Образовательная галактика Intel®

Блог Участника

Запись блога

MP3-модулятор 1. Как он устроен и можно ли его улучшить?

Статья о том, как был разобран MP3-модулятор, изучено его устройство и перепаян для более удобного его использования. Некоторые приемы, о которых здесь говорится, обязательно буду показывать ребятам на уроках микроэлектроники.

Подвигла на изучение этого гаджета статья Дмитрия Блинова "Автомобильный MP3-модулятор на уроке физики", за что я ему очень благодарен, т. к. в ходе работы и написания этого поста узнал для себя немалого нового и интересного.

Началось все с того, что мне пришлось переделать автомобильную магнитолу (см. ссылку в конце статьи *).
Успешно протестировал звук, используя обычный mp3-плейер, и уже думал, что куплю портативный MP3-плейер специально для использования в авто, но статья об автомобильном MP3-модуляторе подсказала мне другое направление. Тут, кстати, в магазине продавался недорогой (250 руб.) MP3-модулятор, который я и решил купить для своих опытов.

Тест звука

Сначала решил попробовать этот гаджет «как есть». Подключение MP3-модулятора в гнездо прикуривателя, настройка частоты в магнитоле заняли буквально минуту-другую. Вставил USB-флешку и начал тест. Управление модулятором простое — всего 5 кнопок на приборе, жаль только, что громкость и выбор папок с проигрываемой музыкой доступен только с ИК-пульта. Звук, который послышался из колонок, мне как-то не очень понравился: басы «не дожимали», и частоты верхнего уровня явно были «срезаны» где-то примерно на частоте 15 килогерц — все-таки низкая цена прибора... Составим схему, как работает этот прибор с автомагнитолой.

MP3-файл считывается с флешки, затем декодируется из формата MPEG-1 Layer 3 и преобразуется в звуковой стереосигнал, который потом модулируется и передается по радиоволнам в FM-диапазоне. Магнитола ловит частоту, демодулирует сигнал, извлекая с радионесущей частоты звуковые волны, и через усилитель воспроизводит их в колонках.



Однако, возникла мысль: «А если подключить прибор напрямую, исключив передачу сигнала по радиоканалу с его помехами и искажениями, то качество звука в колонках закономерно должно улучшиться?»

Вскрытие

Разобрав MP3-модулятор, обнаружил там радиоплату, на которой было видно ЖК-экран, TSOP для получения сигналов от пульта дистанционного управления на ИК-лучах, разъем для карты памяти SD, разъем USB для подключения флешек, залитый черный пластиком микропроцессор и еще две микросхемы. С помощью увеличения изображения через лупу можно разобрать символы и прочесть надпись на микросхемах: T24C02A и BK1081.

Поиск datasheet

Постараемся по надписям на микросхемах определить, для чего они предназначены. Для этого нужно найти в интернете техническую документацию на интересующую микросхему (Datasheet). Ищем в Google по запросу «datasheet T24C02A», хотя можно воспользоваться и специализированным поиском на сайте www.alldatasheet.com, но как показала практика, Google «знает» больше источников. При поиске наша задача найти и скачать PDF-файл с описанием микросхемы. Чаще всего информация в datasheet на английском языке, что еще раз подтверждает важность его изучения и позволяет практически потренироваться в переводе и понимании текста.

Итак, поиск в интернете привел к пониманию того, что T24C02A — это микросхема EEPROM, т. е. «память». Полагаю, что она помогает микроконтроллеру для распаковки mp3-файла перед преобразованием в звуковую частоту музыкального произведения.

Вторая микросхема BK1081 — FM stereo transmitter (стерео радиопередатчик в диапазоне FM): он модулирует аналоговый стереосигнал на радиочастоту и передает на антенну. Эта микросхема управляется микроконтроллером для выбора FM-частоты, на которой будет осуществляться радиопередача. По сути, эта микросхема и есть маленький радиопередатчик!

Изучив в datasheet более подробное описание характеристик этой микросхемы и схему подключения, определил через какие контакты подключаются левый и правый аудио канал, а также уровень сигнала (напряжение в вольтах), который можно подавать на эту микросхему.

Фрагмент datasheet:


Судя по datasheet, уровень сигнала сравним со стандартными выходами MP3-плейеров, куда подключаются обычные стерео-наушники. А значит, если к этим контактам RCH и LCH (обозначены на схеме зеленым цветом) через конденсаторы 1 мкф, как рекомендуется по схеме из datasheet, подключить наушники, то можно услышать воспроизводимый звук из mp3-файла, который в этот момент «проигрывает» микроконтроллер. Проверим наши догадки слегка модернизировав прибор.


Модернизация прибора

Найдем на радиоплате конденсаторы (на плате они темно-желтого цвета), через которые подключаются левый и правый аудио-входы микросхемы BK1081, чтобы подпаять к ним разъем для подключения наушников. Для этого берем тестер, включаем его в режим измерения сопротивления. Один щуп тестера прижимаем к ножке 9 микросхемы BK1081 левого канала (LCH) и второй щуп поочередно прижимаем к конденсаторам на схеме, глядя при этом на показания тестера. Когда увидим, что сопротивление на тестере покажет «0», значит, мы нашли вывод нужного конденсатора, при этом подпаять разъем для аудио-наушников нужно к другому выводу этого же конденсатора.

Затем так же ищем конденсатор, соединенный с правым каналом (RCH - ножка 10) микросхемы BK1081, он скорее всего находится поблизости с первым найденным конденсатором. Найдя вывод конденсатора, между которым и ножкой 10 микросхемы сопротивление будет равно «0», можно подпаять к другому выводу этого конденсатора правый канал разъема наушников. Массу разъема наушников подпаяем к общей массе на радиоплате FM-модулятора, например, к USB-разъему.

Я припаял разъем вот так:


Пайка тонкая, и чтобы провод случайно не оборвать, приклеил его термоклеем к боковой стенке USB-разъема, а для изоляции применил термоусадочную трубку черного цвета, которая после нагревания феном или пламенем спиртовки сжимается и изолирует провода - так будет надежнее.

Проверка. Сборка

После пайки еще раз визуально проверяем качество пайки, отсутствие наплывов олова. Следим, чтобы тонкие проводки радиопровода не торчали в стороны, чтобы не было замыкания дорожек.

Аккуратно собираем прибор. Для дополнительного провода понадобилось выводное отверстие в корпусе — я его осторожно проплавил паяльником и оплавления пластмассы на краях срезал канцелярским ножом.

Чтобы использовать более компактный блок питания для удобства решил дополнительно припаять компактный разъем для питания к контактам платы стабилизатора питания, которые подключаются в разъеме автомобильного «прикуривателя»: центральный к +12Вольт и боковые к -12Вольт.



Тест

Подключаем к MP3-модулятору питание 12 Вольт (мне для этого удобнее использовать блок питания от старого персонального компьютера), вставляем флешку и подключаем к припаянному разъему стереонаушники от обычного mp3-плеера. Ура! Работает! Затем подключил MP3-модулятор к автомобильному усилителю через линейный вход. И снова работает! И звук теперь субъективно гораздо лучше и чище звучит, что и неудивительно, т. к. аналоговый звук сразу подается на усилитель, минуя радиоканал с его помехами и искажениями.

Итак, повторим вкратце, что мы проделали:

1) Разобрали корпус прибора.
2) Нашли надписи на микросхемах.
3) В интернете нашли описание микросхем datasheet.
4) Изучили в datasheet характеристики и схемы подключения.
5) С помощью тестера нашли нужные точки по радиосхеме.
6) Подпаяли свой стерео радио-разъем.
7) Собрали прибор.
8) Получили в свое распоряжение модифицированный прибор
.

Мы получили бюджетный (читай недорогой) mp3-плейер, считывающий mp3 и wma файлы с USB-флешки или SD-карты памяти и преобразующий их в аналоговый звуковой сигнал, который:
  • можно слушать через стерео-наушники,
  • можно подать на линейный вход звукового усилителя, например, в автомобиле или во время мероприятий (дискотека, музыкальный вечер, радиопередача и т. п.),
  • можно подать на линейный вход компьютера (иногда линейный вход комбинирован с микрофонным входом) для микширования с другими источниками звука (например, караоке = музыка + микрофон) или для трансляции в локальную сеть или интернет.

Но, как оказалось, что этот модифицированный mp3-модулятор теперь имеет замечательную возможность для трансляции в FM-диапазоне аудио-сигнала, подаваемого через припаянный аудио-разъем. И этим можно воспользоваться, например, для "подключения" к компьютеру или к телевизору беспроводных стереонаушников, в летнем лагере для разворачивания в походных условиях мобильного лингафонного кабинета, хотя лучше написать "лингафонной поляны", или... но об этом напишу чуть позже... smile.gif

*)
В нашем семейном автомобиле установлена mp3-магнитола с качественным звуком, приемлемой акустической системой, которую сам с удовольствием устанавливал, подбирая динамики и балансируя звук. Это мое хобби smile.gif . И все устраивало, но в последнее время начал беспокоить один «пунктик», который заставлял подумывать о смене магнитолы: работает магнитола только с CD дисками. CD-диски, как носители информации, устраивают меня все меньше, т. к. возиться с их записью мне уже не хочется, да царапины на поверхности диска могут стать фатальными при хранении и привести к потере информации. В то же время такие носители как Flash-память - «флешки» стали доступнее по цене, удобнее при использовании, а потому набрали заслуженную популярность. В общем, хочется слушать музыку с флешек, но менять магнитолу не хочется.
В своей JVC магнитоле сначала нашел разъем для подключения внешнего CD-ченжера и, немного погуглив, выяснил какие контакты в этом разъеме предназначены для левого и правого каналов линейного входа. В магазине автомузыки за кабель с таким разъемом запросили 700 рублей, что меня не устроило, поэтому я просто припаял к контактам на плате аудиопровод со стандартным разъемом мини-jack 3,5 мм таким же, как у обычных стерео-наушников. Оставалось решить, что будет источником звука, который я подключу к этому разъему линейного входа.

Комментарии

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 394
  • Регистрация: 14.9.2010
  • Из: УР, г.Ижевск
  • Номер участника: 88045
Предупреждение

Интересно! Хорошая самоделка.


--------------------
С/у, Дмитрий Б

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(dibli @ 17.7.2012, 20:29)
Интересно! Хорошая самоделка.

Спасибо! Интересен был сам процесс работы над этой "самоделкой", и еще более инересны и неожиданны оказались возможности модифицированного FM-модулятора. Например, когда не хочется мешать своим домашним я с удовольствием слушаю свой компьютер (или телевизор) с помощью обычного плейера с функцией FM-приемника, подключив вместо колонок этот FM-модулятор. Качество стерео звука при этом отменное, и не привязан проводами - могу свободно передвигаться по квартире и даже по двору (радиус устойчивого приема 20-30 метров от FM-модулятора).
Появились идеи как этот девайс можно использовать в образовательных целях, например, в парковом уроке.

smile.gif

Сообщение отредактировал KosachenkoSV - 17.7.2012, 21:00


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Новичок

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 0
  • Регистрация: 7.8.2012
  • Номер участника: 117161
Предупреждение

На первом рисунке представлен принцип амплитудной модуляции, в fm же передатчике используется частотная модуляция.

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(XeoN @ 7.8.2012, 7:32)
На первом рисунке представлен принцип амплитудной модуляции, в fm же передатчике используется частотная модуляция.

Вы абсолютно правы. FM=частотная модуляция, и я сначала сомневался, но потом все же решил привести рисунок амплитудной модуляции, более простой для понимания школьников. Более того, каюсь в том, что часто употребляю слова "FM-диапазон", на самом деле никакого FM-диапазона нет, а есть УКВ (UHF) - ультракороткие волны, просто из-за популярного обозначения на приемниках произошла такая путаница.


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Новичок

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 0
  • Регистрация: 6.12.2013
  • Номер участника: 147326
Предупреждение

Доброго времени суток

прочитал ваш пост и решил в авто FM модулятор подключить через кабель к входу магнитолы AUX
в принципе девайс не сильно отличается от вашего.сделал все как вы прописали,но к сожалению не получилось.звука в наушнике нет(толшько шипение)

даташит на ATMEL 258 24CO2N SU27D(обозначение микросхемы) не нашел

помогите советом,что не так делаю

с питанием все нормально(на телефоне радио ловит FM модулятор)

наушник рабочий(делал как у вас масса на USB вторым концом на кондеры)

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(мусульманин @ 6.12.2013, 9:23)
Доброго времени суток

прочитал ваш пост и решил в авто FM модулятор подключить через кабель к входу магнитолы AUX
в принципе девайс не сильно отличается от вашего.сделал все как вы прописали,но к сожалению не получилось.звука в наушнике нет(толшько шипение)

даташит на ATMEL 258 24CO2N SU27D(обозначение микросхемы) не нашел

помогите советом,что не так делаю

с питанием все нормально(на телефоне радио ловит FM модулятор)

наушник рабочий(делал как у вас масса на USB вторым концом на кондеры)

Я тоже не нашел даташит по указанной вами строке, а без него что-либо советовать сложно... Можно попробовать так: оплетку кабеля наушника (т.е.массу) соединить на массу USB-разъема и попробовать наушник подключить с разных сторон конденсаторов, через которые микросхема-передатчик соединяется двумя аудио-входами (левым и правым) с микросхемой-"источником звука" (в моем FM-модуляторе "источник звука" был залит черной эпоксидной смолой), возможно тогда звук в наушнике заработает.Но лучше, конечно, найти даташит, иначе есть риск "закоротить" схему и что-нибудь выйдет из строя.

Сообщение отредактировал KosachenkoSV - 6.12.2013, 9:13


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Новичок

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 0
  • Регистрация: 6.12.2013
  • Номер участника: 147326
Предупреждение

Цитата(KosachenkoSV @ 6.12.2013, 10:09)
Цитата(мусульманин @ 6.12.2013, 9:23)
Доброго времени суток

прочитал ваш пост и решил в авто FM модулятор подключить через кабель к входу магнитолы AUX
в принципе девайс не сильно отличается от вашего.сделал все как вы прописали,но к сожалению не получилось.звука в наушнике нет(толшько шипение)

даташит на ATMEL 258 24CO2N SU27D(обозначение микросхемы) не нашел

помогите советом,что не так делаю

с питанием все нормально(на телефоне радио ловит FM модулятор)

наушник рабочий(делал как у вас масса на USB вторым концом на кондеры)

Я тоже не нашел даташит по указанной вами строке, а без него что-либо советовать сложно... Можно попробовать так: оплетку кабеля наушника (т.е.массу) соединить на массу USB-разъема и попробовать наушник подключить с разных сторон конденсаторов, через которые микросхема-передатчик соединяется двумя аудио-входами (левым и правым) с микросхемой-"источником звука" (в моем FM-модуляторе "источник звука" был залит черной эпоксидной смолой), возможно тогда звук в наушнике заработает.Но лучше, конечно, найти даташит, иначе есть риск "закоротить" схему и что-нибудь выйдет из строя.



так как девайс не особо дорогой и сжеть его не особо жалко пошел простым русским путем!!!!

от наушников оплетку на массу а вторым концом по всем контактам которые вообще вижу

фиг!!!! нет нигде сигнала вообще.только на 2-х кондерах шипение и все.девайс кстати выжил и работает

китайцы все таки молодцы

может вам фото скинуть модулятора???глядишь вместе и разберемся

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(мусульманин @ 6.12.2013, 15:52)
может вам фото скинуть модулятора???глядишь вместе и разберемся

Попробуем по фото, только просьба саму плату сфотографировать, чтобы надписи на микросхемах читались. На kosachenkosv @ yandex . ru (написал с пробелами для защиты от спама, адрес должен быть, конечно без пробелов)


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Новичок

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 0
  • Регистрация: 6.12.2013
  • Номер участника: 147326
Предупреждение

выслал

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(мусульманин @ 8.12.2013, 7:56)
выслал

По маркировке микросхемы поиск в гугле склоняет меня к мысле о том, что эта микросхема (ATMEL) не трансмитер, а память EEPROM... Предлагаю посмотреть еще на плате следующее: от какой микросхемы выход на антенну ведет (проводок примерно 5 см, который обычно прячут в коннекторе к прикуривателю (у меня в коннекторе 3 провода красный = +12 Вольт, черный = масса и белый = антенна))? Если дорожка антенны от микросхемы залитой смолой, то полагаю, что она и трансмитер, и это значит, что с этим FM-модулятором становится все непросто, чтобы его модернизировать. sad.gif

Сообщение отредактировал KosachenkoSV - 8.12.2013, 20:39


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Мое изображение

Статьи по этой теме

Последние комментарии

« Апрель 2017 »
ВПВСЧПС
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Мои ссылки в блоге

Наверх