IR-basierter drahtloser Audiosender und -empfänger - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Wireless Audio ist bereits ein technisch fortgeschrittener Bereich, in dem Bluetooth und HF-Kommunikation die Haupttechnologien sind (obwohl die meisten kommerziellen Audiogeräte mit Bluetooth arbeiten). Das Entwerfen einer einfachen IR-Audio-Link-Schaltung wäre im Vergleich zu den bestehenden Technologien nicht von Vorteil, aber es wird sicherlich eine Lernerfahrung über die drahtlose Audioübertragung sein.

Der Grund für die Unvorteilhaftigkeit ist die Tatsache, dass IR im Gegensatz zu Bluetooth eine Sichtverbindung ist, d.h. Sender und Empfänger müssen sich immer ungehindert gegenüberstehen. Außerdem ist die Reichweite möglicherweise nicht so groß wie bei einem typischen Bluetooth Wireless Audio.

Trotzdem möchte ich zum Verständnis eine einfache IR-Audio-Link-Schaltung mit leicht verfügbaren Komponenten entwerfen.

Schritt 1: Komponenten, die Sie benötigen

1. IR-LEDs
2. BC548
3. Steckbrett
4. Fotodiode
5. Topf 100K
6. LM386
7. Widerstände (1k, 10k, 100k)
8. Kondensatoren (0,1uF, 10uF, 22uF)

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Schritt 2: Arbeitsprinzip

Das Prinzip hinter der Strecke ist, dass wir zwei einzelne Strecken haben werden. Einer ist der Senderstromkreis und der andere ist der Empfängerstromkreis, der Senderstromkreis wird an die 3,5-mm-Audiobuchse für den Audioeingang angeschlossen und der Empfängerstromkreis wird an einen Lautsprecher angeschlossen, um die Songs abzuspielen. Das Audiosignal wird über eine IR-LED von der Senderschaltung übertragen; die IR-Signale werden dann von einer Fotodiode empfangen, die auf der Empfängerschaltung platziert wird. Das so von der Fotodiode empfangene Audiosignal ist sehr schwach und wird daher von einer LM386-Verstärkerschaltung verstärkt und schließlich über einen Lautsprecher wiedergegeben.

Es ist Ihrer TV-Fernbedienung sehr ähnlich. Wenn Sie eine Taste drücken, sendet die IR-LED an der Vorderseite Ihres Fernsehers ein Signal, das von einer Fotodiode (normalerweise TSOP) aufgenommen wird und das Signal wird dekodiert, um die Taste zu finden Sie gedrückt haben, überprüfen Sie hier die universelle IR-Fernbedienung mit TSOP. In ähnlicher Weise ist das übertragene Signal hier ein Audiosignal und der Empfänger eine einfache Fotodiode. Diese Technik funktioniert auch mit normalen LEDs und Sonnenkollektoren; Sie können den Artikel Audioübertragung mit Li-Fi lesen, um zu verstehen, wie diese Methode der Li-Fi-Technologie sehr ähnlich ist.

Schritt 3: Senderschaltung

Die Senderschaltung besteht nur aus ein paar IR-LEDs und einem Widerstand, die direkt an die Audioquelle und die Batterie angeschlossen sind. Ein kniffliger Ort, an dem Sie möglicherweise auf ein Problem stoßen, ist das Anschließen der Audiobuchse an den Stromkreis. Eine normale Audiobuchse hat drei Ausgangspins, zwei für den linken und rechten Ohrhörer und der andere ist eine Abschirmung, die als Masse dient. Wir benötigen einen Signalstift, der entweder links oder rechts sein kann, und einen Massestift für unsere Schaltung. Sie können ein Multimeter in der Konnektivität verwenden, um die richtigen Pinbelegungen zu finden.

Die Funktionsweise der Senderschaltung ist ziemlich einfach, das IR-Licht der IR-LED fungiert als Trägersignal und die Intensität des IR-Lichts wirkt als Modulationssignal. Wenn wir also die IR-LED über eine Audioquelle mit Strom versorgen, leuchtet die Batterie die IR-LED und die Intensität, mit der sie leuchtet, basiert auf dem Audiosignal. Wir haben hier nur zwei IR-LEDs verwendet, um die Reichweite der Schaltung zu erhöhen; andernfalls können wir sogar einen verwenden. Ich baue meine Schaltung über ein Steckbrett und die Schaltung kann zwischen 5 V und 9 V betrieben werden. Ich habe anstelle der Batterie geregelte 5 V verwendet, sodass ich den Strombegrenzungswiderstand 1K nicht verwendet habe. Das Steckbrett-Setup ist unten gezeigt. Ich habe meinen iPod hier als Audioquelle angeschlossen, kann aber alles verwenden, was über eine Audiobuchse verfügt (sorry iPhone-Benutzer).

Schritt 4: Empfängerschaltung

Die Empfängerschaltung besteht aus einer Fotodiode, die mit einer Audioverstärkerschaltung verbunden ist. Die Audioverstärkerschaltung wird mit dem beliebten LM386-IC von Texas Instruments aufgebaut, der Vorteil dieser Schaltung besteht darin, dass sie nur minimale Komponenten benötigt. Diese Schaltung kann auch mit einer Spannung von 5 V bis 12 V betrieben werden. Ich habe mein Steckbrett-Reglermodul verwendet, um +5 V an die Schaltung zu liefern, aber Sie können auch eine 9-V-Batterie verwenden.

PIN 1 und 8: Dies sind die PINs für die Verstärkungsregelung, intern ist die Verstärkung auf 20 eingestellt, kann aber durch Verwendung eines Kondensators zwischen PIN 1 und 8 auf 200 erhöht werden. Wir haben den 10uF-Kondensator C3 verwendet, um die höchste Verstärkung, dh 200., zu erhalten Die Verstärkung kann mit einem geeigneten Kondensator auf einen beliebigen Wert zwischen 20 und 200 eingestellt werden.

Pin 2 und 3: Dies sind die Eingangs-PINs für Tonsignale. Pin 2 ist der negative Eingangsanschluss, der mit Masse verbunden ist. Pin 3 ist die positive Eingangsklemme, in die das Tonsignal zur Verstärkung eingespeist wird. In unserer Schaltung ist es mit einem 100k-Potentiometer RV1 mit dem Pluspol des Kondensatormikrofons verbunden. Potentiometer fungiert als Lautstärkeregler.

Pin 4 und 6: Dies sind die Stromversorgungs-Pins des IC, Pin 6 für +Vcc und Pin 4 ist Masse. Die Schaltung kann mit einer Spannung zwischen 5-12V betrieben werden.

Pin 5: Dies ist die Ausgangs-PIN, von der wir das verstärkte Tonsignal erhalten. Er ist über einen Kondensator C2 mit dem Lautsprecher verbunden, um DC-gekoppeltes Rauschen zu filtern.

Pin 7: Dies ist die Bypass-Klemme. Er kann offen gelassen oder zur Stabilität mit einem Kondensator geerdet werden.

Schritt 5: Wie bedient man den IR-Audio-Sender und -Empfänger-Schaltkreis?

• Geben Sie Sender und Empfänger zunächst getrennt die Anschlüsse gemäß Schaltplan.
• Versorgen Sie sowohl den Sender- als auch den Empfängerabschnitt mit zwei 9-V-Batterien.
• Schließen Sie einen 8 Ω Lautsprecher am Ausgang des LM386 Audio Amplifier IC an.
• Stellen Sie sicher, dass der Abstand zwischen Sender- und Empfängerabschnitt weniger als 30 cm beträgt.
• Legen Sie das Audiosignal mit einem Mobiltelefon oder einem Musikplayer am Senderabschnitt an. Jetzt können Sie den Klang des Lautsprechers hören.
• Trennen Sie die Batterien von Sender und Empfänger

Für Leute, die es beim ersten Mal nicht zum Laufen gebracht haben, befolgen Sie die Schritte zum Debuggen der Schaltung.

• Nachdem Sie den Senderstromkreis mit Strom versorgt haben, überprüfen Sie mit der Kamera Ihres Mobiltelefons, ob die IR-LED leuchtet. Tun Sie dies in einem dunklen Raum, damit Sie sie leicht erkennen können. In einem hellen Raum kann selbst die Kamera kein IR-Licht aufnehmen. Wenn sie leuchtet, ist sichergestellt, dass der Sender wie erwartet funktioniert.
• Nachdem Sie die Empfängerschaltung aufgebaut haben, ersetzen Sie die Fotodiode durch die 3,5-mm-Buchse und spielen Sie ein Lied. Das Audio von Ihrem Telefon sollte verstärkt und in Ihrem Lautsprecher wiedergegeben werden, wenn nicht, stellen Sie RV1 ein, bis es funktioniert. Sobald Sie die Funktionsfähigkeit sichergestellt haben, ersetzen Sie die 3,5-mm-Buchse wieder durch die Fotodiode.
• Fahren Sie erst mit diesem Schritt fort, nachdem Sie die beiden obigen Schritte befolgt haben. Erwarten Sie nicht, dass die Schaltung für eine größere Reichweite funktioniert, lassen Sie den Sender an einem festen Ort und versuchen Sie, den Empfänger in verschiedenen Winkeln zu positionieren, bis er die Signale empfängt.