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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Interruptor de áudio baseado em microprocessador
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Áudio Usando o switch, você pode conectar facilmente fontes de som a vários dispositivos de reprodução de som em qualquer combinação. O número de equipamentos de reprodução de som doméstico está aumentando em nossos apartamentos a cada ano. Um novo centro de música, home theater ou alto-falantes de computador levam a um número crescente de interconexões. Em um determinado momento, fones de ouvido sem fio são adicionados a toda a variedade de equipamentos, exclusivamente para a convivência pacífica de casa nas horas da noite, quando surge a pergunta: o que é mais importante para o desenvolvimento espiritual - a vigésima série de um reality show ou ouvir ao seu álbum favorito em CD. Para assistir a um filme DivX em um PC, pode ser útil conectar um poderoso sistema de alto-falantes de home theater ao computador. Nesse momento, você inevitavelmente precisa descobrir os meandros dos fios em um espaço empoeirado e apertado atrás da parte de trás de uma TV ou computador. A saída principal é a compra de um interruptor, que, pressionando levemente os botões, permitiria conectar fontes de som a um ou outro dispositivo de reprodução de som em qualquer combinação. O problema é que esses interruptores são encontrados exclusivamente em equipamentos profissionais e são bastante caros. Para alternar a saída de uma placa de som de computador, foi desenvolvido um simples comutador de sinal de áudio baseado em microprocessador. Ele resolve tarefas bastante específicas, a saber: conecta sistemas de alto-falante 2.1 ativos ou fones de ouvido sem fio ou um fone de ouvido com microfone para trabalhar no programa Skype ao computador. O comutador tem uma estrutura 1-3, i.e. alterna o sinal de uma entrada para uma das três saídas. Como o elemento de comutação é uma chave bidirecional passiva, torna-se possível usar o comutador para a tarefa oposta - conectar uma das três fontes de sinal aos alto-falantes ativos. Claro, este switcher pode ser usado com qualquer outro equipamento de reprodução de som.
Diagrama esquemático dos sinais de áudio do interruptor do microprocessador O diagrama de circuito do interruptor é mostrado na figura. Um interruptor analógico no chip CD4052 atua como um elemento de comutação. Para comutar sinais bipolares, uma tensão negativa deve ser aplicada ao pino Vee, não inferior à amplitude do sinal analógico aplicado à entrada. A tensão negativa é gerada usando um microcircuito 561LA7, no qual é montado um gerador de pulso retangular e um retificador de diodo de acordo com o circuito de multiplicação de tensão. O consumo de corrente na linha Vee é insignificante, portanto, o gerador no 561LA7 consome apenas 100 μA na linha de energia. A frequência de operação dos geradores é selecionada na região de 35 kHz, ou seja, fora da faixa de áudio. Um nó de controle é montado no microcontrolador PIC16F84, que sonda o botão de seleção de direção de comutação S1, gera sinais de controle para o microcircuito CD4052 e indica o estado atual usando o LED HL1. A frequência de clock de 3,5 MHz não é crítica e pode ser selecionada em qualquer faixa de 3 a 4 MHz. Os arquivos de firmware do microcontrolador estão disponíveis no site da revista. Um amplificador de fone de ouvido estéreo de alta qualidade é montado no chip TPA6110A2. A necessidade de um amplificador se deve ao fato de que o sinal da saída da placa de som do computador nem sempre é capaz de fornecer volume suficiente em fones de ouvido passivos. O amplificador opera com ganho de 1, porém, se desejado, o ganho pode ser facilmente aumentado reduzindo a resistência dos resistores R9 e R10. O amplificador foi projetado para funcionar com fones de ouvido com impedância de saída de pelo menos 16 ohms. O coeficiente de distorção harmônica do amplificador é inferior a 0,03% a uma frequência de 1 kHz. O IC amplificador TPA6110A2 (Texas Instruments) pode ser substituído pelo IC LM4881 (National Semiconductor). Ao montar o dispositivo, atenção especial deve ser dada à fiação correta das linhas de energia e terra. Quando o aparelho é ligado, fica sempre ativa a saída de áudio 1. Pressionando sucessivamente o botão S1, você pode conectar outras saídas de áudio "em loop": 12-3-1-2-.. . A conexão da próxima saída é acompanhada por uma única indicação sonora, enquanto o número de sinais sonoros fornecidos corresponde ao número da saída. O LED indica constantemente o número da saída conectada pelo número correspondente de flashes curtos com uma pausa entre as séries. Para facilitar o uso, o botão S1 pode ser movido para fora do gabinete e colocado em um local conveniente, enquanto o próprio switch pode ser colocado mais próximo do local onde os conectores do equipamento de áudio comutado estão concentrados. Uma porta USB livre no computador é usada como fonte de alimentação. A corrente total consumida pelo circuito não excede 10 mA. Este switch é fácil de atualizar, expandindo seus recursos. A presença de portas livres do microcontrolador torna possível complicar o circuito de indicação, por exemplo, colocando LEDs individuais para indicar a conexão de cada saída. Para aumentar o número de saídas comutadas em até 4, basta adicionar um conector e conectá-lo às linhas 11 e 4 do chip CD4052 (com uma alteração correspondente no programa). O consumo de corrente pode ser significativamente reduzido eliminando a indicação do LED e usando o modo de interrupção pressionando o botão S1. Se você abandonar o amplificador no chip D3 e otimizar a operação do gerador (ligá-lo por um curto período para carregar o C7), poderá construir um interruptor alimentado por bateria. Neste caso, um conjunto de três pilhas alcalinas AA durará vários anos de operação contínua do interruptor. Outra maneira de melhorar o desempenho é substituir o botão S1 pelo controle usando um controle remoto IR ou por meio de um canal de rádio. Os recursos computacionais do microcontrolador serão suficientes para todas as melhorias acima. Quartzo 3,5 MHz
Firmware:
Autor: Oleg Pushkarev, Omsk; Publicação: cxem.net
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