뮤지컬 보드북: 전 연령을 위한 기분 전환 및 기억력 증진 도구

구성품 및 부품

필요한 도구 및 기계

• 3D 프린터 (일반)

프로젝트 소개

음악은 모든 연령대에 유익합니다. 유아부터 노인까지 기분을 좋게 하고 건강을 증진하며 기억력을 자극합니다. 최근 알츠하이머를 앓는 안넬의 어머니께 아동용 뮤지컬 보드북을 보여드렸는데, 친숙한 노래를 듣자 놀랍게도 정신이 맑아지고 기뻐하셨습니다. 어머님께서 연령에 맞는 음악이 담긴 자신만의 책을 가지신다면 얼마나 좋을까 생각했습니다.

Notable Board Books는 개인 맞춤형 음악과 사진을 담은 커스터마이징 가능한 인터랙티브 북입니다. 합창을 유도하기 위해 기악과 보컬 트랙을 모두 포함합니다. 모든 버튼과 스위치를 없애고, 책을 집어들면 '대기 모드'로 진입하고 사용자가 페이지를 선택하면 해당 페이지의 음악이 재생되도록 했습니다.

조립 과정

1. 전자장치 및 스피커 케이스 조립: 3D 프린팅된 'backbase'와 'speakerhousingb'를 양끝 구멍을 맞춰 M3 나사 2개로 연결
2. 스피커 배선: 4옴 스피커에 약 9인치 전선 납땜 후 스피커 하우징에 M3 나사/너트로 고정
3. 스피커 선 라우팅: 큰 구멍을 통해 전자장치 하우징으로 스피커 선 통과
4. 포토레지스터 준비: 리드선을 바디 근처에서 구부리고 전자장치 인클로저의 원형 구멍에 삽입 (직사각형 구멍으로 리드선 통과)
5. 열수축 튜브 작업: 포토레지스터 한 쪽 리드에 약 1/2인치 열수축 튜브를 끼워 단락 방지
6. 회로도 따라 배선: 포토레지스터 한 쪽 리드에 랩와이어 납땜 후 열수축 튜브로 절연, 다른 쪽 리드들은 모두 +5V로 연결
7. 틸트 스위치 장착: 롤러 볼 틸트 스위치를 3D 프린팅된 'tilt1'에 삽입 (황동 단자가 위쪽), 양단에 전선 납땜 후 벨크로로 고정
8. 보드북 구멍 뚫기: '펀치 지그'를 빈 보드북 우상단에 맞춰 드릴 펀치로 위치 표시, 7mm 홀코어 드릴 비트로 구멍 뚫기 (일반 비트로 예비 구멍 권장)
9. 페이지별 구멍 깊이: 첫 구멍은 5페이지, 두 번째는 4페이지... 순으로 관통
10. 콘텐츠 인쇄 및 부착: 텍스트/사진 선택 및 크기 조정 후 사진용지(견고한 것)에 인쇄, 흰색 접착제로 부착 (페이지 간 붙지 않게 한 장씩 말려가며 작업)
11. 음악 녹음 및 변환: 저작권 만료 곡 선정, 가족이 연주/노래 녹음 (아이폰 '보이스 메모' 활용) → m4a 파일을 ogg로 변환 → Adafruit 사운드 보드에 T05.ogg 등 슬롯 번호명으로 복사
12. 최종 조립 및 테스트: 회로도 따라 배선, 아두이노에 스케치 업로드, 틸트로 전원 켜고 오디오 앰프 볼륨 조절
13. 보정: 포토레지스터 아날로그 입력 전압 측정해 임계값 600 설정 (열린 페이지 ~700, 닫힌 페이지 ~2V)
14. 벨크로 부착 및 완성: 인클로저 홈에 벨크로 부착, 보드북 구멍과 포토레지스터 정렬 후 배터리/스피커 커버 나사로 고정

Notable Board Books

자재 명세서 (BOM)

• Arduino Uno (1)
• Adafruit Audio FX Sound Board WAV/OGG 16MB Flash (1)
• 2" 4옴 3W 풀레인지 스피커 (1)
• 3W DC 5V 오디오 앰프 (1)
• 포토 레지스터 5mm (5)
• 5V 릴레이 모듈 (1)
• 롤러 볼 틸트 스위치 (1)
• 3.3kΩ 1/4W 저항 (5)
• 9V 배터리 커넥터 (1)
• 9V 배터리 (1)
• M3×12mm 나사 (6)
• M3 너트 (2)
• 브레드보드 2"×3.5" (1)
• 빈 보드북 6"×6" (1)
• 벨크로 1" 폭 10" 길이 (1)
• 기타: 납땜, 열수축 튜브, 전선
• 3D 프린팅 파트: Back Base, Speaker housingb, Speaker lidb, tilt1

파일

https://hackaday.io/project/96972/files

코드

Notable Board Books Control (Arduino, C/C++)

int r=200, r1=200, r2=200, r3=200, r4=200;
int a=0, b=0, c=0, d=0, e=0;
int t1=0, t2=0, on=0, td=500;

void setup() {
  pinMode(2, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT); pinMode(7, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT); pinMode(11, OUTPUT); pinMode(3, OUTPUT); // 바이패스 릴레이
  digitalWrite(3, HIGH); // 시스템 켜짐 유지
  digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(7, HIGH);
  digitalWrite(9, HIGH); digitalWrite(11, HIGH);
  delay(1000); // 책 집어드는 동안 대기
}

void loop() {
  r4 = analogRead(A4); r3 = analogRead(A3); r2 = analogRead(A2);
  r1 = analogRead(A1); r = analogRead(A0);
  
  if (r4 > 600) a = 1;
  if (r3 > 600) b = 2;
  if (r2 > 600) c = 4;
  if (r1 > 600) d = 8;
  if (r > 600) e = 16;
  
  t1 = a + b + c + d + e;
  delay(600); // 읽기 간격
  
  r4 = analogRead(A4); r3 = analogRead(A3); r2 = analogRead(A2);
  r1 = analogRead(A1); r = analogRead(A0);
  
  if (r4 > 600) a = 1;
  if (r3 > 600) b = 2;
  if (r2 > 600) c = 4;
  if (r1 > 600) d = 8;
  if (r > 600) e = 16;
  
  t2 = a + b + c + d + e;
  
  if (t1 == t2) { // 연속 2회 동일 읽기 = 유효
    if (a == 1) { digitalWrite(2, LOW); on=1; digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(7, HIGH); digitalWrite(9, HIGH); digitalWrite(11, HIGH); digitalWrite(3, HIGH); delay(150); }
    if (b == 2 && on == 0) { digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(7, HIGH); digitalWrite(9, HIGH); digitalWrite(11, HIGH); digitalWrite(3, HIGH); on=1; delay(150); }
    if (c == 4 && on == 0) { digitalWrite(7, LOW); digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(9, HIGH); digitalWrite(11, HIGH); digitalWrite(3, HIGH); on=1; delay(150); }
    if (d == 8 && on == 0) { digitalWrite(9, LOW); digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(7, HIGH); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(11, HIGH); digitalWrite(3, HIGH); on=1; delay(150); }
    if (e == 16 && on == 0) { digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(7, HIGH); digitalWrite(9, HIGH); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, HIGH); delay(150); }
    if (t2 == 0) { digitalWrite(11, HIGH); digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(7, HIGH); digitalWrite(9, HIGH); digitalWrite(1, HIGH); digitalWrite(3, LOW); } // 릴레이 끄기
  }
  on = 0; a = 0; b = 0; c = 0; d = 0; e = 0;
}

회로도

(회로도 이미지 참조)