Transmisor y receptor de audio inalámbrico basado en infrarrojos: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

El audio inalámbrico ya es un campo técnicamente avanzado donde las comunicaciones de RF y Bluetooth son las principales tecnologías (aunque la mayoría de los equipos de audio comerciales funcionan con Bluetooth). El diseño de un circuito de enlace de audio por infrarrojos simple no sería beneficioso en comparación con las tecnologías existentes, pero seguramente será una experiencia de aprendizaje sobre la transferencia de audio inalámbrica.

La razón de no ser beneficiosa es el hecho de que, a diferencia de Bluetooth, IR es una comunicación de línea de visión, es decir, tanto el transmisor como el receptor deben estar siempre uno frente al otro sin ningún obstáculo. Además, es posible que el alcance no sea tan grande como el de un audio inalámbrico Bluetooth típico.

No obstante, con el fin de comprenderlo, permítanme diseñar un circuito de enlace de audio por infrarrojos simple utilizando componentes fácilmente disponibles.

Paso 1: Componentes que necesita

1. LED de infrarrojos
2. BC548
3. Tablero de circuitos
4. Fotodiodo
5. Bote 100K
6. LM386
7. Resistencias (1k, 10k, 100k)
8. Condensadores (0.1uF, 10uF, 22uF)

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Paso 2: Principio de funcionamiento

El principio detrás del circuito es que tendremos dos circuitos individuales. Uno es el circuito del transmisor y el otro es el circuito del receptor, el circuito del transmisor se conectará al conector de audio de 3,5 mm para la entrada de audio y el circuito del receptor se conectará a un altavoz para reproducir las canciones. La señal de audio se transmitirá a través de un LED de infrarrojos desde el circuito transmisor; las señales de infrarrojos serán recibidas por un fotodiodo que se colocará en el circuito del receptor. La señal de audio así recibida por el fotodiodo será muy débil y, por lo tanto, será amplificada por un circuito amplificador LM386 y finalmente reproducida en un altavoz.

Es muy similar al control remoto de su televisor, cuando presiona un botón, el LED IR en la parte frontal de su televisor, transmite una señal que será captada por un fotodiodo (TSOP comúnmente) y la señal se decodificará para encontrar qué botón que ha pulsado, marque aquí el mando a distancia universal por infrarrojos con TSOP. De manera similar, aquí la señal transmitida será una señal de audio y el receptor será un fotodiodo simple. Esta técnica también funcionará con LED y paneles solares normales; Puede leer el artículo Transferencia de audio usando Li-Fi para comprender cómo este método es muy similar a la tecnología Li-Fi.

Paso 3: circuito del transmisor

El circuito del transmisor solo consta de un par de LED de infrarrojos y una resistencia conectados directamente a la fuente de audio y la batería. Un lugar complicado en el que puede encontrar un problema es conectar el conector de audio al circuito. Un conector de audio normal tendrá tres pines de salida, dos para el auricular izquierdo y derecho y el otro es un protector que actuará como tierra. Necesitamos un pin de señal que puede ser izquierdo o derecho y un pin de tierra para nuestro circuito. Puede usar un multímetro en conectividad para encontrar los pines correctos.

El funcionamiento del circuito del transmisor es bastante simple, la luz IR del LED IR actúa como una señal portadora y la intensidad de la luz IR actúa como una señal moduladora. Así que si alimentamos el led IR a través de una fuente de Audio la batería iluminará el led IR y la intensidad con la que brille se basará en la señal de audio. Hemos utilizado dos LED IR aquí solo para aumentar el alcance del circuito; de lo contrario, podemos usar incluso uno. Construyo mi circuito sobre una placa de pruebas y el circuito se puede alimentar en cualquier lugar entre 5V y 9V, usé un 5V regulado en lugar de la batería, por lo que no usé la resistencia limitadora de corriente 1K. La configuración de la placa se muestra a continuación, he conectado mi iPod aquí como fuente de audio, pero puedo usar cualquier cosa que tenga un conector de audio (lo siento, usuarios de iPhone).

Paso 4: Circuito receptor

El circuito receptor consta de un fotodiodo que está conectado a un circuito amplificador de audio. El circuito amplificador de audio se construye utilizando el popular LM386 IC de Texas Instruments, la ventaja de este circuito es que requiere un mínimo de componentes. Este circuito también se puede alimentar con un voltaje que va de 5 V a 12 V, he usado el módulo regulador de mi tablero para suministrar + 5 V al circuito, pero también puede usar una batería de 9 V.

PIN 1 y 8: Estos son los PIN de control de ganancia, internamente la ganancia se establece en 20 pero se puede aumentar hasta 200 usando un capacitor entre PIN 1 y 8. Hemos usado el capacitor C3 de 10uF para obtener la ganancia más alta, es decir, 200 La ganancia se puede ajustar a cualquier valor entre 20 y 200 utilizando el condensador adecuado.

Pin 2 y 3: Estos son los PIN de entrada para señales de sonido. El pin 2 es el terminal de entrada negativo, conectado a tierra. El pin 3 es el terminal de entrada positivo, en el que se alimenta la señal de sonido para amplificarla. En nuestro circuito, está conectado al terminal positivo del micrófono de condensador con un potenciómetro RV1 de 100k. El potenciómetro actúa como una perilla de control de volumen.

Pin 4 y 6: Estos son los pines de la fuente de alimentación de IC, el pin 6 es + Vcc y el pin 4 es tierra. El circuito se puede alimentar con un voltaje entre 5-12 V.

Pin 5: Este es el PIN de salida, del cual obtenemos la señal de sonido amplificada. Está conectado al altavoz a través de un condensador C2 para filtrar el ruido acoplado a CC.

Pin 7: Este es el terminal de derivación. Puede dejarse abierto o conectarse a tierra con un condensador para mayor estabilidad.

Paso 5: ¿Cómo operar el circuito del transmisor y receptor de audio por infrarrojos?

• Inicialmente, proporcione al transmisor y al receptor las conexiones por separado según el diagrama del circuito.
• Aplique energía a las secciones del transmisor y del receptor con dos baterías de 9V.
• Conecte un altavoz de 8 Ω a la salida del IC del amplificador de audio LM386.
• Asegúrese de que la distancia entre las secciones del transmisor y el receptor sea inferior a 30 cm.
• Aplique la señal de audio en la sección del transmisor utilizando un teléfono móvil o un reproductor de música. Ahora puedes escuchar el sonido del altavoz.
• Desconecte las baterías del transmisor y el receptor.

Para las personas que no lo hicieron funcionar la primera vez, siga los pasos para depurar el circuito.

• Después de encender el circuito del transmisor, use la cámara de su teléfono móvil para verificar si el LED de infrarrojos está encendido, hágalo en una habitación oscura para que pueda detectarlo fácilmente. En una habitación luminosa, ni siquiera la cámara puede captar la luz IR. Si se ilumina, entonces está seguro de que el transmisor está funcionando como se esperaba.
• Después de construir el circuito del receptor, reemplace el fotodiodo con el conector de 3,5 mm y reproduzca una canción. El audio de su teléfono debe amplificarse y reproducirse en su altavoz, si no, ajuste RV1 hasta que comience a funcionar. Una vez que se asegure de que funciona, reemplace el conector de 3,5 mm con el fotodiodo nuevamente.
• Continúe con este paso solo después de seguir los dos anteriores. No espere que el circuito funcione para un alcance más largo, deje el transmisor en un lugar fijo e intente posicionar el receptor y diferentes ángulos hasta que capte las señales.