Trasmettitore e ricevitore audio wireless basato su IR: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

L'audio wireless è già un campo tecnicamente avanzato in cui Bluetooth e comunicazioni RF sono le principali tecnologie (sebbene la maggior parte delle apparecchiature audio commerciali funzioni con Bluetooth). Progettare un semplice circuito di collegamento audio IR non sarebbe vantaggioso rispetto alle tecnologie esistenti, ma sicuramente sarà un'esperienza di apprendimento sul trasferimento audio wireless.

Il motivo per non essere vantaggioso è il fatto che, a differenza del Bluetooth, l'IR è una comunicazione in linea di vista, ovvero sia il trasmettitore che il ricevitore devono sempre essere uno di fronte all'altro senza ostacoli. Inoltre, la portata potrebbe non essere ampia come quella di un tipico audio wireless Bluetooth.

Tuttavia, ai fini della comprensione, vorrei progettare un semplice circuito IR Audio Link utilizzando componenti facilmente disponibili.

Passaggio 1: componenti di cui hai bisogno

1. LED IR
2. BC548
3. tagliere
4. Fotodiodo
5. Pentola 100K
6. LM386
7. Resistori (1k, 10k, 100k)
8. Condensatori (0.1uF, 10uF, 22uF)

Questo progetto è sponsorizzato da LCSC. Ho utilizzato componenti elettronici di LCSC.com. LCSC ha un forte impegno nell'offrire un'ampia selezione di componenti elettronici originali e di alta qualità al miglior prezzo. Iscriviti oggi e ricevi $8 di sconto sul tuo primo ordine.

Passaggio 2: Principio di funzionamento

Il principio alla base del circuito è che avremo due circuiti individuali. Uno è il circuito del trasmettitore e l'altro è il circuito del ricevitore, il circuito del trasmettitore sarà collegato al jack audio da 3,5 mm per l'ingresso audio e il circuito del ricevitore sarà collegato a un altoparlante per riprodurre i brani. Il segnale Audio verrà trasmesso tramite un LED IR dal circuito del trasmettitore; i segnali IR verranno poi ricevuti da un fotodiodo che verrà posizionato sul circuito del ricevitore. Il segnale audio così ricevuto dal fotodiodo sarà molto debole e quindi sarà amplificato da un circuito amplificatore LM386 ed infine riprodotto su un altoparlante.

È molto simile al telecomando della tua TV, quando premi un pulsante il led IR nella parte anteriore della tua TV, trasmette un segnale che verrà captato da un fotodiodo (comunemente TSOP) e il segnale verrà decodificato per trovare quale pulsante hai premuto, controlla qui il telecomando IR universale usando TSOP. Allo stesso modo qui il segnale trasmesso sarà un segnale audio e il ricevitore sarà un semplice fotodiodo. Questa tecnica funzionerà anche con normali LED e pannelli solari; puoi leggere l'articolo Trasferimento audio tramite Li-Fi per capire come questo metodo sia molto simile alla tecnologia Li-Fi.

Passaggio 3: circuito del trasmettitore

Il circuito del trasmettitore è costituito solo da una coppia di LED IR e resistore collegati direttamente alla sorgente audio e alla batteria. Un punto difficile in cui potresti incontrare un problema è collegare il jack audio al circuito. Un normale jack audio avrà tre pin di uscita due per l'auricolare sinistro e destro e l'altro è uno scudo che fungerà da massa. Abbiamo bisogno di un pin di segnale che può essere sinistro o destro e un pin di terra per il nostro circuito. Puoi usare un multimetro in connettività per trovare i pinout giusti.

Il funzionamento del circuito del trasmettitore è piuttosto semplice, la luce IR del LED IR funge da segnale portante e l'intensità della luce IR funge da segnale modulante. Quindi se alimentiamo il led IR tramite una sorgente Audio la batteria illuminerà il led IR e l'intensità con cui si illumina sarà basata sul segnale audio. Abbiamo usato due LED IR qui solo per aumentare la portata del circuito; altrimenti, possiamo usarne anche uno. Costruisco il mio circuito su una breadboard e il circuito può essere alimentato ovunque tra 5V e 9V, ho usato un 5V regolato al posto della batteria, quindi non ho usato il resistore di limitazione di corrente 1K. La configurazione della breadboard è mostrata di seguito, ho collegato il mio iPod qui come sorgente audio ma posso utilizzare qualsiasi cosa abbia un jack audio (scusate gli utenti iPhone).

Passaggio 4: circuito del ricevitore

Il circuito del ricevitore è costituito da un fotodiodo collegato a un circuito amplificatore audio. Il circuito dell'amplificatore audio è costruito utilizzando il popolare IC LM386 di Texas Instruments, il vantaggio di questo circuito è che il suo requisito minimo di componenti. Questo circuito può anche essere alimentato da una tensione che va da 5V a 12V, ho usato il mio modulo regolatore breadboard per fornire +5V al circuito ma puoi anche usare una batteria da 9V.

PIN 1 e 8: Questi sono i PIN di controllo del guadagno, internamente il guadagno è impostato a 20 ma può essere aumentato fino a 200 utilizzando un condensatore tra i PIN 1 e 8. Abbiamo utilizzato il condensatore C3 da 10uF per ottenere il massimo guadagno cioè 200 Il guadagno può essere regolato su qualsiasi valore compreso tra 20 e 200 utilizzando l'apposito condensatore.

Pin 2 e 3: questi sono i PIN di ingresso per i segnali sonori. Il pin 2 è il terminale di ingresso negativo, collegato a terra. Il pin 3 è il terminale di ingresso positivo, in cui viene alimentato il segnale audio per essere amplificato. Nel nostro circuito è collegato al terminale positivo del microfono a condensatore con un potenziometro da 100k RV1. Il potenziometro funge da manopola di controllo del volume.

Pin 4 e 6: questi sono i pin di alimentazione di IC, il pin 6 è +Vcc e il pin 4 è Ground. Il circuito può essere alimentato con la tensione tra 5-12v.

Pin 5: Questo è il PIN di uscita, da cui si ottiene il segnale sonoro amplificato. È collegato all'altoparlante tramite un condensatore C2 per filtrare il rumore accoppiato in CC.

Pin 7: questo è il terminale di bypass. Può essere lasciato aperto o può essere messo a terra utilizzando un condensatore per la stabilità.

Passaggio 5: come utilizzare il trasmettitore e il ricevitore audio IR?

• Fornire inizialmente a trasmettitore e ricevitore i collegamenti separatamente secondo lo schema elettrico.
• Alimentare entrambe le sezioni del trasmettitore e del ricevitore utilizzando due batterie da 9 V.
• Collegare un altoparlante da 8 all'uscita dell'amplificatore audio LM386 IC.
• Assicurarsi che la distanza tra le sezioni del trasmettitore e del ricevitore sia inferiore a 30 cm.
• Applicare il segnale audio alla sezione del trasmettitore utilizzando un telefono cellulare o un lettore musicale. Ora puoi ascoltare il suono dell'altoparlante.
• Scollegare le batterie dal trasmettitore e dal ricevitore

Per le persone che non l'hanno fatto funzionare la prima volta, seguire i passaggi per eseguire il debug del circuito.

• Dopo aver alimentato il circuito del trasmettitore, utilizzare la fotocamera del telefono cellulare per verificare se il LED IR è acceso, farlo in una stanza buia in modo da poterlo rilevare facilmente. In una stanza luminosa, anche la telecamera non è in grado di rilevare la luce IR. Se si illumina, è sicuro che il trasmettitore funziona come previsto.
• Dopo aver costruito il circuito del ricevitore, sostituisci il fotodiodo con il jack da 3,5 mm e riproduci una canzone. L'audio del telefono dovrebbe essere amplificato e riprodotto nell'altoparlante, in caso contrario regolare RV1 fino a quando non inizia a funzionare. Una volta verificato il funzionamento, sostituire nuovamente il jack da 3,5 mm con il fotodiodo.
• Procedere con questo passaggio solo dopo aver seguito i due precedenti. Non aspettarti che il circuito funzioni per un raggio più lungo, lascia il trasmettitore in un posto fisso e prova a posizionare il ricevitore e ad angoli diversi finché non rileva i segnali.