Módulo de puerta de enlace Bluetooth para radios bidireccionales: 3 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Adaptador de puerta de enlace Bluetooth para radios bidireccionales

¿Alguna vez quisiste tener un auricular inalámbrico para usar con tu equipo de radioaficionado? Esto se puede realizar muy bien con un auricular Bluetooth que tenga un micrófono decente y una radio que admita Bluetooth. Hay radios más nuevas que tienen una capacidad Bluetooth integrada, pero poner esta capacidad en equipos que no la tienen es un poco desafiante. No hay dispositivos de puerta de enlace fácilmente disponibles que funcionen como una base Bluetooth para conectarse. Hace aproximadamente un año comencé a investigar esto y encontré un módulo de puerta de enlace Bluetooth que estaba disponible en KC Wirefree (https://www.kcwirefree.com/audio.html). Decidí usar el módulo BlueAudio KC-6112 para construir este proyecto, basado en la información publicada en su sitio web. Pude montar el diseño utilizando la placa de conexión BOB-6112 que ofrecen y crear una prueba de concepto.

Cómo funciona

La salida de audio del KC-6112 va a la entrada MIC de su radio. La salida de este módulo es ajustable, pero aún coloco un divisor de voltaje que proporciona una atenuación de aproximadamente 15dB. El control de salida gestiona el resto. Agregué una etapa de búfer para aislar el módulo, pero descubrí que no era necesario. (Muestro un puente para dar la vuelta al búfer en el esquema).

La entrada de audio al módulo proviene de la salida de altavoz de la radio. Encontré 3dB de atenuación adecuada para esta entrada, ya que generalmente puede configurar el volumen proveniente de la radio. El módulo también tiene un ajuste para el nivel de entrada, y normalmente puede controlar el volumen desde la radio para darle un buen nivel a los auriculares que usa.

Muestro la entrada de audio como entrada estéreo en el esquema. Esto permite que este módulo se utilice como fuente estéreo si desea utilizarlo como fuente Bluetooth para música. (Esto requiere una carga de software diferente). Realmente solo necesita completar la entrada del canal izquierdo para esta aplicación.

Una de las características del software KC Wireless era la capacidad de administrar un enlace PTT con una de las líneas de E / S digitales BC05 que indicaban PTT cuando se activaba. Usé esto para conducir un MOSFET para proporcionar un interruptor a la radio. La mayoría de las radios usan PTT a GND como señal, aunque hay algunas aberraciones. Esto funcionó muy bien para todas las radios con las que lo he probado. La función PTT se basa en que los auriculares Bluetooth pueden "responder" llamadas cuando están conectados a un teléfono celular. Esta capacidad varía mucho de varios fabricantes de auriculares, por lo que es algo a tener en cuenta. (No todos los auriculares inalámbricos admiten esta capacidad compatible con el software del módulo).

Opté por encender y apagar este diseño con un interruptor. El módulo KC-6112 tiene un pin de habilitación que puede usarse como un control suave de encendido y apagado. Esta capacidad funciona mejor con versiones posteriores del software. (Para habilitar esta función, necesitaría modificar la PCB que diseñé..).

Paso 1: Versión de placa de pruebas y compilación de PCB

Versión de tablero

Las imágenes superiores muestran la placa de pruebas que construí. Funcionó bien, pero quería que fuera más compacto y duradero, así que quería construir un módulo basado en PCB.

tarjeta de circuito impreso

Eventualmente diseñé un PCB e hice una bonita versión pequeña que disfruto usando. Hubo algunos contratiempos en el camino, pero estoy satisfecho con el diseño resultante. Espero que pueda ser un diseño útil para otros que quieran construirlo. El diseño del KC-6112 se basa en un dispositivo Qualcomm (CSR) BlueCore 5 (BC05) más antiguo. Hay muchos módulos chinos que tienen el mismo chip, pero el software es lo que define este módulo. KC Wirefree ha escrito un conjunto de software decente que permite que su módulo actúe como una puerta de enlace inalámbrica específicamente para auriculares inalámbricos. Emplea el perfil AGHFP (Audio Gateway) para hacer esto, y han agregado algunas características agradables para que funcione bien. El diseño que se me ocurrió se basa en el diseño de muestra que se muestra en el ejemplo del circuito de la hoja de datos de KC Wirefree KC-6112, con algunos ajustes. Decidí que me gustaría hacer esto portátil, así que opté por usar la administración de batería BC05 y agregué una pequeña batería LiPo para ejecutarlo.

El PCB que diseñé usa partes SMD, ya que quería mantenerlo compacto. He incluido los archivos de salida de Eagle como un archivo zip. Estos archivos se pueden utilizar para fabricar una placa. (Hice que PCBWay fabricara la PCB e hicieron un buen trabajo).

La construcción de esta PCB requerirá un buen soldador con una punta pequeña y algo de paciencia para montar estas piezas pequeñas. Le recomendaría varias guías que se publican en otros artículos para la soldadura manual de piezas SMD.

• Monte primero todos los componentes pequeños de montaje en superficie.
• Luego agregue las tomas estéreo y el conector USB. Agregue los componentes del orificio pasante: LED e interruptores de botón. (Los encabezados se utilizan para la programación. Si los instala y utiliza el cuadro sugerido, deberá recortar la parte superior de los encabezados para que quepan).
• Luego monte el módulo KC-6112. Tenga en cuenta que no es necesario soldar todas las almohadillas del módulo.
• Inspeccione todas sus juntas de soldadura y asegúrese de que todo se vea bien.
• Asegúrese de que el interruptor de encendido esté apagado, luego conecte los cables de la batería.
• Consulte las imágenes para ver la estructura de la PCB.

El esquema y la lista de materiales para construir el tablero se incluyen aquí. Quería diseñar la PCB para que se ajustara a una carcasa disponible comercialmente, por lo que seleccioné la carcasa Bud Industries HH-3641 que está disponible en varios distribuidores. Ese caso funciona bien y tiene aproximadamente el tamaño adecuado para este circuito. Elegí una batería que encajaría en el estuche con el PCB en la parte superior y aún así dejaría algo de espacio libre. La carga de la batería LiPo es gestionada por el módulo KC-6112. La batería no puede tener más de 6 mm de grosor en este caso. Terminé obteniendo una batería de 180 mAh (Noiposi X0017VDHHF). Esto le dará aproximadamente 5 horas de uso para este diseño con carga completa (tarda aproximadamente 1,5 horas en cargarse). Tenga en cuenta que una batería más grande tardará más en cargarse, ya que el chip BC05 solo es capaz de una corriente de carga de 150 mA.

Paso 2: Carga y control del software

Carga de software

El módulo KC-6112 puede ser un receptor o transmisor, por lo que es importante qué software se está utilizando. El módulo se pide con la versión de SW que desee. Para este proyecto, la configuración de la puerta de enlace es la versión que funcionará. La versión actual del código de puerta de enlace disponible en su sitio web (al momento de escribir este artículo) es 8.2.0. Mi experiencia con las diversas versiones del conjunto de códigos de puerta de enlace disponibles en KC Wirefree muestra que la mejor versión para este proyecto es la 8.1.0. Esa es la versión que recomendaría pedir (como versión personalizada). El código 8.1.0 proporciona la mejor funcionalidad PTT predeterminada para cómo funciona este diseño. Si no quiere PTT y prefiere usar la función VOX de su radio, entonces cualquier versión estaría bien. El 8.2.0 no proporciona PTT como función predeterminada. Tenga en cuenta que 8.1.0 no se muestra actualmente en el sitio web de archivo de KC Wirefree, pero puede solicitarlo. (Tengo una copia si la necesita).

Puede actualizar el módulo a la versión que desee si sigue la Guía de actualización de firmware sin cables de KC. Todas las interfaces para administrar esta capacidad se muestran en el esquema. Esto está más allá del alcance previsto de esta discusión, por lo que no entraré en él más. (Tenga en cuenta que si desea realizar cambios de software en el módulo, debe instalar los controladores y el software de administración en una computadora con Windows. También querrá tener una interfaz USB a serie de 3.3V, como Qunqi 3.3V 5.5V FT232RL disponible en Amazon y otros lugares).

Control de módulo

El módulo KC-6112 tiene varias entradas que se pueden utilizar para entradas de interruptor para control. Para este diseño, decidí mantenerlo simple y solo tener 3 interruptores de botón para administrar las funciones necesarias. (La siguiente información depende del firmware. Esto refleja el código 8.1.0).

Emparejar / BTB Este botón se usa para emparejar con el auricular. El emparejamiento se inicia cuando se mantiene pulsado este botón durante más de un segundo. Una pulsación breve se volverá a conectar con un recurso emparejado si se ha desconectado.

VOL UP / VOL DN Estos botones ajustan el volumen de salida (que controla la entrada de su micrófono en su radio). Deberá experimentar un poco para ver qué funciona mejor para su entrada de radio. Tenga en cuenta que cuando presiona dos veces rápidamente estos botones, ajusta la ganancia de entrada hacia arriba y hacia abajo.

Encontré que era mejor experimentar un poco con los ajustes de volumen y ganancia para obtener los mejores resultados. Obviamente, cambiará de radio en radio.

Consulte la Guía del usuario de KcGateway disponible en el sitio web de KC Wirefree para obtener el conjunto de códigos específico para obtener una explicación detallada de las funciones de los botones. (El kcGateway_UserGuide_v8.1_b1.pdf para este conjunto de códigos 8.1.0).

También hay 4 LED que se muestran en mi esquema para varias indicaciones de estado. Los LED ROJO y AZUL son para proporcionar el estado general de Bluetooth y el estado del módulo. El LED "Conectado" realmente no es necesario porque el estado de la conexión se puede ver mediante el LED azul. Me pareció útil tener este indicador. El LED "PTT" refleja el estado de PTT del módulo. Cuando se afirma PTT, el drenaje MOSFET se cambia a tierra. Es útil tener un indicador visual de esto.

Paso 3: Conexiones de radio y conclusión

Interfaz con su radio

La interfaz de radio depende de la radio. He incluido un esquema del cable que hice para usar con un FT-897 (y radios similares) usando el puerto de datos. También he incluido el esquema para usar con un Baofeng HT. Básicamente, debe conectar la entrada del micrófono de radio a la salida del KC-6112 y el altavoz de la radio a la entrada. El PTT funciona como entrada a tierra.

Conclusión

Sé que esta es una breve descripción de esta unidad, pero funciona bien y me gusta poder deambular sin estar al lado de mi radio. Descubrí que puedo alcanzar unos 20-30 pies sin ningún problema con los auriculares que utilicé. Probé varios otros auriculares, y había un par que no admitían el protocolo de puerta de enlace, por lo que no funcionaron. La mayoría de los auriculares "sin música" deberían funcionar bien.

Espero que si lo construyes puedas disfrutarlo tanto como yo. Buena suerte.