Модуль шлюза Bluetooth для двусторонней радиосвязи: 3 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Адаптер шлюза Bluetooth для двусторонней радиосвязи

Вы когда-нибудь хотели иметь беспроводную гарнитуру для использования с вашей радиолюбительской установкой? Это может быть реализовано с помощью Bluetooth-гарнитуры с приличным микрофоном и радио, поддерживающего Bluetooth. Существуют более новые радиостанции со встроенной функцией Bluetooth, но реализовать эту возможность на оборудовании, в котором она не встроена, немного сложно. Нет доступных шлюзов, которые работают как база Bluetooth для подключения. Около года назад я начал разбираться в этом и нашел модуль шлюза Bluetooth, который можно было приобрести у KC Wirefree (https://www.kcwirefree.com/audio.html). Я решил использовать модуль KC-6112 BlueAudio для создания этого проекта, основываясь на информации, размещенной на их веб-сайте. Я смог смоделировать конструкцию, используя предлагаемую ими коммутационную плату BOB-6112, и создать доказательство концепции.

Как это работает

Аудиовыход KC-6112 идет на микрофонный вход вашего радио. Выход этого модуля можно регулировать, но я все же поставил делитель напряжения, который дает ослабление около 15 дБ. Остальное управляет выходным управлением. Я добавил буферный этап, чтобы изолировать модуль, но обнаружил, что в этом нет необходимости. (Я показываю перемычку для обхода буфера на схеме).

Аудиовход к модулю поступает от выхода динамика радиоприемника. Я обнаружил, что для этого входа достаточно ослабления в 3 дБ, так как обычно вы можете установить громкость, исходящую от радио. Модуль также имеет регулировку входного уровня, и вы обычно можете регулировать громкость с радио, чтобы обеспечить хороший уровень для гарнитуры, которую вы используете.

Я показываю аудиовход как стереовход на схеме. Это позволяет использовать этот модуль в качестве стереоисточника, если вы хотите использовать его в качестве источника Bluetooth для музыки. (Это требует другой загрузки программного обеспечения). Вам действительно нужно только заполнить вход левого канала для этого приложения.

Одной из особенностей программного обеспечения KC Wireless была возможность управлять соединением PTT с одной из цифровых линий ввода-вывода BC05, указывающих при активации PTT. Я использовал его для управления полевым МОП-транзистором, чтобы переключить радио. Большинство радиостанций используют в качестве сигнала PTT на GND, хотя есть некоторые отклонения. Это прекрасно работало со всеми радиостанциями, с которыми я пробовал. Функция PTT основана на способности гарнитуры Bluetooth «отвечать» на звонки при подключении к сотовому телефону. Эта возможность сильно различается у разных производителей гарнитур, так что об этом следует знать. (Не все беспроводные гарнитуры поддерживают эту возможность, совместимую с программным обеспечением модуля).

Я решил включать и выключать эту конструкцию с помощью переключателя. Модуль KC-6112 имеет вывод включения, который можно использовать в качестве мягкого управления включением-выключением. Эта возможность лучше всего работает с более поздними версиями программного обеспечения. (Чтобы включить эту функцию, вам нужно будет модифицировать PCB, которую я спроектировал …).

Шаг 1. Версия макета и сборка печатной платы

Макетная версия

На верхних рисунках показан собранный мной макет. Он работал хорошо, но я хотел, чтобы он был более компактным и долговечным, поэтому я хотел создать модуль на основе печатной платы.

Печатная плата

В конце концов я спроектировал печатную плату и сделал красивую уменьшенную версию, которую мне нравится использовать. По пути было несколько заморочек, но получившимся дизайном я доволен. Я надеюсь, что это может быть полезно для других, кто может захотеть его создать. Дизайн KC-6112 основан на более старом устройстве Qualcomm (CSR) BlueCore 5 (BC05). Есть много китайских модулей с одним и тем же чипом, но именно программное обеспечение определяет этот модуль. KC Wirefree написал приличный набор программного обеспечения, которое позволяет их модулю действовать как беспроводной шлюз специально для беспроводных наушников. Для этого он использует профиль AGHFP (Audio Gateway), и они добавили несколько полезных функций, чтобы он работал хорошо. Дизайн, который я придумал, основан на образце дизайна, который показан в примере схемы KC Wirefree KC-6112, с некоторыми изменениями. Я решил, что хочу сделать его портативным, поэтому решил использовать систему управления батареей BC05 и добавил небольшую батарею LiPo для ее работы.

В разработанной мной печатной плате используются SMD-детали, так как я хотел сделать ее компактной. Я включил выходные файлы Eagle в виде zip-файла. Эти файлы можно использовать для изготовления платы. (У меня была печатная плата, изготовленная PCBWay, и они хорошо поработали).

Для сборки этой печатной платы потребуется хороший паяльник с маленьким наконечником и немного терпения, чтобы установить эти мелкие детали. Я хотел бы отослать вас к различным руководствам по ручной пайке SMD-деталей, опубликованным в других статьях.

• Сначала установите все небольшие компоненты для поверхностного монтажа.
• Затем добавьте стереоразъемы и разъем USB. Добавьте сквозные компоненты: светодиоды и кнопочные переключатели. (Заголовки используются для программирования. Если вы установите их и используете предложенное поле, вам нужно будет обрезать верхнюю часть заголовков, чтобы подогнать под них).
• Затем установите модуль KC-6112. Обратите внимание, что не все контактные площадки модуля нужно паять.
• Осмотрите все паяные соединения и убедитесь, что все в порядке.
• Убедитесь, что выключатель питания выключен, затем подсоедините провода от аккумулятора.
• Пожалуйста, посмотрите изображения для сборки печатной платы.

Схема и список материалов для сборки платы включены здесь. Я хотел спроектировать печатную плату таким образом, чтобы она соответствовала имеющемуся в продаже корпусу, поэтому я выбрал корпус Bud Industries HH-3641, который можно приобрести у различных дистрибьюторов. Этот чехол работает хорошо, и он примерно подходящего размера для этой схемы. Я выбрал батарею, которая поместится в корпусе с печатной платой сверху и при этом оставит некоторый зазор. Зарядкой LiPo аккумулятора управляет модуль KC-6112. Толщина батареи в этом случае не должна превышать 6 мм. В итоге я получил аккумулятор на 180 мАч (Noiposi X0017VDHHF). Это дает около 5 часов использования этой конструкции при полной зарядке (для зарядки требуется около 1,5 часов). Обратите внимание, что для зарядки более крупной батареи потребуется больше времени, поскольку микросхема BC05 способна выдерживать ток заряда только 150 мА.

Шаг 2: Загрузка программного обеспечения и управление

Загрузка программного обеспечения

Модуль KC-6112 может быть приемником или передатчиком, поэтому важно, какое программное обеспечение используется. Модуль заказывается с той версией ПО, которая вам нужна. Для этого проекта конфигурация шлюза - это версия, которая будет работать. Текущая версия кода шлюза, доступная на их веб-сайте (на момент написания), - 8.2.0. Мой опыт работы с различными версиями набора кодов шлюза, доступных от KC Wirefree, показывает, что лучшей версией для этого проекта является 8.1.0. Это та версия, которую я бы рекомендовал заказать (как кастомную версию). Код 8.1.0 обеспечивает наилучшую функциональность PTT по умолчанию для того, как работает эта конструкция. Если вы не хотите использовать PTT и предпочитаете использовать функцию VOX вашего радио, то вам подойдет любая версия. В версии 8.2.0 PTT не является функцией по умолчанию. Обратите внимание, что версия 8.1.0 в настоящее время не отображается на веб-сайте архива KC Wirefree, но вы можете запросить ее. (У меня есть копия, если она вам нужна).

Вы можете прошить модуль до любой версии, которая вам нужна, если вы будете следовать Руководству по обновлению прошивки KC Wirefree. Все интерфейсы для управления этой возможностью показаны на схеме. Это выходит за рамки предполагаемого объема данного обсуждения, поэтому я не буду вдаваться в подробности. (Обратите внимание, что если вы хотите внести изменения в программное обеспечение модуля, вам необходимо установить драйверы и программное обеспечение для управления на компьютер под управлением Windows. Вам также понадобится USB-порт на 3,3 В для последовательного интерфейса, например Qunqi 3,3 В 5,5 В FT232RL. доступны на Amazon и других местах).

Модуль управления

Модуль KC-6112 имеет несколько входов, которые можно использовать для переключения входов для управления. Для этого дизайна я решил сделать его простым и просто использовать 3 кнопочных переключателя для управления необходимыми функциями. (Следующая информация зависит от прошивки. Это отражает код 8.1.0).

Сопряжение / BTB Эта кнопка используется для сопряжения с гарнитурой. Сопряжение инициируется, когда эта кнопка удерживается более секунды. Короткое нажатие приведет к повторному подключению к парному ресурсу, если он отключился.

VOL UP / VOL DN Эти кнопки регулируют выходную громкость (которая управляет входом микрофона на вашем радио). Вам нужно будет немного поэкспериментировать, чтобы увидеть, что лучше всего подходит для вашего радио входа. Обратите внимание, что когда вы быстро дважды нажимаете на эти кнопки, вы регулируете входное усиление вверх и вниз.

Я решил, что лучше немного поэкспериментировать с настройками громкости и усиления, чтобы получить наилучшие результаты. Очевидно, это изменится с радио на радио.

Пожалуйста, обратитесь к Руководству пользователя KcGateway, доступному на веб-сайте KC Wirefree, чтобы узнать о конкретном наборе кодов и получить подробное объяснение функций кнопок. (KcGateway_UserGuide_v8.1_b1.pdf для этого набора кода 8.1.0).

На моей схеме также показаны 4 светодиода для различных индикаций состояния. КРАСНЫЙ и СИНИЙ светодиоды указывают на общий статус Bluetooth и состояние модуля. Светодиод «Подключено» действительно не нужен, потому что состояние подключения можно увидеть с помощью синего светодиода. Я только что нашел этот индикатор полезным. Светодиод «PTT» отображает состояние PTT модуля. Когда активирован PTT, сток MOSFET переключается на землю. Удобно иметь визуальный индикатор этого.

Шаг 3: радиосвязь и заключение

Связь с вашим радио

Радиоинтерфейс зависит от радио. Я включил схему кабеля, который я сделал для использования с FT-897 (и подобными радиостанциями), использующими порт данных. Я также включил схему для использования с Baofeng HT. В основном вам нужно подключить вход радиомикрофона к выходу KC-6112, а динамик радиоприемника - к входу. PTT работает как вход на землю.

Заключение

Я знаю, что это краткое описание этого устройства, но оно работает хорошо, и мне нравится иметь возможность перемещаться, не находясь рядом с моим радио. Я обнаружил, что могу пройти около 20-30 футов без каких-либо проблем с гарнитурой, которую я использовал. Я протестировал несколько других гарнитур, и была пара, которые не поддерживали протокол шлюза, поэтому они не работали. Большинство «не музыкальных» гарнитур должны работать нормально.

Я надеюсь, что если вы создадите это, вам понравится так же, как и мне. Удачи.