เครื่องส่งและรับสัญญาณเสียงไร้สายแบบ IR: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

Wireless Audio เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงอยู่แล้วซึ่ง Bluetooth และ RF Communications เป็นเทคโนโลยีหลัก (แม้ว่าอุปกรณ์เสียงเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จะทำงานร่วมกับ Bluetooth) การออกแบบวงจรเชื่อมต่อสัญญาณเสียง IR แบบธรรมดาจะไม่เป็นประโยชน์เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีที่มีอยู่ แต่มันจะเป็นประสบการณ์การเรียนรู้เกี่ยวกับการถ่ายโอนเสียงแบบไร้สายอย่างแน่นอน

สาเหตุที่ไม่เกิดประโยชน์คือข้อเท็จจริงที่ IR ต่างจาก Bluetooth คือการสื่อสารในแนวสายตา กล่าวคือ ทั้งตัวส่งและตัวรับต้องเผชิญหน้ากันเสมอโดยไม่มีสิ่งกีดขวางใดๆ นอกจากนี้ ช่วงอาจไม่ใหญ่เท่ากับเสียงไร้สาย Bluetooth ทั่วไป

เพื่อความเข้าใจ ให้ฉันออกแบบวงจร IR Audio Link อย่างง่ายโดยใช้ส่วนประกอบที่หาได้ง่าย

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่คุณต้องการ

1. IR LEDs
2. BC548
3. เขียงหั่นขนม
4. โฟโตไดโอด
5. หม้อ 100K
6. LM386
7. ตัวต้านทาน (1k, 10k, 100k)
8. ตัวเก็บประจุ (0.1uF, 10uF, 22uF)

โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนโดย LCSC ฉันใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จาก LCSC.com LCSC มีความมุ่งมั่นอย่างแรงกล้าที่จะนำเสนอชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของแท้คุณภาพสูงที่มีให้เลือกมากมายในราคาที่ดีที่สุด ลงทะเบียนวันนี้และรับส่วนลด $8 สำหรับการสั่งซื้อครั้งแรกของคุณ

ขั้นตอนที่ 2: หลักการทำงาน

หลักการเบื้องหลังวงจรคือเราจะมีวงจรแยกกันสองวงจร วงจรหนึ่งคือวงจรเครื่องส่ง อีกวงจรหนึ่งคือวงจรเครื่องรับ วงจรเครื่องส่งจะเชื่อมต่อกับแจ็คสัญญาณเสียงขนาด 3.5 มม. สำหรับอินพุตเสียง และวงจรเครื่องรับจะเชื่อมต่อกับลำโพงเพื่อเล่นเพลง สัญญาณเสียงจะถูกส่งผ่าน IR LED จากวงจรเครื่องส่งสัญญาณ โฟโตไดโอดจะรับสัญญาณ IR ซึ่งจะถูกวางไว้บนวงจรรับสัญญาณ สัญญาณเสียงที่ได้รับจากโฟโตไดโอดจะอ่อนมากและด้วยเหตุนี้จึงจะถูกขยายโดยวงจรแอมพลิฟายเออร์ LM386 และในที่สุดก็เล่นบนลำโพง

คล้ายกับรีโมตทีวีของคุณมาก เมื่อคุณกดปุ่ม IR led ที่ด้านหน้าทีวีของคุณ มันจะส่งสัญญาณซึ่งโฟโตไดโอดจะหยิบขึ้นมา (โดยทั่วไป TSOP) และสัญญาณจะถูกถอดรหัสเพื่อค้นหาปุ่มใด คุณได้กด ตรวจสอบที่นี่รีโมท IR สากลโดยใช้ TSOP ในทำนองเดียวกัน สัญญาณที่ส่งจะเป็นสัญญาณเสียง และเครื่องรับจะเป็นโฟโตไดโอดธรรมดา เทคนิคนี้จะใช้ได้กับไฟ LED และแผงโซลาร์เซลล์ปกติ คุณสามารถอ่าน Audio Transfer โดยใช้บทความ Li-Fi เพื่อทำความเข้าใจว่าวิธีนี้คล้ายกับเทคโนโลยี Li-Fi มากเพียงใด

ขั้นตอนที่ 3: วงจรส่งสัญญาณ

วงจรเครื่องส่งสัญญาณประกอบด้วยไฟ LED IR และตัวต้านทานสองสามดวงที่เชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งกำเนิดเสียงและแบตเตอรี่ สถานที่ที่ยุ่งยากอย่างหนึ่งที่คุณอาจพบปัญหาคือการเชื่อมต่อแจ็คเสียงเข้ากับวงจร แจ็คเสียงปกติจะมีพินเอาต์พุตสามพินสองตัวสำหรับหูฟังด้านซ้ายและขวา และอีกอันเป็นเกราะป้องกันซึ่งจะทำหน้าที่เป็นกราวด์ เราต้องการขาสัญญาณหนึ่งอันซึ่งสามารถเป็นได้ทั้งซ้ายหรือขวาและหนึ่งพินกราวด์สำหรับวงจรของเรา คุณสามารถใช้มัลติมิเตอร์ในการเชื่อมต่อเพื่อค้นหาพินเอาต์ที่ถูกต้อง

การทำงานของวงจรทรานสมิตเตอร์นั้นค่อนข้างง่าย แสง IR จาก IR LED ทำหน้าที่เป็นสัญญาณพาหะ และความเข้มของแสง IR ทำหน้าที่เป็นสัญญาณมอดูเลต ดังนั้นหากเราจ่ายไฟให้กับ IR ที่นำผ่านแหล่งสัญญาณเสียง แบตเตอรี่จะส่องสว่างที่ไฟ LED IR และความเข้มที่มันเรืองแสงจะขึ้นอยู่กับสัญญาณเสียง เราใช้ IR LED สองดวงที่นี่เพื่อเพิ่มช่วงของวงจร มิฉะนั้น เราสามารถใช้แม้แต่อันเดียว ฉันสร้างวงจรของฉันบนเขียงหั่นขนมและวงจรสามารถขับเคลื่อนได้ทุกที่ระหว่าง 5V ถึง 9V ฉันใช้ 5V ที่ได้รับการควบคุมแทนแบตเตอรี่ ดังนั้นฉันจึงไม่ได้ใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส 1K การตั้งค่าเขียงหั่นขนมแสดงอยู่ด้านล่าง ฉันได้เชื่อมต่อ iPod ของฉันที่นี่เป็นแหล่งเสียง แต่สามารถใช้อะไรก็ได้ที่มีแจ็คเสียง (ผู้ใช้ iPhone ขออภัย)

ขั้นตอนที่ 4: วงจรตัวรับ

วงจรเครื่องรับประกอบด้วยโฟโตไดโอดซึ่งเชื่อมต่อกับวงจรเครื่องขยายสัญญาณเสียง วงจรเครื่องขยายเสียงถูกสร้างขึ้นโดยใช้ LM386 IC ยอดนิยมจาก Texas Instruments ข้อดีของวงจรนี้คือความต้องการขั้นต่ำของส่วนประกอบ วงจรนี้ยังสามารถขับเคลื่อนจากแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 5V ถึง 12 V ฉันได้ใช้โมดูลควบคุมเขียงหั่นขนมเพื่อจ่าย +5V ให้กับวงจร แต่คุณยังสามารถใช้แบตเตอรี่ 9 V ได้เช่นกัน

PIN 1 และ 8: เหล่านี้เป็น PIN ควบคุมอัตราขยาย ภายในได้รับการตั้งค่าเป็น 20 แต่สามารถเพิ่มได้ถึง 200 โดยใช้ตัวเก็บประจุระหว่าง PIN 1 ถึง 8 เราใช้ตัวเก็บประจุ 10uF C3 เพื่อให้ได้อัตราขยายสูงสุดเช่น 200. เกนสามารถปรับค่าใดก็ได้ระหว่าง 20 ถึง 200 โดยใช้ตัวเก็บประจุที่เหมาะสม

พิน 2 และ 3: นี่คือ PIN อินพุตสำหรับสัญญาณเสียง Pin 2 เป็นขั้วอินพุตลบที่เชื่อมต่อกับกราวด์ พิน 3 เป็นขั้วอินพุตบวกซึ่งสัญญาณเสียงจะถูกป้อนเพื่อขยาย ในวงจรของเรา มันเชื่อมต่อกับขั้วบวกของไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ 100k RV1 โพเทนชิออมิเตอร์ทำหน้าที่เป็นปุ่มควบคุมระดับเสียง

พิน 4 และ 6: นี่คือพินพาวเวอร์ซัพพลายของ IC, พิน 6 สำหรับคือ +Vcc และพิน 4 คือกราวด์ วงจรสามารถขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 5-12v.

พิน 5: นี่คือ PIN เอาต์พุตซึ่งเราได้รับสัญญาณเสียงที่ขยายแล้ว มันเชื่อมต่อกับลำโพงผ่านตัวเก็บประจุ C2 เพื่อกรองสัญญาณรบกวน DC ควบคู่

พิน 7: นี่คือเทอร์มินัลบายพาส สามารถเปิดทิ้งไว้หรือต่อสายดินได้โดยใช้ตัวเก็บประจุเพื่อความมั่นคง

ขั้นตอนที่ 5: วิธีใช้งานวงจรเครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณเสียง IR

• เริ่มแรกให้การเชื่อมต่อระหว่างตัวส่งและตัวรับแยกกันตามแผนภาพวงจร
• จ่ายไฟให้กับทั้งส่วนของตัวส่งและตัวรับโดยใช้แบตเตอรี่ 9V สองก้อน
• เชื่อมต่อลำโพง 8 Ω ที่เอาต์พุตของ LM386 Audio Amplifier IC
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะห่างระหว่างส่วนของตัวส่งและตัวรับนั้นต่ำกว่า 30 ซม.
• ใช้สัญญาณเสียงที่ส่วนเครื่องส่งสัญญาณโดยใช้โทรศัพท์มือถือหรือเครื่องเล่นเพลง ตอนนี้คุณสามารถฟังเสียงของลำโพง
• ถอดแบตเตอรี่ออกจากตัวส่งและตัวรับ

สำหรับคนที่ไม่ได้ใช้งานในครั้งแรก ให้ทำตามขั้นตอนเพื่อดีบักวงจร

• หลังจากเปิดวงจรเครื่องส่งสัญญาณแล้ว ให้ใช้กล้องโทรศัพท์มือถือของคุณเพื่อตรวจสอบว่าไฟ LED IR สว่างหรือไม่ ทำเช่นนี้ในห้องมืดเพื่อให้คุณสามารถตรวจจับได้ง่าย ในห้องสว่าง แม้แต่กล้องก็ไม่สามารถรับแสงอินฟราเรดได้ หากเรืองแสงแสดงว่าเครื่องส่งทำงานตามที่คาดไว้
• หลังจากสร้างวงจรรับสัญญาณแล้ว ให้เปลี่ยนโฟโตไดโอดด้วยแจ็ค 3.5 มม. แล้วเล่นเพลง เสียงจากโทรศัพท์ของคุณควรได้รับการขยายและเล่นในลำโพงของคุณ หากไม่ปรับ RV1 จนกว่าจะเริ่มทำงาน เมื่อคุณแน่ใจว่าใช้งานได้แล้วให้เปลี่ยนแจ็ค 3.5 มม. ด้วยโฟโตไดโอดอีกครั้ง
• ดำเนินการตามขั้นตอนนี้หลังจากทำตามสองข้อข้างต้นเท่านั้น อย่าคาดหวังว่าวงจรจะทำงานได้ไกลขึ้น ปล่อยเครื่องส่งสัญญาณไว้ที่ตำแหน่งคงที่แล้วลองจัดตำแหน่งเครื่องรับและมุมต่างๆ จนกว่าจะรับสัญญาณได้