Аудиоконтроллер домашнего кинотеатра на микросхемах pt2323 pt2322
Аудиоконтроллер домашнего кинотеатра на микросхемах PT2323, PT2322
Автор: Airus, dsl2005@mail.ru
Опубликовано 23.02.2015
Создано при помощи КотоРед.
Ранее на на нашем любимом сайте была опубликована статья Насти (https://radiokot.ru/circuit/audio/other/25/) о домашнем кинотеатре на микросхемах PT2323 и PT2322 под управлением контроллера PIC16F887. Решил собрать это устройство, но не устраивала индикация на светодиодах и фиксация к одному пульту протокола RC-5 (приходилось перебрать кучу пультов для поиска необходимого). Захотелось разработать свою схему управления на этом же контроллере, но с применением дисплея 16х2 и пульта управления с протоколом NEC или Extended NEC. Реализовано управление всеми функциими микросхем PT2323 и PT2322, кроме индивидуального приглушения каждого из шести каналов отдельно. Схема самого аудиопроцессора осталась без изменений. Для улучшения звука электролитические конденсаторы можно заменить на плёночные ёмкостью 470 нФ. Возможно, придётся для этого изменить разводку платы. Схема, прошивка, файлы разводок плат в конце статьи.
По желанию схему можно немного изменить с целью изменения частоты среза сабвуферного канала. Если вместо резисторов и конденсатора в обвязке микросхемы PT2323 (пины 11, 23 и 24) взять сдвоенный потенциометр и включить реостатом так, чтобы при вращении по часовой стрелке оба сопротивления уменьшались, то получится регулируемый фильтр по сабвуферному каналу: при вращении вправо частота среза будет повышаться. Потенциометр можно взять 47..100 кОм, линейный. Последовательно с ним к пинам 24 и 11 нужно включить резисторы по 5..15 кОм. Кусок схемы:
В проекте можно применить любой дисплей 16х2 на контроллере HD44780 с любой кодовой страницей. Возможно, придётся подобрать контрастность, т.к. у разных производителей отличается величина напряжения, подаваемого на вывода управления контрастностью. Также нужно будет уделить вниамние распиновке дисплея, т.к. у разных производителей могут отличаться пины управления контрастностью и подачи питания. В проекте имеется плавная включение и отключения яркости дисплея при включении и отключении, а также регулировка яркости дисплея в меню.
Прилагаю два варианта схемы и прошивки
Первая без софт-старта блока питания. Используется одно реле для включения питания усилител. Конденсаторы блока питания усилиеля заряжаются сразу ольшим током зарядки.
Второй вариант — с софт-стартом блока питания усилителя. Для управления питанием усилителя используется выход 6 контроллера (выход 8 — инвертированный), для включения зарядки больших конденсаторов в блоке питания усилителя и включения платы защиты АС используется выход 7 контроллера (выход 9 — инвертированный). Если стоит батарея электролитических конденсаторов большой ёмкости в БП, то при включении питания они заряжаются через резисторы. По истечении некоторого периода времени можно замыкать реле, сухие контакты которого подключены параллельно этим резисторам. В целом алгоритм такой: в режиме ожидания и при включении на выходах 6 и 7 нули. На выходах 8 и 9 — напряжение (5 Вольт).
При переводе устройства из режима ожидания в режим работы на выход 6 сразу подаётся напряжение 5 В, с выхода 8 оно снимается. По истечении 1,5 секунды подаётся напряжение на выход 7, с выхода 9 оно снимается. При переходе в ждущий режим одновременно с выходов 6 и 7 снимается напряжение и при этом оно подаётся на выходы 8 и 9. Подключение ножек 8 и 9 опционально, может кому понадобится инвертированный сигнал. В общем случае нужны ножки 6 и 7.
Все настройки сохраняются при переводе устройства в режим ожидания, а также при внезапном отключении питания. Сохраняются только величины, изменённые за время с последнего включения устройства.
При переводе устройства из режима ожидания в работу, переводе в режим ожидания, включении и отключении приглушения громкость нарастает плавно.
Для управления устройством применяются энкодер с кнопкой, а также две тактовые кнопки «Меню» и «OK».
Для управления с помощью ПДУ можно применить ЛЮБОЙ пуль с протоколом NEC или Extended NEC. Таких сейчас большинство.
Инструкция по обучению пульту управления
Для обучения пульту нужно нажать на тактовую кнопку «Меню» на плате с контроллером. Появится первый пункт меню «Выбор входа». Энкодером, вращая вправо или влево, нужно встать на пункт меню «Обучение ПДУ. NEC/Extended NEC». Нажать на тактовую кнопку «ОК». Высветится надпись «Нажмите любую кнопку пульта. «. Нажмите. Запомнится адрес вашего пульта. Далее последовательно будут на экране выводиться запросы «Выберите кнопку Питание», «Выберите кнопку Громкость +» и т.д. На каждый запроса нажимайте кнопку на пульте, которая вам понравилась для данной команды. Последним запросом будет «Выберите кнопку Блокировка п.панели». После выбора кнопки для этой команды произойдёт переход в меню на пункт «Обучение ПДУ. NEC/Extended NEC».
Если вы вдруг передумали обучать пульт, то можете нажать тактовую кнопку «Меню», произойдёт переход в меню «Обучение ПДУ. NEC/Extended NEC», новые команды и адрес нового пульта не сохранятся. Сохранение команд нового пульта происходит ПОСЛЕ выбора последней кнопки на запросе «Выберите кнопку Блокировка п.панели».
Я изначально решил сделать приставку для моего сабвуфера, но вы можете сделать всё с нуля в составе мультимедийного комплекса, домашнего кинотеатра с усилителем. Немного фотографий:
Темброблок 5.1 на PT2323 и PT2322 (Arduino)
Темброблок состоит из двух микросхем PT2323 и PT2322, управление осуществляется при помощи Arduino Nano.
Плата Arduino Nano с аудиопроцессорами PT2323 и PT2322 обмениваются данными на шине I2C по линиям SDA (data — данные) и SCL (clock — синхронизация).
PT2323 представляет собой коммутатор аудио сигналов. Микросхема имеет 4-е стерео входа и один шести канальный вход формата 5.1. Стерео сигнал подаваемый на входы микросхемы преобразуется в аудио сигнал формата 5.1, а аудио сигнал формата 5.1 поступает на выход 5.1 без изменений.
PT2323 имеет следующие аудио выходы:
- FR — правый канал фронт
- FL — левый канал фронт
- SR — правый канал тыл
- SL — левый канал тыл
- CT — центральный канал
- SUB — канал сабвуфера
- Напряжение питания 9 В (4,5 В минимальное)
- КНИ при входном напряжении сигнала 0.2 Vrms не более 0,005 %
- Отношение сигнал / шум 100 дБ
- Максимальное входное напряжение 3,75 Vrms
PT2322 представляет собой регулятор 3-х полосной регулятор тембра и громкости, микросхема имеет 6 входов и 6 выходов (FR, FL, SR, SL, CT, SUB), по канальный аттенюатор, 3D — эффект.
Параметры PT2322:
- Напряжение питания от 5 до 12 В (9 рекомендуемое)
- Ток потребления 25…40 мА
- Входное сопротивление 50 кОм
- Разделение каналов 107 дБ
- Отношение сигнал / шум 98 дБ
- КНИ при входном напряжении сигнала 0.2 Vrms не более 0,005 %
- Регулировка тембра ± 14 дБ с шагом 2 дБ
- Регулировка громкости от -79 дБ до 0 дБ
- Аттенюатор (не зависимый для каждого канала) от -15 дБ до 0 дБ
Библиотеки
PT2323.zip https://github.com/liman324/PT2323.git
PT2322.zip https://github.com/liman324/PT2322.git
Пример скетча показанный ниже позволяет управлять параметрами PT2323 и PT2322 при помощи 4-х кнопок с выводом информации на LCD1602 (ЖК-дисплей на базе HD44780).
Управление параметрами темброблока достаточно простое, при помощи кнопки МЕНЮ можно выбрать регулируемый параметр и изменить его при помощи кнопок ПЛЮС и МИНУС, четвертая кнопка — выбор входа. Режим MUTE активируется одновременным нажатием кнопок ПЛЮС и МИНУС.
Все параметры заносятся в энергонезависимую память.
- .zip — ИК пульт (пример скетча)
- pt2323_pt2322_IR.zip (скетч протестирован) — энкодер, кнопки IN и MUTE, ИК — пульт дублирующий полностью энкодер и кнопку IN (видео работы скетча показано ниже)
В мониторе порта можно получить коды кнопок Вашего пульта.
Для нормальной работы скетча необходимо скачать дополнительные библиотеки:
TDA7449 + LCD дисплей 84×48 Nokia 5110 (Arduino)
ИМС TDA7449 – регулятор громкости и регулятор тембра, разработан для использования в HI-FI аппаратуре и качественных автомобильных аудиосистемах, обладает низким уровнем шумов и искажений. На странице http://rcl-radio.ru/?p=56015 был показан пример использования ИМС TDA7449 с выводом информации на индикатор LCD1602 на базе контроллера HD44780. На этой странице будет показан пример использования TDA7449 с выводом информации на LCD дисплей 84×48 Nokia 5110. Регулятор тембра и громкости.
Аудиопроцессор TDA7419 + LCD1602 (Arduino)
Ранее на странице http://rcl-radio.ru/?p=57658 расматривался пример использования аудипроцессора TDA7419 на платформе Arduino с использованием дисплея LCD TFT 2,4 (SPFD5408), на этой странице будет рассмотрен пример использования LCD дисплея LCD1602 на базе контроллера HD44780. Главной задачей при разработке регулятора тембра и громкости на TDA7419 ставилась простота и удобство управления. Аудиопроцессор содержит множество настроек помимо громкости и тембра, поэтому при его настройке.
TDA7719 (Arduino)
ИМС TDA7719 представляет собой Hi-Fi аудиопроцессор с программируемой матрицей входов, имеет 6 аудио выходов, независимый аттенюатор для каждого выхода и входа, три полосы регулировки тембра с изменяемой центральной частотой и добротностью, полосовой фильтр для сабвуферов (два выхода) с фазоинвертором, тонкомпенсация. При подачи на вход стерео сигнала аудиопроцессор после обработки преобразует его в квадро и дополнительные два канала для сабвуферов. Аудиопроцессор имеет следующие технические.
Дисплей 2X16 VFD (Arduino)
Дисплей VDF1602 (16T202DA1E) выполнен на базе вакуумно-люминесцентного индикатора, который может отображать ASCII символы в 2 строки (16 знаков в 1 строке) каждый символ в виде матрицы 5х7 пикселей. Дисплей 16T202DA1E программно полностью совместим с дисплеем LCD1602 контроллере HD44780, поэтому использует стандартную библиотеку LiquidCrystal которая интегрирована в Arduino IDE. Для правильной работы базе вакуумно-люминесцентного индикатора требуется два.
Двухканальный вольт-амперметр (Arduino)
Двухканальный вольт-амперметр может использоваться как индикатор для лабораторного блока питания с максимальным выходным напряжением 30 В и максимальным выходным током 3А. При желании можно изменить диапазон измерения напряжения и тока, подобрав номиналы делителя напряжения и сопротивление шунта. На аналоговые входы А0 А1 через делители напряжения подается измеряемое напряжение. Для измерения тока используются входы A2 A3, так как при сопротивлении шунта 0.01 Ом и максимальном токе 3 А.
Домашний кинотеатр на процессорах pt2323 и pt2322
В статье описано схемное решение блока регулировок и коммутации на звуковых процессорах РТ2323 и РТ2322, управляемых микроконтроллером ATmega16, а также схема мощного импульсного блока питания на микросхеме TL494 для питания усилителей.
Вот он! Наконец то работает, а ведь несколько раз уже хотел бросить затею из-за неудачных попыток. И каждый раз продолжал упорно искать неполадки… и находил. Делал больше года, так как изначально хотел сделать приставку-сабвуфер к готовому усилителю, после решил сделать полный усилитель. Но ведь его нужно чем-то регулировать и управлять? С этого и началось изучение AVR и языка Си. Кстати это моя первая конструкция на микроконтроллере. Ну, а чем же регулировать звук? Случайно в Интернете наткнулся на связку микросхем РТ2323 и РТ2322 фирмы Princeton Tehnology Corp, их параметры мне более чем понравились и я решил — делаю!
Содержание / Contents
Камрад, рассмотри датагорские рекомендации
Полезные и проверенные железяки, можно брать
Опробовано в лаборатории редакции или читателями.
Дочка — главный помошник
↑ Звуковой процессор
Представляет собой коммутатор входов, декодер АС3 и фильтр НЧ на микросхеме РТ2323 и регулятор громкости с возможностью ослабления каждого канала по отдельности на микросхеме РТ2322. Также в этой микросхеме есть трех полосный регулятор тембра, но так как я не приверженец улучшайзеров, то их я не использовал, отключив программно и в статье описывать не буду.
Параметры микросхем: минимальный коэффициент нелинейных искажений — 0,005%, напряжение питания +5В, минимальный уровень громкости -80дБ.
Схема взята из даташита. Как видно из схемы мы имеем коммутатор входов на микросхеме РТ2323, где один вход шестиканальный, поданный на него сигнал при активации входа проходит прямиком на регулятор громкости РТ2322, и четыре стерео входа, здесь немного сложней. Поданный на один из этих входов стерео сигнал при включении эффекта «Surround» конвертируется в пять каналов – фронт, центр и тыл. При помощи внутреннего кроссовера мы получаем сформированный сигнал для сабвуфера. Верхняя граничная частота зависит от внешней RC-цепочки — резисторов R21,R22 и конденсаторов С18,С25. У меня она составляет 200Гц, но ее можно изменить соответственно этому графику:
Также мы можем усилить сигнал кроссовера на 6дБ. Как это все управляется, описано в файле «ПУЛЬТ».
Собирал плату в основном на SMD компонентах, микросхемы в SO корпусах, они, кстати дешевле DIP почти в три раза. Входные разъемы использовал от нерабочего DVD. Стерео вход №4 выведен на винтовые зажимы типа DG301-5.0-02P-12, пока что он не задействован, но в перспективе думаю повесить на него ЦАП. На такие же зажимы выведены питание, выход регулятора громкости и шина I2C. Питается плата от дежурного источника питания +5В.
Фото платы (не в фокусе, вырви глаз):
Шина i2c. Соединяющий провод должен быть выполнен экранированным проводом, иначе из-за наводки от блока питания сигнал на шине искажается и slave устройства не работают.
↑ Блок управления
Собран на микроконтроллере AVR ATmega16. В его задачи входит: управление звуковыми процессорами по шине i2c, включение/выключение силового блока питания, обработка команд волкодера, пульта ДУ формата Rc-5 и кнопок на лицевой панели. Также в его функции входит индикация режимов работы, индикация номера канала, текущее состояние, прием команд пульта.
Начну с органов управления. Главным из них является пульт формата RC-5.
Сигнал с пульта улавливается фотоприемником типа TSOP1736 и поступает на вход внешнего прерывания микроконтроллера. Если адрес пульта является форматом rc-5 и его адрес совпадает с адресом указанным в прошивке и код кнопки присутствует в списке используемых, то микроконтроллер начинает выполнять данное ему действие, при этом вспыхивает светодиод HL3.
Кроме пульта, некоторые функции регулируются валкодером и кнопками на «морде». Валкодер регулирует уровень громкости, а его кнопка управляет режимом «Standby». Но если валкодера нет, то можно регулировать громкость кнопками. Для удобства монтажа, кнопки опрашивает АЦП. Так на один вывод можно повесить много кнопок.
При желании с пульта можно блокировать работу кнопок и валкодера, включив защиту от детей (загорится светодиод HL1). Cветодиоды HL8 – HL12 индицируют номер включенного канала, назначение остальных светодиодов подписано на схеме. Для отображения всех остальных параметров используется ЖК-индикатор LCD WH1602A-GTI-CT# фирмы WINSTAR. Ниже примеры того, что выводится на дисплее:
В устройстве при помощи энергонезависимой памяти EEPROM устроена функция сохранения перед выключением параметров настроек громкости, уровня ослабления каналов, номера работающего входа, включенных функций. При включении все параметры восстанавливаются в состояние, которое было на момент выключения. Алгоритм этой функции устроен так, что запись в ячейку энергонезависимой памяти происходит, только если параметр изменен и не равен сохраненному в этой ячейке при предыдущем выключении. Этим продляется жизнь этих самых ячеек.
↑ Прошивка
В архиве лежат два файла прошивки. Отличаются они только уровнем логического сигнала на выводе, который управляет включением блока питания. В моем случае БП включается при появлении на управляющем выводе логического 0, но если блок питания включается при помощи реле или симистора, то там должна быть логическая 1.
Прошивал программатором AVR910 PROTTOS, фьюзы выставлены таким вот образом:
↑ Сборка
Плата собрана на двухстороннем фольгированном стеклотекстолите, все элементы кроме электролита, кварца и светодиодов – SMD. Плату проектировал как фальшь панель, после с нее при помощи программы FrontDesigner была сделана лицевая панель. Вот что получилось:
Так как своего принтера у меня нет, я экспортировал изображение в формат PNG, отнес файл в фотоателье, объяснив размер. Из полученного фото вырезал окно для дисплея. В этом же ателье мне и заламинировали его. При ламинировании с тыльной стороны фото я вложил чистый лист бумаги с предварительно вырезанным окном, в том же месте, но немного большего размера. После проката в ламинаторе, уже дома изображение обрезал, отделил заднюю часть, аккуратно вырезав сзади вокруг окна и проковырял маникюрными ножницами отверстия под светодиоды. Готовую панель приклеил к заранее подготовленной панели из тонкого ДВП с аналогичными отверстиями.
Это только описание моего варианта панели и навязывать его я никому не пытаюсь. Хотя если кому-то понравится, то файл проекта скину по почте (большой рзмер 32Мб).
↑ Усилители
Их я расписывать не вижу смысла, так как и в сети и на Датагоре они описывались уже неоднократно. Это пять усилителей на микросхеме LM1875 и один ИТУН MF1 для сабвуфера. Радиаторы использовал, какие получилось достать, поэтому получилось не очень эстетично. Динамики с усилителями (кроме сабвуфера) соединил при помощи металлических шестимиллиметровых микрофонных гнезд и штекеров. Такое решение для меня на много удобней чем пружинные зажимы.
↑ Источник питания
Так как для питания усилителей общей мощностью 165Вт нужен блок питания мощностью не менее 250Вт, и этот «шлакоблок» должен размещаться в корпусе сабвуфера, то от линейного блока питания отказался сразу.
Почему-то она мне приглянулась и я начал ее собирать, но драйвер IR2110 я заменил «железобетонным» драйвером, так как читал что такой более надежный. Схема заработала, но как-то не стабильно. От вибраций при средней громкости динамика размыкались контакты реле, и он отключался, либо иногда самопроизвольно переходил в ждущий режим. Очень хорошо грелась печка из резисторов R16, R18, R20, R22, R23, R28, да и при замерах на максимальной громкости оказалось, что стабилизация здесь не нужна – просадка напряжения составляла менее 1В.
После переделки получил вот такую схему:
Частота преобразования 50кГц. Как видно, из схемы убрана стабилизация и токовая защита, добавлен дежурный БП с выходным напряжением +5В, убраны, теперь уже не нужные резисторы-печки, ШИМ запитан от отдельного источника питания. Теперь схема работает стабильно уже около года. Собран блок питания из доступных деталей.
Т1 – на железе ШЛ 16х25
обмотка 1 = 2000вит/ ПЭВ 0,18
обмотка 2 = 75вит/ ПЭВ 0,5
обмотка 3 = 150вит/ ПЭВ 0,7
Т2 – на ферритовом магнитопроводе блока питания DVD.
Рассчитывал вот по этим формулам:
K = 5760/F
V = S/К
где:
F — частота преобразования в кГц.
S — сечение ферритового магнитопровода в миллиметрах.
V — количество Вольт на 1 виток
К — коэффициент зависимости от частоты.
У меня вышло по 10 витков в каждой обмотке, провод ПЭВ 0,27
Т3 – на ферритовом кольце к20х12х6
обмотка 1 = 1виток монтажного провода 1мм.кв.
обмотка 2 = 70+70вит/ ПЭВ 0,15
Т4 — намотан на двух сложенных вместе ТС-110. Пытался посчитать на программе Евгения Москатова, получался сильно маленький результат, где-то 0,16 вит/В. В итоге я взял четырехкратный запас — 0,5 вит/В. Все обмотки намотаны проводом ПЭВ 0,5 в несколько жил, в зависимости от нужного сечения. Это для избежания Скин-эффекта.
обмотка 1 = 135В/ 3х68 витков
обмотка 2 = 18+18В/ 7+7 витков, по 8 жил
обмотка 3 = 32+32В/ 17+17 витков, по 4 жилы
После четырех часов непрерывной работы сердечник трансформатора Т4 нагрелся где-то градусов до 40, и больше температура не повышалась. Настройка сводится к установке напряжений стабилизаторов LM317 и настройки момента, при какой громкости усилителей начнет крутиться вентилятор.
Разместил я блок питания в отсек под днище. В крышке напротив радиаторов силовых ключей насверлены отверстия, а на задней стенке установлен кулер. Когда он включается, то холодный воздух с пола затягивает через отверстия в крышке и выгоняет кулером наружу.
Могу еще пару слов сказать о корпусе сабвуфера. Корпус, кроме боковых стенок, сделан из 18мм ДСП, боковые стенки из 25мм шпона. Рассчитывал в WinISD и делал из того, что было под рукой. Скручивал саморезами, промазывая стыки силиконом. Внутри оббил медицинской ватой. Корпус зашкурил, покрыл финишной автомобильной шпаклевкой. После затирки шпаклевки вскрыл ящик черным дэколаком, но мне не понравился внешний вид. И тогда на выручку пришла самоклейка. Ей же были обклеены и сателлиты. Фазоинвертор купил в киоске, где торгуют авто-акустикой. Его пришлось только слегка укоротить. Ну, вот и все. В конце немного фото.
Источник https://www.radiokot.ru/circuit/audio/other/42/
Источник http://rcl-radio.ru/?p=62504
Источник https://datagor.ru/amplifiers/chipamps/1863-sdelay-sam-domashniy-kinoteatr.html
