Bộ thu và phát âm thanh không dây dựa trên IR: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Âm thanh không dây đã là một lĩnh vực kỹ thuật tiên tiến trong đó Bluetooth và Truyền thông RF là công nghệ chính (mặc dù hầu hết các thiết bị âm thanh thương mại hoạt động với Bluetooth). Thiết kế một mạch liên kết âm thanh IR đơn giản sẽ không có lợi khi so sánh với các công nghệ hiện có nhưng nó chắc chắn sẽ là một kinh nghiệm học hỏi về truyền âm thanh không dây.

Lý do không mang lại lợi ích là thực tế là không giống như Bluetooth, IR là giao tiếp tầm nhìn, tức là cả bộ phát và bộ nhận phải luôn đối mặt với nhau mà không gặp bất kỳ trở ngại nào. Ngoài ra, phạm vi có thể không lớn bằng của Âm thanh không dây Bluetooth thông thường.

Không hơn không kém, với mục đích hiểu rõ, hãy để tôi thiết kế một mạch IR Audio Link đơn giản bằng cách sử dụng các linh kiện có sẵn dễ dàng.

Bước 1: Các thành phần bạn cần

1. Đèn LED hồng ngoại
2. BC548
3. Breadboard
4. Điốt quang
5. Nồi 100K
6. LM386
7. Điện trở (1k, 10k, 100k)
8. Tụ điện (0,1uF, 10uF, 22uF)

Dự án này được tài trợ bởi LCSC. Tôi đã và đang sử dụng các thành phần điện tử từ LCSC.com. LCSC cam kết cung cấp nhiều lựa chọn linh kiện điện tử chính hãng, chất lượng cao với mức giá tốt nhất. Đăng ký ngay hôm nay và được giảm giá $ 8 cho đơn hàng đầu tiên của bạn.

Bước 2: Nguyên tắc làm việc

Nguyên tắc đằng sau mạch là chúng ta sẽ có hai mạch riêng lẻ. Một là mạch phát và một là mạch thu, mạch phát sẽ được kết nối với jack Audio 3.5 mm để đầu vào âm thanh và mạch thu sẽ được kết nối với loa để phát các bài hát. Tín hiệu Âm thanh sẽ được truyền qua đèn LED hồng ngoại từ mạch phát; các tín hiệu IR sau đó sẽ được nhận bởi một photodiode sẽ được đặt trên mạch thu. Do đó, tín hiệu âm thanh do điốt quang nhận được sẽ rất yếu và do đó nó sẽ được khuếch đại bằng mạch khuếch đại LM386 và cuối cùng được phát trên loa.

Nó rất giống với điều khiển từ xa TV của bạn, khi bạn nhấn một nút, đèn LED hồng ngoại ở phía trước TV của bạn, nó sẽ truyền tín hiệu sẽ được nhận bởi một diode quang (thông thường là TSOP) và tín hiệu sẽ được giải mã để tìm ra nút nào bạn đã nhấn, hãy kiểm tra tại đây điều khiển từ xa IR đa năng sử dụng TSOP. Tương tự ở đây, tín hiệu được truyền đi sẽ là tín hiệu âm thanh và bộ thu sẽ là một điốt quang đơn giản. Kỹ thuật này cũng sẽ hoạt động với đèn LED bình thường và các tấm pin mặt trời; bạn có thể đọc bài viết Truyền âm thanh bằng Li-Fi để hiểu cách thức này rất giống với công nghệ Li-Fi.

Bước 3: Mạch phát

Mạch phát chỉ bao gồm một vài đèn LED hồng ngoại và điện trở được kết nối trực tiếp với nguồn âm thanh và pin. Một nơi khó khăn mà bạn có thể gặp phải sự cố là kết nối giắc cắm âm thanh với mạch. Giắc cắm Âm thanh thông thường sẽ có ba chân đầu ra, hai chân dành cho tai nghe trái và phải và chân còn lại là một tấm chắn sẽ hoạt động như một mặt đất. Chúng tôi cần một chân tín hiệu có thể là trái hoặc phải và một chân nối đất cho mạch của chúng tôi. Bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng trong kết nối để tìm các sơ đồ chân phù hợp.

Hoạt động của mạch Transmitter khá đơn giản, ánh sáng IR từ IR LED hoạt động như một tín hiệu sóng mang và cường độ của ánh sáng IR hoạt động như một tín hiệu điều chế. Vì vậy, nếu chúng ta cấp nguồn cho đèn LED hồng ngoại thông qua một nguồn Âm thanh, pin sẽ chiếu sáng đèn LED hồng ngoại và cường độ mà nó phát sáng sẽ dựa trên tín hiệu âm thanh. Chúng tôi đã sử dụng hai đèn LED IR ở đây chỉ để tăng phạm vi của mạch; nếu không, chúng tôi có thể sử dụng ngay cả một. Tôi xây dựng mạch của mình trên một breadboard và mạch có thể được cấp nguồn từ 5V đến 9V, tôi đã sử dụng 5V được điều chỉnh thay cho pin nên tôi không sử dụng điện trở giới hạn dòng 1K. Thiết lập breadboard được hiển thị bên dưới, tôi đã kết nối iPod của mình ở đây làm nguồn âm thanh nhưng có thể sử dụng bất kỳ thứ gì có giắc cắm Âm thanh (Xin lỗi người dùng iPhone).

Bước 4: Mạch thu

Mạch thu bao gồm một diode quang được kết nối với một mạch khuếch đại âm thanh. Mạch khuếch đại âm thanh được chế tạo bằng IC LM386 phổ biến của Texas Instruments, ưu điểm của mạch này là yêu cầu tối thiểu về linh kiện. Mạch này cũng có thể được cấp nguồn từ điện áp từ 5V đến 12 V, tôi đã sử dụng mô-đun điều chỉnh breadboard của mình để cung cấp + 5V cho mạch nhưng bạn cũng có thể sử dụng pin 9 V.

PIN 1 và 8: Đây là các PIN điều khiển độ lợi, bên trong độ lợi được đặt thành 20 nhưng có thể tăng lên đến 200 bằng cách sử dụng tụ điện giữa mã PIN 1 và 8. Chúng tôi đã sử dụng tụ 10uF C3 để có được độ lợi cao nhất tức là 200 Có thể điều chỉnh độ lợi thành bất kỳ giá trị nào trong khoảng từ 20 đến 200 bằng cách sử dụng tụ điện thích hợp.

Chân 2 và 3: Đây là các mã PIN đầu vào cho tín hiệu âm thanh. Chân 2 là cực đầu vào âm, kết nối với đất. Chân 3 là chân đầu vào tích cực, trong đó tín hiệu âm thanh được đưa vào để khuếch đại. Trong mạch của chúng tôi, nó được kết nối với cực dương của mic tụ bằng một chiết áp 100k RV1. Chiết áp hoạt động như một núm điều chỉnh âm lượng.

Chân 4 và 6: Đây là các Chân cấp nguồn của IC, Chân 6 là + Vcc và Chân 4 là Ground. Mạch có thể được cấp nguồn với điện áp từ 5-12v.

Chân 5: Đây là mã PIN đầu ra, từ đó chúng ta nhận được tín hiệu âm thanh khuếch đại. Nó được kết nối với loa thông qua một tụ điện C2 để lọc tiếng ồn ghép DC.

Chân 7: Đây là thiết bị đầu cuối rẽ nhánh. Nó có thể được để mở hoặc có thể được nối đất bằng cách sử dụng một tụ điện để ổn định.

Bước 5: Cách vận hành Mạch thu và phát âm thanh hồng ngoại?

• Ban đầu cung cấp cho máy phát và máy thu các kết nối riêng biệt theo sơ đồ mạch.
• Cấp nguồn cho cả phần phát và phần thu bằng hai pin 9V.
• Kết nối loa 8 Ω ở đầu ra của IC Khuếch đại âm thanh LM386.
• Đảm bảo rằng khoảng cách giữa bộ phát và bộ thu dưới 30 cm.
• Áp dụng tín hiệu âm thanh ở phần phát bằng điện thoại di động hoặc máy nghe nhạc. Bây giờ bạn có thể nghe âm thanh của loa.
• Ngắt kết nối pin khỏi máy phát và máy thu

Đối với những người không làm cho nó hoạt động lần đầu tiên, hãy làm theo các bước để gỡ lỗi mạch.

• Sau khi cấp nguồn cho mạch Transmitter, hãy sử dụng camera của điện thoại di động để kiểm tra xem IR LED có phát sáng hay không, thực hiện việc này trong phòng tối để bạn có thể phát hiện dễ dàng. Trong phòng sáng, ngay cả máy ảnh cũng không thể chọn ánh sáng hồng ngoại. Nếu nó phát sáng thì nó đảm bảo rằng máy phát đang hoạt động như mong đợi.
• Sau khi xây dựng mạch thu, hãy thay thế diode quang bằng giắc cắm 3,5 mm và phát một bài hát. Âm thanh từ điện thoại của bạn phải được khuếch đại và phát trong loa của bạn, nếu không điều chỉnh RV1 cho đến khi nó bắt đầu hoạt động. Sau khi bạn đảm bảo hoạt động, hãy thay lại giắc cắm 3,5 mm bằng điốt quang.
• Chỉ tiến hành bước này sau khi làm theo hai bước trên. Đừng mong đợi mạch hoạt động trong phạm vi xa hơn, hãy để máy phát ở một nơi cố định và thử định vị máy thu và các góc khác nhau cho đến khi nó nhận được tín hiệu.