IR -pohjainen langaton äänilähetin ja -vastaanotin: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Langaton ääni on jo teknisesti kehittynyt ala, jossa Bluetooth ja RF -viestintä ovat tärkeimpiä tekniikoita (vaikka useimmat kaupalliset äänilaitteet toimivat Bluetoothin kanssa). Yksinkertaisen IR -audiolinkkipiirin suunnittelusta ei olisi hyötyä nykyisiin tekniikoihin verrattuna, mutta se on varmasti oppiva kokemus langattomasta äänensiirrosta.

Syy siihen, ettei siitä ole hyötyä, on se, että toisin kuin Bluetooth, IR on näköyhteys, eli sekä lähettimen että vastaanottimen on aina oltava toisiaan vastaan ilman esteitä. Myös kantama ei ehkä ole yhtä suuri kuin tyypillisen langattoman Bluetooth -äänen.

Ymmärtämisen vuoksi haluan kuitenkin suunnitella yksinkertaisen IR Audio Link -piirin helposti saatavilla olevien komponenttien avulla.

Vaihe 1: Tarvitsemasi komponentit

1. IR -LEDit
2. BC548
3. Leipälauta
4. Valodiodi
5. Potti 100K
6. LM386
7. Vastukset (1k, 10k, 100k)
8. Kondensaattorit (0,1uF, 10uF, 22uF)

Tätä projektia sponsoroi LCSC. Olen käyttänyt LCSC.comin elektronisia komponentteja. LCSC on vahvasti sitoutunut tarjoamaan laajan valikoiman aitoja, korkealaatuisia elektronisia komponentteja parhaaseen hintaan. Rekisteröidy tänään ja saat 8 dollaria alennusta ensimmäisestä tilauksestasi.

Vaihe 2: Toimintaperiaate

Piirin takana oleva periaate on, että meillä on kaksi erillistä piiriä. Yksi on lähetinpiiri ja toinen vastaanotinpiiri, lähetinpiiri kytketään 3,5 mm: n ääniliitäntään äänituloa varten ja vastaanotinpiiri yhdistetään kaiuttimeen kappaleiden toistamiseksi. Audiosignaali lähetetään infrapuna -LED: n kautta lähettimen piiristä; IR -signaalit vastaanotetaan sitten fotodiodilla, joka sijoitetaan vastaanotinpiiriin. Valodiodin näin vastaanottama audiosignaali on erittäin heikko, joten sitä vahvistetaan LM386 -vahvistinpiirillä ja lopulta toistetaan kaiuttimella.

Se on hyvin samanlainen kuin television kaukosäädin, kun painat television etuosassa olevaa IR -led -painiketta, se lähettää signaalin, jonka fotodiodi (TSOP yleisesti) vastaanottaa, ja signaali dekoodataan löytääksesi mikä painike kun olet painanut, tarkista tästä yleinen infrapunakaukosäädin TSOP: n avulla. Samoin tässä lähetetty signaali on audiosignaali ja vastaanotin tavallinen fotodiodi. Tämä tekniikka toimii myös normaalien LED -valojen ja aurinkopaneelien kanssa; Voit lukea artikkelin Äänensiirto Li-Fi: llä avulla ymmärtääksesi, miten tämä menetelmä on hyvin samanlainen kuin Li-Fi-tekniikka.

Vaihe 3: Lähetinpiiri

Lähetinpiiri koostuu vain parista IR -LEDistä ja vastuksesta, jotka on kytketty suoraan äänilähteeseen ja akkuun. Yksi hankala paikka, jossa saatat kohdata ongelman, on ääniliitännän kytkeminen piiriin. Normaalissa ääniliittimessä on kolme ulostulonappia kaksi vasenta ja oikeaa kuuloketta varten ja toinen on suoja, joka toimii maadoituksena. Tarvitsemme yhden signaalitapin, joka voi olla joko vasen tai oikea, ja yhden maadoituspiirin piirillemme. Voit käyttää oikeita pinoutteja yleismittarilla.

Lähetinpiirin toiminta on melko yksinkertaista, IR -LED: n infrapunavalo toimii kantoaaltosignaalina ja IR -valon voimakkuus moduloivana signaalina. Joten jos käytämme infrapunajohtoa äänilähteen kautta, akku valaisee infrapunavalon ja sen hehkun voimakkuus perustuu äänisignaaliin. Olemme käyttäneet täällä kahta IR -LEDiä vain piirin kantaman lisäämiseksi; muutoin voimme käyttää jopa yhtä. Rakennan piirini leipälevyn päälle ja piiriin voidaan syöttää virtaa missä tahansa välillä 5V - 9V, käytin säädettyä 5V akun sijasta, joten en käyttänyt virranrajoitusvastusta 1K. Leipälevyn asetukset on esitetty alla, olen liittänyt iPodini tähän äänilähteeksi, mutta voin käyttää mitä tahansa, jossa on ääniliitäntä (Anteeksi iPhonen käyttäjät).

Vaihe 4: Vastaanotinpiiri

Vastaanotinpiiri koostuu fotodiodista, joka on liitetty äänivahvistinpiiriin. Äänenvahvistinpiiri on rakennettu käyttämällä Texas Instrumentsin suosittua LM386 IC -laitetta. Tämän piirin etuna on sen vähimmäisvaatimus komponenteille. Tätä piiriä voidaan myös käyttää jännitteellä, joka vaihtelee 5 V: sta 12 V: iin. Olen käyttänyt leipälautan säätömoduuliani +5 V: n syöttämiseen piiriin, mutta voit käyttää myös 9 V: n akkua.

PIN 1 ja 8: Nämä ovat vahvistuksen hallinnan PIN -koodit, sisäisesti vahvistukseksi on asetettu 20, mutta sitä voidaan suurentaa 200: een käyttämällä kondensaattoria PIN 1: n ja 8: n välillä. Olemme käyttäneet 10uF kondensaattoria C3 saadaksesi suurimman vahvistuksen eli 200 Vahvistus voidaan säätää mihin tahansa arvoon 20 - 200 käyttämällä asianmukaista kondensaattoria.

Nastat 2 ja 3: Nämä ovat äänisignaalien syöttö -PIN -koodit. Nasta 2 on negatiivinen tuloliitin, joka on kytketty maahan. Nasta 3 on positiivinen tuloliitin, jossa äänisignaali syötetään vahvistettavaksi. Piirissämme se on kytketty lauhdutinmikrofonin positiiviseen napaan 100k potentiometrillä RV1. Potentiometri toimii äänenvoimakkuuden säätönuppina.

Nastat 4 ja 6: Nämä ovat IC: n virtalähteen nastat, nasta 6 on +Vcc ja nasta 4 on maadoitettu. Piiri voidaan syöttää jännitteellä 5-12v.

Nasta 5: Tämä on lähtö -PIN, josta saamme vahvistetun äänisignaalin. Se on kytketty kaiuttimeen kondensaattorin C2 kautta tasavirtakytkentäisen kohinan suodattamiseksi.

Nasta 7: Tämä on ohitusliitin. Se voidaan jättää auki tai maadoittaa käyttämällä kondensaattoria vakauden varmistamiseksi.

Vaihe 5: Kuinka käyttää IR -äänilähetin- ja vastaanotinpiiriä?

• Anna aluksi lähettimen ja vastaanottimen liitännät erikseen piirikaavion mukaisesti.
• Käytä virtaa sekä lähettimen että vastaanottimen osiin kahdella 9 V: n paristolla.
• Kytke 8 Ω kaiutin LM386 -äänivahvistimen IC -lähtöliitäntään.
• Varmista, että lähettimen ja vastaanottimen välinen etäisyys on alle 30 cm.
• Käytä äänisignaalia lähettimen osassa matkapuhelimella tai musiikkisoittimella. Nyt voit kuunnella kaiuttimen ääntä.
• Irrota paristot lähettimestä ja vastaanottimesta

Ihmisille, jotka eivät saaneet sitä toimimaan ensimmäistä kertaa, noudata piirin virheenkorjauksen ohjeita.

• Kun lähettimen virtapiiri on kytketty päälle, tarkista matkapuhelimen kameralla, palaako IR -LED, tee tämä pimeässä huoneessa, jotta voit havaita sen helposti. Kirkkaassa huoneessa edes kamera ei pysty valitsemaan infrapunavaloa. Jos se palaa, se on varma, että lähetin toimii odotetulla tavalla.
• Kun olet muodostanut vastaanotinpiirin, vaihda fotodiodi 3,5 mm: n liittimeen ja toista kappale. Puhelimen ääntä on vahvistettava ja toistettava kaiuttimestasi, jos et säädä RV1: tä ennen kuin se alkaa toimia. Kun olet varmistanut työskentelyn, vaihda 3,5 mm: n liitin uudelleen fotodiodiin.
• Jatka tähän vaiheeseen vasta sen jälkeen, kun olet noudattanut kahta edellä mainittua. Älä odota piirin toimivan pidemmällä kantamalla, jätä lähetin kiinteään paikkaan ja yritä sijoittaa vastaanotin eri kulmiin, kunnes se vastaanottaa signaaleja.