Bezprzewodowy obwód nadajnika i odbiornika audio oparty na podczerwieni

Podczerwień jest najczęściej używanym medium do bezprzewodowego przesyłania danych o ograniczonym zasięgu, a już omówiliśmy prosty obwód nadajnika i odbiornika podczerwieni. Dziś w tym artykule nauczymy się, jak zbudować prosty obwód bezprzewodowego przesyłania dźwięku za pomocą diod LED IR. Korzystając z tego obwodu, powinieneś być w stanie odtwarzać utwory z iPoda, telefonu komórkowego lub komputera na zewnętrznym głośniku bez konieczności bezpośredniego podłączania ich za pomocą kabla AUX. Obwód ma wiele ograniczeń i są lepsze sposoby, takie jak Bluetooth do bezprzewodowego odtwarzania utworów, dlatego ten artykuł ma na celu jedynie pomóc ci zrozumieć proste obwody audio i jednocześnie dobrze się bawić budując je. Również obwód tego projektu jest maksymalnie uproszczony, aby wszystko było proste i niezawodne, aby ułatwić budowanie, więc powinien to być wspaniały weekendowy projekt do budowania i uczenia się wraz z przyjaciółmi. Skoro już to zostało powiedziane, zacznijmy !!

Zasada działania

Zasada działania obwodu polega na tym, że będziemy mieć dwa oddzielne obwody. Jeden to obwód nadajnika, a drugi to obwód odbiornika, obwód nadajnika zostanie podłączony do gniazda audio 3,5 mm dla wejścia audio, a obwód odbiornika zostanie podłączony do głośnika w celu odtwarzania utworów. Sygnał audio będzie przesyłany przez diodę podczerwieni z obwodu nadajnika; sygnały IR będą następnie odbierane przez fotodiodę, która zostanie umieszczona w obwodzie odbiornika. Sygnał audio odbierany w ten sposób przez fotodiodę będzie bardzo słaby, a zatem będzie wzmacniany przez obwód wzmacniacza LM386 i ostatecznie odtwarzany przez głośnik.

Jest bardzo podobny do pilota telewizora, po naciśnięciu przycisku dioda podczerwieni z przodu telewizora transmituje sygnał, który zostanie odebrany przez fotodiodę (zwykle TSOP), a sygnał zostanie zdekodowany, aby znaleźć przycisk nacisnąłeś, sprawdź tutaj uniwersalnego pilota na podczerwień za pomocą TSOP. Podobnie przesyłany sygnał będzie sygnałem audio, a odbiornik zwykłą fotodiodą. Ta technika będzie działać również w przypadku zwykłych diod LED i paneli słonecznych; możesz przeczytać artykuł Audio Transfer using Li-Fi, aby zrozumieć, w jaki sposób ta metoda jest bardzo podobna do technologii Li-Fi.

Wymagane składniki

• Płytka prototypowa (2 numery)
• Dioda podczerwieni (2 szt.)
• Gniazdo audio 3,5 mm
• LM386 IC
• Dioda fotograficzna
• 100K POT
• Rezystory (1k, 10k, 100k)
• Kondensatory (0,1uF, 10uF, 22uF)

Schemat obwodu

Pełny schemat obwodu dla tego bezprzewodowego transferu muzyki z wykorzystaniem projektu diod podczerwieni znajduje się poniżej:

Obwód nadajnika

Obwód nadajnika składa się tylko z kilku diod LED podczerwieni i rezystora podłączonych bezpośrednio do źródła dźwięku i baterii. Jednym trudnym miejscem, w którym możesz napotkać problem, jest podłączenie gniazda audio do obwodu. Normalne gniazdo audio będzie miało trzy styki wyjściowe, dwa dla lewej i prawej słuchawki, a drugi to ekran, który będzie działał jako masa. Potrzebujemy jednego kołka sygnałowego, który może być lewy lub prawy, i jednego kołka uziemienia dla naszego obwodu. Możesz użyć multimetru w łączności, aby znaleźć odpowiednie wyprowadzenia. Moje gniazdo ma styki w tym formacie pokazanym poniżej.

Działanie obwodu Nadajnika jest dość proste, światło podczerwone diody IR działa jako sygnał nośny, a intensywność światła podczerwonego działa jako sygnał modulujący. Jeśli więc zasilimy diodę podczerwieni przez źródło Audio, bateria zaświeci diodę IR, a intensywność, z jaką świeci, będzie oparta na sygnale audio. Użyliśmy tutaj dwóch diod podczerwieni, aby zwiększyć zasięg obwodu; w przeciwnym razie możemy użyć nawet jednego. Mój obwód buduję na płytce stykowej, a obwód można zasilać w dowolnym miejscu od 5 V do 9 V, użyłem regulowanego 5 V zamiast akumulatora, więc nie użyłem rezystora ograniczającego prąd 1K. Konfiguracja płytki prototypowej jest pokazana poniżej, podłączyłem tutaj mojego iPoda jako źródło dźwięku, ale mogę używać wszystkiego, co ma gniazdo audio (przepraszam użytkowników Iphone).

Obwód odbiornika

Obwód odbiorczy składa się z fotodiody, który jest podłączony do obwodu wzmacniacza audio. Obwód wzmacniacza audio jest zbudowany z popularnego układu scalonego LM386 z Texas Instruments, zaletą tego obwodu jest to, że wymaga minimalnych komponentów. Ten obwód może być również zasilany napięciem z zakresu od 5 V do 12 V, użyłem mojego modułu regulatora płytki prototypowej do zasilania obwodu + 5 V, ale możesz również użyć baterii 9 V. Poniżej pokazano konfigurację mojego nadajnika na płytce do chleba.

Szczegóły pinów układu scalonego LM386 podano poniżej

PIN 1 i 8 : Są to kody PIN kontroli wzmocnienia, wewnętrznie wzmocnienie jest ustawione na 20, ale można je zwiększyć do 200, używając kondensatora między PIN 1 a 8. Użyliśmy kondensatora C3 o pojemności 10 uF, aby uzyskać największe wzmocnienie, tj. 200 Wzmocnienie można ustawić na dowolną wartość od 20 do 200 używając odpowiedniego kondensatora.

Styk 2 i 3: To są wejściowe kody PIN sygnałów dźwiękowych. Pin 2 to ujemny zacisk wejściowy, podłączony do masy. Pin 3 to dodatni zacisk wejściowy, do którego doprowadzany jest sygnał dźwiękowy w celu wzmocnienia. W naszym układzie jest podłączony do dodatniego zacisku mikrofonu pojemnościowego za pomocą potencjometru RV1 100k. Potencjometr pełni rolę pokrętła regulacji głośności.

Pin 4 i 6: To są styki zasilania układu scalonego, Pin 6 to + Vcc, a Pin 4 to masa. Obwód można zasilać napięciem od 5 do 12 V.

Pin 5: To jest wyjściowy PIN, z którego otrzymujemy wzmocniony sygnał dźwiękowy. Jest on podłączony do głośnika przez kondensator C2 w celu filtrowania szumów sprzężonych prądem stałym.

Pin 7: To jest zacisk obejścia. Można go pozostawić otwartą lub uziemić za pomocą kondensatora zapewniającego stabilność

Testowanie obwodu bezprzewodowego przesyłania muzyki

Po zbudowaniu obu obwodów na płytce stykowej, zasil je indywidualnie i podłącz źródło dźwięku do części nadajnika, teraz umieść obwód odbiornika w linii z obwodem nadajnika w promieniu 10 cm i sprawdź, czy słyszysz dźwięk w obwodzie. Jeśli nie, spróbuj wyregulować położenie POT RV1, aż coś usłyszysz. Pełne działanie obwodu można znaleźć w filmie, do którego link znajduje się na dole tej strony.

Jeśli obwód zadziałał za pierwszym razem, uważaj się za szczęściarza. Ponieważ jest wiele miejsc, w których można się pomylić, więc budowanie obwodu audio na płytce prototypowej jest najprawdopodobniej podatne na hałas. Tak więc dla osób, które nie chcą, aby działał za pierwszym razem, postępuj zgodnie z instrukcjami debugowania obwodu.

• Po zasileniu obwodu nadajnika użyj aparatu w telefonie komórkowym, aby sprawdzić, czy dioda podczerwieni świeci się, zrób to w ciemnym pomieszczeniu, aby łatwo ją wykryć. W jasnym pomieszczeniu nawet kamera nie może wychwycić światła podczerwonego. Jeśli się świeci, można mieć pewność, że nadajnik działa zgodnie z oczekiwaniami.
• Po zbudowaniu obwodu odbiornika zamień fotodiodę na gniazdo 3,5 mm i odtwórz utwór. Dźwięk z telefonu powinien być wzmocniony i odtwarzany w głośniku, jeśli nie, wyreguluj RV1, aż zacznie działać. Gdy upewnisz się, że działa, ponownie zamień gniazdo 3,5 mm na fotodiodę.
• Przejdź do tego kroku dopiero po wykonaniu dwóch powyższych. Nie spodziewaj się, że obwód będzie działał na dłuższy zasięg, pozostaw nadajnik w stałym miejscu i spróbuj ustawić odbiornik pod różnymi kątami, aż odbierze sygnały.

Mam nadzieję, że do tego czasu Twój obwód już działał i dobrze się bawiłeś budując go po drodze. Jeśli nie, opublikuj swoje problemy w sekcji komentarzy poniżej lub skorzystaj z forum, aby uzyskać szybką odpowiedź.