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【DIY】给蓝牙音频适配器增加音箱电源控制功能

硬件/HW 木魚 1586℃ 3评论
前置说明:由于博主非电气工程人士,因此本文可能充斥着幼稚、低级的错误和不专业的表现,请相关专业人士主动忽略这些门外汉的表现……

0.前言

不记得某个时候曾经入手过这样一个蓝牙终端,好像是去年双十一时候买的,两百多大洋,飞利浦的牌子,就是这货。

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用它的目的在于可以直接用手机蓝牙连上后,直接推音乐给音箱,用音箱听歌,而且避免需要插耳机插头的烦恼,何况插插头的话手机就固定在音箱的附近了,相对来说比较不方便。

对于我这样的懒人来说,当然还是用蓝牙推音乐合适了。只不过这样还有一个很麻烦的事儿,就是音响是有源的:它需要220V市电,需要音频输入,有自己的开关,就是……那款漫步者音箱。

蓝牙终端的耗电量很低,可以一直开着,可是音箱就必须无时无刻不开了吗?一直开着的话,浪费电不说,音箱也有轻微的噪音,也会损耗的好吗!作为一个强迫症末期患者,是绝对容忍不了这种事情发生的,因为我会觉得恶心  25.gif 

所以,就只能要用音箱听歌的时候先连上蓝牙,再打开音箱吗?听起来就很麻烦。所以我琢磨着如何才能让音箱自动开启已经很久了。你想想,要听歌连上蓝牙自动开音箱,听完了不想听了断开蓝牙自动关闭音箱,听起来就开心…… 66.gif 

1.找路

我之所以觉得这件事是可以做到的,是因为我注意到上面有个指示灯,就是上图中有蓝牙图标的那个按钮。插上电后,这个灯会开始忽明忽暗地开始进入等待配对模式——就是亮着的,有亮度的区别。等一段时间后,倘若没有等到它心仪的终端配对,它就会进入“姨妈”模式——情绪低落,暗暗的……

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注意哦,它有亮哦,就是亮的不怎么明显。

然而如果它配对成功了,那么就会很嗨了……

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这按钮下面是啥?当然是LED了,这话还用得着说么。

所以直觉告诉我,这事儿有戏。 55.gif 

2.初步测试

首先拆开这个蓝牙终端。在下图两个圆圈的下面,各有俩螺丝,拧开后上面的盖子可以直接解开,并没有卡扣之类的小婊砸的阻挠 74.gif 

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拆开后看的就很明了了。。。

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瞧,蓝色的小碧池……

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说到这里我得提一下,这两百多块将近三百块的玩意儿,居然用的是4558运放……这么普通的运放……看来我应该是高估这货的音质了…… 33.gif 

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掏出万用表,这满屏幕贴片实在不好看。。。用测电阻的方式找到了LED两根引脚相连的几个测试点,然后直接用万用表测量对地电压。哪里是地线?当然面积最大的统统都是地了…… 64.gif 

首先是测到了这边,电压是3.3V,并且高亮和低亮时都是3.3V,看来这边的电应该是蓝牙芯片过来的,蓝牙芯片供电时3.3V吗?这终端供电可是9V啊……估计是降压了。

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然后另外一边,也就是LED的负极那边,电压就比较好玩了,高亮的时候电位是0.74V,低亮的时候是0.86V。

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难道亮度差那么大,电位只差了0.12V么?

看到LED的负极后面还串了一个电阻,而电阻的另一个引脚接到了蓝牙模块的一个引脚上,从走线来看应该就是状态指示了,测了一下,发现电压在LED高亮和低亮时分别是0.01V和0.86V。

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……别急,容老夫思考下。

3.找思路

如我所料,LED的电压有变化,那么可以从这里入手,只不过现实和我考虑得有点不同,没想到LED的负极是控制亮度的。最开始我的想法是撑死了弄个Arduino来用AD变换测量电压变化,但是这样就牺牲一个单片机未免太傻了一点……后来又琢磨着用比较器来根据电压变化触发状态变化,但对这一路非常不熟(其实对电气工程我就是个门外汉,根本就没熟的……)

于是,我想到了坑我弟,没办法,谁让他是搞电气的呢。

终于,我在一天的夜深人静的时候逮着了活人,按照我弟的话说,是深夜里不睡觉逼着他活生生地复习了一波模电。 44.gif 

然后他在听完我的基本描述后,给我提供了一个非常具有指导性意义的注解。根据他的说法,蓝牙模块这种状态指示业界通常的做法是做成推挽式的,就是表示有效的时候引脚电压下拉,而无效的时候则引脚悬空,不做任何操作。这样解释的话,蓝牙配对成功后LED高亮很好理解,因为电压下拉然后对VCC是高电压,然而我这里的无效状态LED依然低亮应该怎么解释呢?似乎只能用除了控制端外,还自带下拉来解释了……大概就如下图所示(第一次用这电气绘图软件画图,专业人士表笑我,否则我真的会打人的 83.gif

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然后我弟给了我很建议可实施性的建议,他觉得直接用个三极管做开关就行了,然后反相一下。这里需要提一下,用来做电源开关的是固态继电器,之前已经做过一个内置了固态继电器可直接用低电压切换开关的插线板了(参见 [DIY] 把插板改装成用USB控制开关的……),这里拿来直接用,就知道给它电压让它开关就行了。

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经过和我弟长达一个半小时的反复撕逼,终于确定了基本的方案(PS:关于三极管这些基础知识早就忘光了,果然上大学后很少碰这些东西的后果是很严重的……)。

在给我建议并说可以用一个NPN三极管比如3904后,我弟睡觉去了。

4.确定方案

我想了一下,觉得这样就行了。

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基本思路就是,当蓝牙未配对的时候,模块的蓝牙引脚是悬空的,而原线路中自带了上拉用的电阻和LED,让这个引脚呈现高电位(0.86V),达到了三极管导通阈值,这时候三极管导通,对固态继电器呈现短路作用,拉低两端的电压,继电器关闭,音箱断电;而蓝牙已配对的时候,蓝牙模块引脚下拉(0.01V),三极管关闭,固态继电器和上面的电阻形成回路,大于开启电压时,继电器打开,音箱工作。 52.gif 

上面的电阻680Ω,是我随便选的,倒也没那么随便。固态继电器标准工作电压5V,手册上写的最小断开电压1V,最大打开电压4V,内阻440Ω。这里用的是欧姆龙的G3MB-202P型。

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为了确认开关电压,临时准备了一个简单的测试回路。用一个精密电位器做分压,USB 5V供电,用个离子球做负载…… 42.gif 

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当供给固态继电器的电压为2.45V时,离子球亮了。而电压低于2.20V的时候,离子球灭了。

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在这之间的时候,继电器呈现出一种不稳定的状态,有时开有时关……估计不能在这个状态。

电压直接用蓝牙终端的9V,那么为了让固态继电器能可靠打开,分压限流电阻选择了680Ω,理论情况下三极管关断时固态继电器的电压为3.5V,应该可以可靠打开。三级管导通的时候……我没算,因为我不会算 58.gif 

但是我相信这个三极管的增益,相信它能帮我把固态继电器的VCC直接拉到2.2V以下,别问我为啥相信,我就是这么天真…… 60.gif 

这时我想到了一件事,那就是当这个蓝牙终端处于等待配对模式的时候,灯是一闪一闪的。这么说的话,继电器不也是一开一关了吗?插线板也一开一关?这不是逗音箱玩呢嘛。

于是我改进了一下线路,加了一个延迟。

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这个延迟的用处就是,当电压呈现脉冲的时候,由限流电阻+电容器进行平缓,从而保证三极管不会随着蓝牙的控制端一块儿疯癫。

表问我为啥用了6.8K电阻和220u电容,我随便拿的……

6.实施

OS:当时搞的时候把线路引到蓝牙模块外面来了……其实现在想想蓝牙终端里空间够大,应该可以直接放进去的……现在搞成在外面拖着个东西了……2333……可是我很懒,就不改了……

最初的方案是从蓝牙终端里引出三根线:9V电源线,底线以及蓝牙状态线,想着吧底部用剪刀凿个洞算了,后来觉得有碍观瞻。。还是用电钻打了一个洞。

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这三根红线是早期买台式机的时候,硬盘的排线没用到,留下来的,很细很好使,唯一的缺陷就是没有颜色区分…… 77.gif 

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线路板的焊接。9V电源是直接在插座上找的点,而控制线焊在了蓝牙模块输出脚上。艾玛,我讨厌贴片…… 80.gif 

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线路很简单,就直接焊在三极管+电容器搭成的架子上了。

当然根本原因是因为我没有做PCB的条件……

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7. 测试

先插电。看到蓝牙未配对,离子球不亮。

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手机连上蓝牙……灯亮了……

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可以收工了……23333……

8.善后

最后把蓝牙的盖子全部装回去……

再把音箱插插座上……

9.以及

现在我吃饭去了……

 

 

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(3)个小伙伴在吐槽
  1. 太6了。。。。

    risafa2015-07-14 16:58 回复
  2. 玩的越来越66666666了

    那个同学2015-07-13 09:23 回复
  3. 牛:-P

    你猜2015-07-12 21:10 回复