht verwendet. Als Gehäuse diente mir eines meiner ausrangierten „Sound+Lights“-Module. Ich habe lediglich einen Schlitz für den USB-Anschluss ausgeschnitten und ein kleines Loch für das Stromkabel gebohrt. Ursprünglich wollte ich die bedrahteten Widerstände für die Spannungsteiler auf der Bauteilseite zwischen den ft-Buchsen montieren; letztendlich habe ich sie jedoch auf eine dünnere, einseitige Lochrasterplatine gelötet, die sich unterhalb der ft-Buchsen auf der Unterseite befindet.

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Für die Stromversorgung kommt einer dieser Mini-Abwärtswandler (Buck-Converter) auf Basis des MP2307DN zum Einsatz, um die 9 V der ft-Spannungsversorgung auf 5 V zu reduzieren. Ich bin froh, dass ich die Ausgangsspannung noch einmal gemessen habe, bevor ich das Kabel zur Versorgung der Schaltung anlötete – sonst hätte ich den MP3-Player DY-SV17F zerstört: Das Mini-Potentiometer war defekt und lieferte mehr als 8 V! Ich ersetzte es durch einen 36-kΩ-SMD-Widerstand (nochmals danke, Gemini!) und erhielt stabile 4,93 V.

Was den Klang betrifft, so hängt dieser stark vom verwendeten Lautsprecher ab. Ich hatte bereits ein Mini-Modul in meinem Spielautomaten im Einsatz, das aus zwei „Sound+Lights“-Mini-Lautsprechern und einigen ft-Restteilen (aus einem alten Abstandssensor 128597) bestand; es liefert den erwarteten „dünnen und blechernen“ Klang – nur eben lauter, da zwei Lautsprecher parallel geschaltet sind

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Dann habe ich kurzerhand einen deutlich leistungsstärkeren, schwereren Lautsprecher (3 W Nennleistung) aus einem alten MP3-Player mit doppelseitigem Klebeband in ein ft-Gehäuse (von einem alten Batteriehalter) eingebaut. Der Klang ist wirklich hervorragend, mit ordentlichem Bass und hoher Lautstärke.

[Bild]

Ehrlich gesagt hat mein Modul noch ein paar Nachteile:

- Es benötigt einen externen Lautsprecher und ist somit nicht völlig eigenständig.
- Die Ausgangslautstärke lässt sich nicht regeln, außer durch eine Anpassung der Lautstärke in der Sounddatei selbst.
- Ich kann die eigentlichen Sounds über den Lautsprecher nicht testen, solange der USB-Anschluss verbunden ist; das ist wahrscheinlich eine Einschränkung des MP3-Moduls.
- Obwohl bereits ein 47-µF-Entkopplungskondensator in der Spannungsversorgung verbaut ist, erzeugt das Modul beim Starten eines Sounds hörbare Knackgeräusche.

Wie auch immer, ich hoffe, es gefällt euch! Viele Grüße

Rubem