آموزش ساخت مدار پلیر بلوتوثی صوتی (اسپیکر بی سیم)

ماژول تقویت کننده بلوتوثی، یک المان مفید و کاربردی در پروژه های DIY و برای افراد خلاق و مشتاق این زمینه به شمار می آید. قابلیت اتصال به بلوتوث این ماژول سبب میشود که پروژه ما به صورت بی سیم با دستگاه موردنظر ارتباط برقرار کرده و به یک سرگرمی بدون هیاهو تبدیل شود. این بورد میتواند با باتری لیتیوم-یون، لیتیوم پلیمری یا باتری سربی-اسیدی کار کند. درنتیجه استفاده از این باتری ها، دستگاه ما قابل حمل میشود. طراحی این ماژول به گونه ایست که میتوان آن را به راحتی در پروژه های دم دستی و ارزان قیمت و درعین حال با کیفیت صدای بالا، پیاده سازی کرد. شما قادر هستید موزیک پلیر بلوتوثی خود را با استفاده از تقویت کننده صوتی ساخته و از آن در خانه، محل کار و یا هنگام مسافرت استفاده کنید.

در پروژه پیش رو، ما اتصالات و مدار این ماژول را می آموزیم. همچنین در طی این پروژه، بعضی اطلاعات لازم و مشخصات فنی این بورد را جمع آوری میکنیم.

در سایت Circuit Digest مدارهای صوتی بسیاری ساخته شده اند. لطفا به کلکسیون بزرگ مدارهای صوتی که به همراه شماتیک ها و توضیحات دقیق در سایت قرار داده شده اند نگاهی بیندازید. این مدارات به شما در ساخت پروژه های صوتی کمک خواهند کرد و همچنین میتوانید از آن ها در طراحی سیستم های صوتی خود بهره ببرید. شما همچنین میتوانید با استفاده از لینک های زیر به موزیک پلیرهایی که در گذشته ساخته ایم نیز سری بزنید.

• مدار Mp3 Player
• پلیر و تقویت کننده صوتی ساده با آردوینو و LM386
• پخش کننده صوتی DIY مبتنی بر ESP32
• مدار تقویت کننده ساب ووفر با استفاده از تراشه TDA2030
• ماژول تقویت کننده بلوتوثی و بی سیم Hi-Fi

ماژول بی سیم Hi-Fi یک تقویت کننده کلاس AB/ کلاس D با عملکرد سوییچینگ است. توان خروجی آن 5.3 وات بوده و یک بورد تقویت کننده توان صوتی یک کاناله است. این بورد دارای قابلیت اتصال به بلوتوث، FM، USB و کابل AUX است و از تراشه دیکدر حافظه پشتیبانی میکند.

این ماژول به دلیل داشتن مجموعه ای جامع از پورت های ورودی و ویژگی های قابل توجه دیگری مانند فشردگی ماژول، طراحی جذاب و کیفیت بالای صدا نسبت به دیگر بوردها متمایز میشود. تطبیق پذیری این ماژول نیز آن را، به یک انتخاب ارجح در کاربردهای گوناگون تبدیل میکند.

• یک کلید تغذیه برای روشن و خاموش کردن ماژول
• یک کانکتور شارژ micro-USB با ولتاژ ورودی ثابت 5 ولت
• جک ورودی مادگی کابل AUX  2.5 میلی متری
• پورت ورودی کارت USB و کارت TF
• قابلیت اتصال به بلوتوث و پشتیبانی از FM
• یک کلید چندمنظوره

این ماژول دارای دو LED نشانگر قرمز و سبز است که عملکرد آن ها را در ادامه خواهیم دید.

این ماژول دارای امکانات داخلی بسیار بیشتری برای پشتیبانی از دیگر ویژگی هاست. این ماژول همچنین دو محل اتصال باز و رزرو شده برای اتصال میکروفن (MIC) و یک لامپ LED اضافه برای نشان دادن وضعیت تغذیه و روشن یا خاموش بودن ماژول است. این دو محل رزروشده را در تصویر پایین مشاهده میکنید.

اتصال یک LED اضافه به بورد، امری مفید نبوده و در عملکرد ماژول تفاوتی ایجاد نمیکند. زیرا که این LED تنها روشن و یا خاموش بودن ماژول را براساس کلید تغذیه نشان خواهد داد.

لحیم کردن یک قطعه سیم کوچک به ترمینال آنتن FM باعث بهبود کیفیت سیگنال های صوتی در مد کاری FM میشود.

اتصال یک میکروفن به ماژول میتواند عملی بسیار مفید و آینده نگرانه برای پروژه شما باشد. اتصال میکروفن به ترمینال مشخص شده به شما اجازه میدهد در مدتیکه ماژول از طریق بلوتوث یا کابل AUX به تلفن همراه هوشمند شما متصل شده است، با تلفن صحبت کنید.

مدار اتصال تقویت کننده صوتی بلوتوثی

حال بیایید نگاهی به اتصالات مدارمجتمع این بورد که بسیار سر راست و قابل درک است بیندازیم.

باتری موردنظر را به کانکتور باتری ماژول متصل کنید. شما میتوانید از یک باتری لیتیوم-یون 3.7 ولتی و یا یک باتری اسیدی-سربی 4 ولتی برای این منظور استفاده کنید.

محدوده ولتاژ ورودی باتری

استفاده از این ماژول، به ما این امکان را میدهد که درصد باتری تلفن همراه هوشمند خود را مشاهده کرده و پیگیری کنیم. این قابلیت صرفا براساس ولتاژ باقی مانده باتری که توسط تراشه کنترلر حس میشود، کار میکند.

هنگامیکه ولتاژ ورودی 3 ولت است، ماژول 0% را به ما نشان خواهد داد به این معنی که باتری به طور کامل تخلیه شده است. درحالیکه اگر ولتاژ ورودی 4.2 ولت باشد، ماژول 100% را به ما نشان میدهد که به معنی شارژ کامل باتری است.

میتوانیم برای ارتقا عملکرد و کیفیت صوتی این تراشه، تا حداکثر ورودی 5 ولت را به ترمینال های باتری ماژول اعمال کنیم.

درنظر داشته باشید که این ماژول میتواند بدون استفاده از باتری و صرفا با تغذیه دریافتی از یک کانکتور شارژ micro-USB که ولتاژ ورودی آن در 5 ولت تنظیم شده است، کار کند.

مشخصات تطبیق بلندگو

این ماژول یک تراشه صوتی HAA2018 دارد که محدوده تغذیه (VDD) آن بین 2.5 تا 5.5 ولت است. این ماژول همچنین یک سوییچ کلاس AB/ کلاس D با توان خروجی 5.3 وات است. این تراشه یک تقویت کننده توان صوتی یک کاناله است که مشخصات فنی آن در لیست زیر آورده شده است:

توان خروجی کلاس D

5.3 وات: VDD=5V / RL=2 Ohm / THD+N = 10%

3.2 وات: VDD=5V / RL = 4 Ohm / THD+N = 10%

توان خروجی کلاس AB

5.2 وات : VDD =5V / RL = 2 Ohm / THD+N = 10%

3.1 وات : VDD = 5V / RL = 4 Ohm / THD+N = 10%

RL همان امپدانس بار و VDD نیز ولتاژ ترمینال باتری است.

سایر ویژگی ها :

• اعوجاج و نویز کم
• قابلیت سرکوب صدای POP راه انداز
• جریان در هنگام خاموش شدن کمتر از 1 میکروآمپر است.
• قابلیت حفاظت دربرابر بیش از اندازه گرم شدن ماژول

با توجه به مشخصات فنی درج شده در قسمت بالا، میتوان دریافت که با امپدانس بار 2 اهمی، توان خروجی به ماکزیمم مقدار خود میرسد. پس اگر شما بتوانید یک بلندگو با بار 2 اهم و توان 5 وات بیابید، قادر خواهید بود به راحتی آن را در کنار این ماژول استفاده کنید. در غیر این صورت باید ترکیبی از بلندگوها را به صورت سری یا موازی ببندید تا امپدانس و توان بلندگوها را با محدوده خروجی ماژول تقویت کننده تطبیق دهید. در حالت کلی، توصیه میشود که در هنگام اتصال ماژول تقویت کننده و بلندگوها به همدیگر، هم امپدانس ها و هم توان ها با هم تطبیق داده شوند. همچنین توصیه شده است که در صورت امکان از یک بلندگو با امپدانسی که با امپدانس خروجی تقویت کننده مطابقت داشته باشد، استفاده کنید. به علاوه، انتخاب یک بلندگو با محدوده توان یکسان یا بالاتر از محدوده توان خروجی تقویت کننده عملکرد بهتر ماژول را تضمین کرده و احتمال آسیب رسیدن به قطعات را کاهش میدهد.

از آنجایی که ما از یک تقویت کننده با خروجی 5 وات و امپدانس 2 اهم استفاده میکنیم، من از دو بلندگو 2.5 وات و با امپدانس 4 اهم که به صورت موازی با هم بسته شده اند و توان خروجی و امپدانس بار یکسانی با خروجی تقویت کننده دارند، استفاده میکنم.

میتوانید در تصویر زیر نمونه مدار واقعی را مشاهده کنید.

نمایش بورد تقویت کننده بلوتوثی

در قسمت های قبلی مشخصات بورد و نحوه انجام اتصالات را آموختیم. حال وقت آن است که از نحوه عملکرد این بورد نیز به دید خوبی برسیم. برای مثال در این قسمت بررسی میکنیم که چگونه LEDهای نشانگر این بورد در مدهای کاری مختلف به صورت متفاوتی عمل میکنند.

باتری لیتیم-یون را به طور مناسب و با توجه به ترمینال های +ve  و –ve متصل کنید. همچنین برای دستیابی به کیفیت صوتی بالاتر، بلندگویی را که از نظر بار و توان با تقویت کننده تطبیق داده شده است، به بورد متصل کنید. سوییچ را روشن کرده و به دنبال یک LED چشمک زن باشید.

مدهای مختلف LED های نشانگر

این ماژول دارای پنج مد کاری مختلف است. این مدهای کاری بلوتوث، FM، AUX، Pendrive و مد حافظه هستند. LED نشانگر آبی در مدهای کاری مختلف، اندکی متفاوت عمل میکند. تفاوت عملکرد آن در مدهای مختلف، درک عملکرد درونی بورد را آسان میکند.

مد بلوتوث

این ماژول همیشه به طور پیش فرض و پس از هر بار روشن شدن در مد BT یا بلوتوث قرار میگیرد.

• LED آبی تا زمانیکه BT جفت نشود، با سرعت بالایی چشمک میزند.
• LED پس از جفت شدن یا حین توقف موسیقی، همچنان روشن باقی میماند.
• LED در هنگام پخش موسیقی به آرامی چشمک میزند.

مد FM

فشار دادن و نگهداشتن کلید چند منظوره به سمت مرکز، مد کاری ماژول را به FM تغییر میدهد.

• LED آبی تا زمانیکه تمام کانال ها اسکن نشده اند، با سرعت بالایی چشمک میزند.
• LED آبی در هنگام پخش یک کانال به آرامی چشمک میزند.

مد کاری USB/ کارت SD

ماژول به صورت اتوماتیک و بلافاصله پس از وصل شدن یک USB–drive وارد مد کاری USB-drive میشود.

• LED نشانگر در حین توقف موسیقی و یا هنگامیکه دیگر آهنگی در حافظه باقی نمانده باشد، روشن باقی میماند.
• LED در زمان پخش موسیقی به آرامی چشمک میزند.

لطفا در نظر داشته باشید که فایل های mp3 باید در درایو فلش وجود داشته باشند. در غیر این صورت به درایو USB دسترسی نخواهد داشت.

مد AUX

برای تامین ورودی صوتی از تلفن همراه هوشمند خود به بورد، آن ها را با یک کابل AUX به همدیگر متصل کنید.

• LED  همواره در حین پخش و یا توقف موسیقی به آرامی چشمک میزند.

عملکرد شارژ

این ماژول دارای یک پورت ورودی micro USB برای شارژ باتری است. در اینجا یک LED نشانگر قرمز وضعیت شارژ ماژول را نشان میدهد. LED قرمز حین شارژ شدن باتری همواره روشن باقی میماند.

ولتاژ شارژ در ترمینال باتری : 4 ولت

جریان شارژ : درحدود 200 میلی آمپر

لطفا درنظر داشته باشید که دستگاه را به هنگام استفاده به شارژ نزنید زیرا در این حالت، باتری شارژ نمیشود.

امیدواریم که از این پروژه لذت برده باشید و به معلومات شما اضافه شده باشد. اگر با هر گونه سوال و یا مشکلی روبه رو شدید، حتما آن را در بخش نظرات با ما درمیان بگذارید.