جهاز إرسال واستقبال الصوت اللاسلكي القائم على الأشعة تحت الحمراء: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

يعد Wireless Audio بالفعل مجالًا متقدمًا تقنيًا حيث تعد Bluetooth و RF Communications التقنيات الرئيسية (على الرغم من أن معظم معدات الصوت التجارية تعمل مع Bluetooth). لن يكون تصميم دائرة ارتباط صوتي بسيط بالأشعة تحت الحمراء مفيدًا عند مقارنته بالتقنيات الحالية ولكنه سيكون بالتأكيد تجربة تعليمية حول نقل الصوت اللاسلكي.

السبب في عدم كونه مفيدًا هو حقيقة أنه على عكس البلوتوث ، فإن الأشعة تحت الحمراء هي اتصال على خط البصر ، أي يجب أن يواجه كل من المرسل والمستقبل بعضهما البعض دائمًا دون أي عقبات. أيضًا ، قد لا يكون النطاق كبيرًا مثل نطاق صوت Bluetooth اللاسلكي النموذجي.

ليس أقل من ذلك ، لغرض الفهم ، اسمحوا لي بتصميم دائرة IR Audio Link بسيطة باستخدام المكونات المتاحة بسهولة.

الخطوة 1: المكونات التي تحتاجها

1. مصابيح الأشعة تحت الحمراء
2. BC548
3. اللوح
4. الثنائي الضوئي
5. وعاء 100 كيلو
6. إل إم 386
7. المقاومات (1 ك ، 10 ك ، 100 ك)
8. المكثفات (0.1 فائق التوهج ، 10 فائق التوهج ، 22 فائق التوهج)

هذا المشروع برعاية LCSC. لقد كنت أستخدم مكونات إلكترونية من LCSC.com. تلتزم LCSC التزامًا قويًا بتقديم مجموعة واسعة من المكونات الإلكترونية الأصلية عالية الجودة بأفضل الأسعار. اشترك اليوم واحصل على خصم 8 دولارات على طلبك الأول.

الخطوة 2: مبدأ العمل

المبدأ الكامن وراء الدائرة هو أنه سيكون لدينا دائرتان فرديتان. أحدهما هو دائرة الإرسال والآخر هو دائرة الاستقبال ، وسيتم توصيل دائرة الإرسال بمقبس الصوت 3.5 مم لإدخال الصوت وسيتم توصيل دائرة الاستقبال بمكبر صوت لتشغيل الأغاني. سيتم إرسال إشارة الصوت من خلال IR LED من دائرة الإرسال ؛ سيتم بعد ذلك استقبال إشارات الأشعة تحت الحمراء بواسطة الثنائي الضوئي الذي سيتم وضعه على دائرة الاستقبال. ستكون الإشارة الصوتية التي يتلقاها الثنائي الضوئي ضعيفة للغاية ، وبالتالي سيتم تضخيمها بواسطة دائرة مكبر للصوت LM386 وتشغيلها أخيرًا على مكبر صوت.

إنه مشابه جدًا لجهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون ، عندما تضغط على زر ، فإن IR LED في مقدمة التلفزيون الخاص بك ، فإنه ينقل إشارة سيتم التقاطها بواسطة الثنائي الضوئي (TSOP عادةً) وسيتم فك الإشارة للعثور على الزر لقد ضغطت ، تحقق هنا من جهاز التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء العالمي باستخدام TSOP. وبالمثل هنا ستكون الإشارة المرسلة إشارة صوتية وسيكون المستقبل عبارة عن ثنائي ضوئي عادي. ستعمل هذه التقنية أيضًا مع مصابيح LED العادية والألواح الشمسية ؛ يمكنك قراءة مقالة نقل الصوت باستخدام Li-Fi لفهم كيف أن هذه الطريقة تشبه إلى حد بعيد تقنية Li-Fi.

الخطوة 3: حلبة المرسل

تتكون دائرة الإرسال فقط من زوجين من مصابيح LED للأشعة تحت الحمراء ومقاوم متصل مباشرة بمصدر الصوت والبطارية. أحد الأماكن الصعبة التي قد تواجه فيها مشكلة هو توصيل مقبس الصوت بالدائرة. سيحتوي مقبس الصوت العادي على ثلاثة دبابيس إخراج اثنين لسماعات الأذن اليسرى واليمنى والآخر عبارة عن درع يعمل كأرضي. نحتاج إلى دبوس إشارة واحد يمكن أن يكون إما يسارًا أو يمينًا ودبوس أرضي واحد لدائرتنا. يمكنك استخدام مقياس متعدد في الاتصال للعثور على pinouts الصحيح.

إن عمل دائرة الإرسال بسيط للغاية ، يعمل ضوء الأشعة تحت الحمراء من IR LED كإشارة حاملة وشدة ضوء الأشعة تحت الحمراء تعمل كإشارة تعديل. لذلك إذا قمنا بتشغيل IR من خلال مصدر صوتي ، فستضيء البطارية مصباح IR وستعتمد شدة توهجها على الإشارة الصوتية. لقد استخدمنا اثنين من مصابيح LED هنا فقط لزيادة نطاق الدائرة ؛ خلاف ذلك ، يمكننا استخدام حتى واحد. أقوم ببناء دائري على لوحة توصيل ويمكن تشغيل الدائرة في أي مكان بين 5V إلى 9V ، لقد استخدمت 5V منظمًا بدلاً من البطارية لذلك لم أستخدم المقاوم الحالي المحدد 1K. يتم عرض إعداد لوحة التجارب أدناه ، لقد قمت بتوصيل جهاز iPod الخاص بي هنا كمصدر صوتي ولكن يمكنني استخدام أي شيء يحتوي على مقبس صوت (آسف لمستخدمي iPhone).

الخطوة 4: حلبة الاستقبال

تتكون دائرة الاستقبال من الثنائي الضوئي المتصل بدائرة مضخم الصوت. تم تصميم دائرة مكبر الصوت باستخدام LM386 IC الشهير من شركة Texas Instruments ، وتتمثل ميزة هذه الدائرة في أن الحد الأدنى لمتطلبات المكونات الخاصة بها. يمكن أيضًا تشغيل هذه الدائرة من جهد يتراوح من 5 فولت إلى 12 فولت ، وقد استخدمت وحدة منظم اللوح الخاص بي لتزويد الدائرة بجهد +5 فولت ، ولكن يمكنك أيضًا استخدام بطارية 9 فولت أيضًا.

PIN 1 و 8: هذه هي أرقام PIN للتحكم في الكسب ، داخليًا يتم ضبط الكسب على 20 ولكن يمكن زيادته حتى 200 باستخدام مكثف بين PIN 1 و 8. لقد استخدمنا 10 فائق التوهج مكثف C3 للحصول على أعلى ربح ، أي 200 يمكن ضبط الكسب إلى أي قيمة تتراوح بين 20 إلى 200 باستخدام مكثف مناسب.

الدبوس 2 و 3: هذان هما رقم التعريف الشخصي للإدخال لإشارات الصوت. الدبوس 2 هو طرف الإدخال السالب ، متصل بالأرض. الدبوس 3 هو طرف الإدخال الموجب ، حيث يتم تغذية الإشارة الصوتية لتضخيمها. في دائرتنا ، يتم توصيله بالطرف الموجب للميكروفون المكثف بمقياس جهد 100 كيلو من RV1. يعمل مقياس الجهد كمقبض للتحكم في مستوى الصوت.

الدبوس 4 و 6: هذه هي دبابيس إمداد الطاقة الخاصة بـ IC ، و Pin 6 لـ + Vcc و Pin 4 أرضي. يمكن تشغيل الدائرة بجهد كهربائي يتراوح بين 5-12 فولت.

دبوس 5: هذا هو رقم التعريف الشخصي للإخراج ، والذي نحصل منه على إشارة الصوت المكبرة. يتم توصيله بالسماعة من خلال مكثف C2 لتصفية الضوضاء المقترنة بالتيار المستمر.

دبوس 7: هذه هي محطة الالتفافية. يمكن تركه مفتوحًا أو يمكن تأريضه باستخدام مكثف لتحقيق الاستقرار.

الخطوة 5: كيفية تشغيل جهاز إرسال واستقبال الصوت بالأشعة تحت الحمراء؟

• في البداية ، قم بإعطاء جهاز الإرسال والاستقبال التوصيلات بشكل منفصل وفقًا لمخطط الدائرة.
• قم بتوصيل الطاقة لكل من قسمي جهاز الإرسال والاستقبال باستخدام بطاريتين 9 فولت.
• قم بتوصيل مكبر صوت 8 بإخراج LM386 Audio Amplifier IC.
• تأكد من أن المسافة بين مقاطع جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال أقل من 30 سم.
• قم بتطبيق الإشارة الصوتية في قسم جهاز الإرسال باستخدام هاتف محمول أو مشغل موسيقى. الآن يمكنك الاستماع إلى صوت السماعة.
• افصل البطاريات عن جهاز الإرسال والاستقبال

بالنسبة للأشخاص الذين لم يعملوا في المرة الأولى ، اتبع الخطوات لتصحيح أخطاء الدائرة.

• بعد تشغيل دائرة الإرسال ، استخدم كاميرا هاتفك المحمول للتحقق مما إذا كان مؤشر LED بالأشعة تحت الحمراء متوهجًا ، قم بذلك في غرفة مظلمة حتى تتمكن من اكتشافه بسهولة. في غرفة مشرقة ، حتى الكاميرا لا يمكنها التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء. إذا كان يتوهج ، فمن المؤكد أن جهاز الإرسال يعمل كما هو متوقع.
• بعد بناء دائرة الاستقبال ، استبدل الثنائي الضوئي بمقبس 3.5 ملم وقم بتشغيل أغنية. يجب تضخيم الصوت الصادر من هاتفك وتشغيله في مكبر الصوت الخاص بك ، إذا لم يتم ضبط RV1 حتى يبدأ العمل. بمجرد التأكد من العمل ، استبدل المقبس مقاس 3.5 مم بالصمام الثنائي مرة أخرى.
• انتقل إلى هذه الخطوة فقط بعد اتباع الخطوتين السابقتين. لا تتوقع أن تعمل الدائرة لمدى أطول ، اترك جهاز الإرسال في مكان ثابت وحاول وضع جهاز الاستقبال وزوايا مختلفة حتى يلتقط الإشارات.