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supremeOne 发布

【征集令】ESP32蓝牙FM音响

 
设计简介

可莉七七两只小可爱(・ω< )★

1.简介

使用安信可ESP32-S开发版接收蓝牙输出I2S信号给UDA1334解码,音频信号通过CD4052切换开关切换ESP32-S蓝牙、FM、AUX音源给PAM8406功放,5Wx2的2.0声道,附带OLED显示屏,锂电池充电电路等。

2.特点

1.支持蓝牙。
2.支持AUX输入。
3.支持FM调频。
4.带OLED屏幕查看状态。
5.自带锂电池,附带锂电池充电电路,平衡充电路。
6.使用安信可开发版,省去下载电路。
7.电量检测,充电检测支持。
8.5Wx2的2.0声道。
9.一键静音。
10.音量调节可视化。
11.电源隔离,当有DC12V供电时不会使用锂电池供电,延长电池使用寿命。

3.I2S解码

QQ截图20211123223628.png
 
比较简单,使用UDA1334解码IC进行解码输出模拟信号,只需要ESP32提供BCK、SW、DATA即可,无需MCLK,其他引脚如原理图下拉即可。

4.FM收音

QQ截图20211123225029.png
 
使用TEA5767,使用IIC控制,输出模拟信号,IIC由ESP32-S控制,注意留出天线。
FM收音模块直接出来声音较小,因此需要一个放大电路,使用S9014工作在放大区即可
如果觉得音量大,可以把R54改大。

5.SOURCES SWITCH

QQ截图20211123225448.png
 
由于有一路解码IC输出的信号,又有一路FM输出的信号,还有一路AUX IN的信号,因此需要一个SOURCES SWITCH,这是TI的一个2通道4路的切换开关,可用于模拟或者数字。
由AB控制,连到ESP32的IO上,INH下拉使能。
这里有一个切换的表格
OUTPUT B A
CH0(蓝牙) 0 0
CH1(FM) 0 1
CH2(AUX) 1 0
CH3(空) 1 1

6.充电电路

QQ截图20211123225808.png
内置两节锂电池,但是大部分都是单节电池充电方案,不想在找充电器,因此使用了升压充电方案,普通5V也可以充。
但是充电电路做的过于简单,长期使用影响锂电池寿命。在边放边充方面做的不好,因此会导致永远都充不满,充了又会放电。
比较成熟的方案是会加PMOS,通过5V IN 的输入使得电池和负载断开,然后5V给电池充电同时给负载供电,这里偷懒了没做。
修改建议:1.加入电源切换开关 2.加入平衡充电模块 3.使用充电IC带路径管理的。

上面这个为旧方案,下面这个是新方案

对比旧方案,新方案使用了降压充电,优点是充电快,并且可以使用开关管使12V电源直接使负载工作并且充电锂电池,并且互不干扰,但是缺点是需要买一个12V的适配器

还是使用的两节锂电池充电的方案,并且这次加入了锂电池平衡电路,保证电池的使用寿命。

 

当有12V供电时,12V会控制Q3 MOS管把锂电池电源断开,然后主供电会从锂电池7.4V转为12V,并且12V会给锂电池充电,互不干扰。

 

这个电路其实是本人之前做过的一个电源方案,有兴趣的同学可以去我之前的工程上看看。

https://oshwhub.com/Aknice/cn3762-shuang-chuan-lian-li-dian-chi-chong-dian

7.AMP

SOURCES SWITCH的COM端即接入AMP的四联的可调电阻,可以调节音量,并且接入ESP32的ADC脚,便于查看音量大小。
MODE脚接地说明是A/B类功放,此功放不需要电感

8.代码

使用Arduino开发
需要btAudio-master、u8g2、Arduino TEA5767库
见minimalAudio.uno
主要是OLED显示的代码较多。

9.电性能测试

测试设备:ABTEC A2
趁着有空赶紧测一下这玩意的电性能。
按照数据手册,AB类,4欧负载5V ,THD+N为1%时是2.5W左右。其他信噪比,失真度,频响失真曲线等数据没写。
可以看到,2.2W THD+N为0.5%,和数据手册写的基本一致了,当前增益为-13db
当功率去到4W,THD+N高达34%,正弦波基本出来是方波,当前增益为0db
增益为-13db时,1khz的信噪比为78.746db
频率/增益曲线 20hz~20khz时 -13db,没做DRC,因此几乎为一个直线
频率/功率曲线

10.总结

充电电路做的过于简单,长期使用影响锂电池寿命。
修改建议:1.加入电源切换开关 2.加入平衡充电模块 3.使用充电IC带路径管理的。

比较简单的音响,功放不够给力,要真想5W,THD+N太差了,只有2W的时候才能听。

FM天线做的不够好,参数没调,沙沙声较大,自动搜台功能没做,后面可以继续完善。

ADC采样会飘,建议加入滤波电容和上拉电路,软件上完善消抖。

外壳没时间画了,只做了个亚克力固定背板。

见附件 背板_前视图_2007.dwg

 

喇叭建议:4欧5W 66mm

螺丝建议:主板M3*16 喇叭:M3*35

散热建议:功放、锂电池充电电路的MOS管和电感、锂电池均衡电路两个耗能的电阻

 

以下为视频演示

FM效果实际会比视频中要好
FM收音效果沙沙声为FM天线与电路参数不匹配,因没有设备测试所以没调参数,故出现沙沙声,效果一般
参考设计图片
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更新时间2024-11-23 07:30:48

 
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