Bezdrôtový vysielač a prijímač zvuku na báze IR: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Bezdrôtový zvuk je už technicky vyspelou oblasťou, kde sú Bluetooth a RF komunikácie hlavnými technológiami (aj keď väčšina komerčných zvukových zariadení pracuje s Bluetooth). Navrhovanie jednoduchého obvodu IR Audio Link by nebolo výhodné v porovnaní s existujúcimi technológiami, ale určite to bude zážitok z učenia sa o bezdrôtovom prenose zvuku.

Dôvodom, prečo nie je prospešný, je skutočnosť, že na rozdiel od Bluetooth je IR infračervená komunikácia, tj vysielač aj prijímač musia byť vždy oproti sebe bez akýchkoľvek prekážok. Rozsah tiež nemusí byť taký veľký ako u typického bezdrôtového zvuku Bluetooth.

Napriek tomu mi na účely porozumenia navrhnem jednoduchý obvod IR Audio Link pomocou ľahko dostupných komponentov.

Krok 1: Komponenty, ktoré potrebujete

1. IR LED diódy
2. BC548
3. Breadboard
4. Fotodióda
5. Hrniec 100K
6. LM386
7. Rezistory (1k, 10k, 100k)
8. Kondenzátory (0,1 uF, 10uF, 22uF)

Tento projekt sponzoruje LCSC. Používam elektronické súčiastky z LCSC.com. LCSC si dáva za cieľ ponúknuť široký výber originálnych, vysokokvalitných elektronických komponentov za najlepšiu cenu. Zaregistrujte sa ešte dnes a pri prvej objednávke získate zľavu 8 dolárov.

Krok 2: Pracovný princíp

Princíp obvodu spočíva v tom, že budeme mať dva jednotlivé obvody. Jeden je obvod vysielača a druhý je obvod prijímača, obvod vysielača bude pripojený k 3,5 mm audio konektoru pre zvukový vstup a obvod prijímača bude pripojený k reproduktoru na prehrávanie skladieb. Zvukový signál bude prenášaný infračervenou diódou LED z obvodu vysielača; IR signály budú potom prijaté fotodiódou, ktorá bude umiestnená v obvode prijímača. Zvukový signál takto prijatý fotodiódou bude veľmi slabý, a preto bude zosilnený obvodom zosilňovača LM386 a nakoniec bude hrať na reproduktori.

Je veľmi podobný diaľkovému ovládaniu televízora, keď stlačíte tlačidlo infračervenej diódy na prednej strane televízora, vysiela signál, ktorý zachytí fotodióda (bežne TSOP), a signál sa dekóduje, aby sa zistilo, ktoré tlačidlo stlačili ste, skontrolujte tu univerzálny diaľkový ovládač IR pomocou TSOP. Podobne tu bude prenášaným signálom zvukový signál a prijímač bude obyčajná fotodióda. Táto technika bude fungovať aj pri bežných diódach LED a solárnych paneloch; Môžete si prečítať článok Prenos zvuku pomocou Li-Fi článku, aby ste pochopili, ako je táto metóda veľmi podobná technológii Li-Fi.

Krok 3: Obvod vysielača

Obvod vysielača pozostáva iba z niekoľkých infračervených diód LED a odporu pripojených priamo k zdroju zvuku a batérii. Jedným z chúlostivých miest, kde sa môžete stretnúť s problémom, je pripojenie zvukového konektora k obvodu. Bežný zvukový konektor bude mať tri výstupné kolíky, dva pre ľavé a pravé slúchadlo, a druhý je štít, ktorý bude fungovať ako uzemnenie. Potrebujeme jeden signálny kolík, ktorý môže byť ľavý alebo pravý, a jeden uzemňovací kolík pre náš obvod. Na nájdenie správnych vývodov môžete použiť multimetr v konektivite.

Fungovanie obvodu vysielača je veľmi jednoduché, infračervené svetlo z infračervenej diódy LED funguje ako nosný signál a intenzita infračerveného svetla funguje ako modulačný signál. Ak teda napájame infračervenú diódu prostredníctvom zdroja zvuku, batéria rozsvieti infračervenú diódu a intenzita, s ktorou svieti, bude založená na zvukovom signáli. Použili sme tu dve IR LED diódy len na zvýšenie dosahu obvodu; v opačnom prípade môžeme použiť dokonca jeden. Obvod staviam na dosku a obvod je možné napájať kdekoľvek medzi 5V až 9V, namiesto batérie som použil regulovaný 5V, takže som nepoužil odpor obmedzujúci prúd 1K. Nasledujúce pole je zobrazené na obrázku nižšie. Pripojil som tu svoj iPod ako zdroj zvuku, ale môžem použiť čokoľvek, čo má zvukový konektor (Ospravedlňujeme sa používateľom iPhone).

Krok 4: Obvod prijímača

Obvod prijímača pozostáva z fotodiódy, ktorá je pripojená k obvodu zosilňovača zvuku. Obvod zosilňovača zvuku je postavený na populárnom obvode LM386 IC od Texas Instruments. Výhodou tohto obvodu je, že vyžaduje minimálne množstvo komponentov. Tento obvod môže byť tiež napájaný z napätia od 5 V do 12 V, použil som svoj modul regulátora napájania do obvodu +5 V, ale môžete použiť aj 9 V batériu.

PIN 1 a 8: Toto sú PINy na ovládanie zisku, vnútorne je zisk nastavený na 20, ale je možné ho zvýšiť až na 200 použitím kondenzátora medzi PIN 1 a 8. Na dosiahnutie najvyššieho zisku sme použili kondenzátor 10uF C3, tj. Zisk je možné nastaviť na ľubovoľnú hodnotu od 20 do 200 pomocou správneho kondenzátora.

Pin 2 a 3: Toto sú vstupné PINy pre zvukové signály. Pin 2 je záporný vstupný pól, spojený so zemou. Pin 3 je kladný vstupný terminál, v ktorom je privádzaný zvukový signál na zosilnenie. V našom obvode je pripojený k kladnému pólu kondenzátorového mikrofónu 100k potenciometrom RV1. Potenciometer funguje ako gombík na ovládanie hlasitosti.

Pin 4 a 6: Toto sú kolíky napájacieho zdroja IC, pin 6 pre je +Vcc a pin 4 je uzemnený. Obvod môže byť napájaný napätím 5-12V.

Pin 5: Toto je výstupný PIN, z ktorého dostávame zosilnený zvukový signál. K reproduktoru je pripojený cez kondenzátor C2 na filtrovanie šumu spojeného s DC.

Pin 7: Toto je obtokový terminál. Na zaistenie stability môže byť ponechaný otvorený alebo uzemnený pomocou kondenzátora.

Krok 5: Ako ovládať obvod IR vysielača a prijímača?

• Najprv zapojte vysielač a prijímač oddelene podľa schémy zapojenia.
• Napájajte sekciu vysielača aj prijímača pomocou dvoch 9V batérií.
• Pripojte 8 Ω reproduktor na výstup integrovaného zosilňovača zvuku LM386.
• Zaistite, aby vzdialenosť medzi sekciami vysielača a prijímača bola menšia ako 30 cm.
• Zvukový signál aplikujte v sekcii vysielača pomocou mobilného telefónu alebo prehrávača hudby. Teraz môžete počúvať zvuk reproduktora.
• Odpojte batérie od vysielača a prijímača

V prípade ľudí, ktorým sa to nepodarilo prvýkrát, postupujte podľa týchto pokynov na ladenie obvodu.

• Po zapnutí obvodu vysielača pomocou kamery svojho mobilného telefónu skontrolujte, či svieti infračervená dióda, urobte to v tmavej miestnosti, aby ste to mohli ľahko zistiť. V svetlej miestnosti ani kamera nedokáže zachytiť IR svetlo. Ak svieti, je zaistené, že vysielač funguje podľa očakávania.
• Po vybudovaní obvodu prijímača vymeňte fotodiódu za 3,5 mm konektor a pustite si pieseň. Zvuk z vášho telefónu by mal byť zosilnený a prehrávaný vo vašom reproduktore, ak nie, nastavte RV1, kým nezačne fungovať. Hneď ako zaistíte funkčnosť, vymeňte 3,5 mm konektor za fotodiódu.
• K tomuto kroku pristúpte až po dodržaní vyššie uvedených dvoch. Nečakajte, že obvod bude fungovať na dlhší dosah, nechajte vysielač na pevnom mieste a pokúste sa umiestniť prijímač a rôzne uhly, kým nezachytí signály.