IR bezdrátový audio vysílač a přijímač: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Bezdrátový zvuk je již technicky vyspělou oblastí, kde jsou Bluetooth a RF komunikace hlavními technologiemi (ačkoli většina komerčních zvukových zařízení pracuje s Bluetooth). Navrhování jednoduchého IR Audio Link Circuit by nebylo výhodné ve srovnání se stávajícími technologiemi, ale určitě to bude zážitek z učení o bezdrátovém přenosu zvuku.

Důvodem, proč není prospěšný, je skutečnost, že na rozdíl od Bluetooth je IR přímá komunikace, tj. Vysílač i přijímač musí vždy stát proti sobě bez jakýchkoli překážek. Také rozsah nemusí být tak velký jako u typického bezdrátového zvuku Bluetooth.

Nicméně pro účely pochopení mi dovolte navrhnout jednoduchý obvod IR Audio Link pomocí snadno dostupných komponent.

Krok 1: Komponenty, které potřebujete

1. IR LED
2. BC548
3. Prkénko
4. Fotodioda
5. Hrnec 100K
6. LM386
7. Rezistory (1k, 10k, 100k)
8. Kondenzátory (0,1 uF, 10uF, 22uF)

Tento projekt je sponzorován LCSC. Používám elektronické součástky z LCSC.com. Společnost LCSC má velký závazek nabízet široký výběr originálních, vysoce kvalitních elektronických součástek za nejlepší cenu. Zaregistrujte se ještě dnes a získejte slevu 8 $ na první objednávku.

Krok 2: Princip práce

Principem obvodu je, že budeme mít dva jednotlivé obvody. Jeden je obvod vysílače a druhý obvod přijímače, obvod vysílače bude připojen k 3,5mm audio konektoru pro audio vstup a obvod přijímače bude připojen k reproduktoru pro přehrávání skladeb. Zvukový signál bude přenášen infračervenou LED z obvodu vysílače; IR signály budou poté přijímány fotodiodou, která bude umístěna v obvodu přijímače. Zvukový signál takto přijatý fotodiodou bude velmi slabý, a proto bude zesílen obvodem zesilovače LM386 a nakonec přehráván na reproduktoru.

Je velmi podobný dálkovému ovládání vašeho televizoru, když stisknete tlačítko, které infračervená LED na přední straně televizoru vysílá signál, který bude zachycen fotodiodou (běžně TSOP) a signál bude dekódován, aby se zjistilo, které tlačítko stiskli jste zde, podívejte se na univerzální IR dálkové ovládání pomocí TSOP. Podobně zde bude přenášeným signálem zvukový signál a přijímač bude obyčejná fotodioda. Tato technika bude fungovat i s normálními LED a solárními panely; v článku Přenos zvuku pomocí Li-Fi si můžete přečíst, jak je tato metoda velmi podobná technologii Li-Fi.

Krok 3: Obvod vysílače

Obvod vysílače se skládá pouze z několika infračervených LED a odporu připojeného přímo ke zdroji zvuku a baterii. Jedním z choulostivých míst, kde byste mohli narazit na problém, je připojení zvukového konektoru k obvodu. Normální audio konektor bude mít tři výstupní piny dva pro levé a pravé sluchátko a druhý je štít, který bude fungovat jako uzemnění. Potřebujeme jeden signální kolík, který může být buď levý nebo pravý, a jeden zemnící kolík pro náš obvod. Pomocí multimetru v konektivitě můžete najít správné vývody.

Fungování obvodu vysílače je velmi jednoduché, infračervené světlo z IR LED funguje jako nosný signál a intenzita infračerveného světla působí jako modulační signál. Pokud tedy napájíme infračervenou diodu prostřednictvím zdroje zvuku, baterie rozsvítí infračervenou diodu a její intenzita bude záviset na zvukovém signálu. Použili jsme zde dvě infračervené LED diody, jen abychom zvýšili dosah obvodu; jinak můžeme použít i jeden. Obvod stavím na prkénko a obvod lze napájet kdekoli mezi 5V až 9V, místo baterie jsem použil regulovaný 5V, takže jsem nepoužil odpor omezující proud 1K. Níže je uvedeno nastavení prkénka, připojil jsem zde svůj iPod jako zdroj zvuku, ale mohu použít cokoli, co má konektor zvuku (omlouváme se uživatelům iPhonu).

Krok 4: Obvod přijímače

Obvod přijímače se skládá z fotodiody, která je připojena k obvodu zesilovače zvuku. Obvod zesilovače zvuku je postaven pomocí populárního LM386 IC od Texas Instruments, výhodou tohoto obvodu je, že jeho minimální požadavek na komponenty. Tento obvod lze také napájet napětím v rozmezí 5 V až 12 V, použil jsem svůj modul regulátoru pro napájení +5 V do obvodu, ale můžete také použít 9 V baterii.

PIN 1 a 8: Toto jsou PINy pro řízení zisku, interně je zisk nastaven na 20, ale lze jej zvýšit až na 200 pomocí kondenzátoru mezi PIN 1 a 8. K dosažení nejvyššího zisku jsme použili kondenzátor 10uF C3, tj. 200 • Zisk lze nastavit na libovolnou hodnotu mezi 20 a 200 pomocí správného kondenzátoru.

Pin 2 a 3: Toto jsou vstupní PINy pro zvukové signály. Pin 2 je záporný vstupní terminál, připojený k zemi. Pin 3 je kladný vstupní terminál, ve kterém je přiváděn zvukový signál pro zesílení. V našem obvodu je připojen ke kladnému vývodu kondenzátorového mikrofonu 100k potenciometrem RV1. Potenciometr funguje jako knoflík pro ovládání hlasitosti.

Pin 4 a 6: Toto jsou napájecí kolíky IC, Pin 6 pro je +Vcc a Pin 4 je Ground. Obvod může být napájen napětím mezi 5-12v.

Pin 5: Toto je výstupní PIN, ze kterého získáváme zesílený zvukový signál. K reproduktoru je připojen přes kondenzátor C2 k filtrování šumu spojeného s DC.

Pin 7: Toto je obtokový terminál. Může být ponechán otevřený nebo může být kvůli stabilitě uzemněn pomocí kondenzátoru.

Krok 5: Jak ovládat obvod IR vysílače a přijímače?

• Nejprve zapojte vysílač a přijímač samostatně podle schématu zapojení.
• Připojte napájení vysílače i přijímače pomocí dvou 9V baterií.
• Připojte 8 Ω reproduktor na výstup integrovaného zesilovače zvuku LM386.
• Zajistěte, aby vzdálenost mezi sekcemi vysílače a přijímače byla menší než 30 cm.
• Použijte zvukový signál v sekci vysílače pomocí mobilního telefonu nebo hudebního přehrávače. Nyní můžete poslouchat zvuk reproduktoru.
• Odpojte baterie od vysílače a přijímače

U lidí, kterým se to nepovedlo napoprvé, postupujte podle pokynů k ladění obvodu.

• Po napájení obvodu vysílače zkontrolujte pomocí kamery svého mobilního telefonu, zda svítí IR LED, proveďte to v temné místnosti, abyste to mohli snadno detekovat. Ve světlé místnosti ani kamera nedokáže zachytit infračervené světlo. Pokud svítí, je zajištěno, že vysílač funguje podle očekávání.
• Po vybudování obvodu přijímače nahraďte fotodiodu 3,5mm konektorem a zahrajte skladbu. Zvuk z vašeho telefonu by měl být zesílen a přehráván ve vašem reproduktoru, pokud ne, nastavte RV1, dokud nezačne fungovat. Jakmile zajistíte správnou funkci, nahraďte 3,5 mm konektor opět fotodiodou.
• K tomuto kroku přistupte až po provedení výše uvedených dvou. Nečekejte, že obvod bude fungovat na delší dosah, nechte vysílač na pevném místě a zkuste umístit přijímač a různé úhly, dokud nezachytí signály.