Bluetooth-модуль CSR8645 и его применение в быту

Несколько лет назад я купил дочке систему 2.1, и в последнее время эти колонки стали все чаще использоваться в связке со смартфоном. Оно и понятно: там своя музычка, настроеные плэйлисты и вообще все удобно и под рукой. Но есть один огромный недостаток — смарт в таком случае всегда должен быть, что называется, «на привязи». В общем, уже давненько появилась идея сделать акустику беспроводной, и желательно не в ущерб качеству. Именно об этом и пойдет речь в моем обзоре.

Главный вопрос — как отвязать телефон от акустики — решается блютуз-приемником, это понятно. Дополнительные заморочки — это качество звука, передаваемого по синезубу, и автономность работы внешнего приемника.
Сначала я решил воспользоваться способом, который напрашивался сам собой: прицепить к звуку вот такой внешний ресивер и наслаждаться жизнью. На распродажах по копеечной цене был куплен аналогичный ресивер, но надежд он не оправдал. Во-первых, автономность работы: да, устройство работает без внешнего питания, но периодически его все-таки необходимо заряжать. Во-вторых, качество звука: сабвуфер практически незаметен, звук какой-то шипящий, что-ли… Выходит, единственный плюс в устройстве — это удобство его подключения. Воткнул, и забыл… Ну, пока аккумулятор не сядет.
Короче, незачёт.
После такого облома с внешним приемником решено было поискать что-то другое, с более качественным звучанием. В списке дополнительных пожеланий было также питание устройства не от батареек и возможность встраивания.
Кандидат был найден на муське, в обзоре от inko1973 — это bluetooth-модуль на достаточно старом, но хорошем чипе CSR8645.
Про «вкусности» чипа можно сказать следующее — это поддержка Bluetooth 4.0 и кодека aptX, есть возможность работы с USB и картами памяти. Более подробное описание на английском можно посмотреть здесь.
Итак, что я задумал сделать:
— закупиться мелкой электроникой;
— спаять из запчастей устройство, которое можно встроить внутрь сабвуфера;
— реализовать возможность выбора источника звука — кабель или блютуз.
Ну что, поехали!
Полный список того, что потребуется для реализации задуманного:
1. bluetooth-модуль CSR8645 — собственно сам герой обзора.
2. дифференциальный усилитель на SGM4812, который поможет нам преобразовать 4 выхода с модуля CSR8645 (L+, L-, R+, R-) в необходимые для акустики землю, левый и правый канал.
3. 2 небольших 5-вольтовых релюшки — они понадобятся для синхронного переключения 2 каналов и земли при выборе источника звука.
4. небольшой AC-DC преобразователь (5 вольт, 700мА), который позволит питать нашу поделку. 5 вольт необходимо для питания реле.
5. понижающий DC-DC преобразователь на LM2596, чтобы получить 3.3 вольта из 5 вольт после AC-DC преобразователя. Ссылки нет, т.к. модуль брался уже не помню когда и где, но я думаю что заинтересованным людям не составит труда найти нечто подобное.
6. прототип печатной платы 5х7 см, взятый откуда-то из старых запасов — пригодится для размещения всех компонентов. Найти такой тоже не проблема, ссылку снова не привожу.
7. кнопка для переключения источников звука, куплена в оффлайне за копейки.
8. пара резисторов на 10кОм и один конденсатор на 10мкФ.
9. провода, припой, канифоль, термоусадка — всего по чуть-чуть.
10. паяльник, отвертка, ровные руки и желание сделать мир лучше что-нибудь полезное.

Как только все необходимое было получено, я приступил к работе.
Вот как выглядит сабвуфер сзади. Все достаточно стандартно — пара тюльпанов на вход, кнопка, шнур питания и выходы на колонки. Рядом я положил кнопку, которой впоследствии предстоит переключать источник звука:

Откручиваем все винты, снимаем заднюю панель и осматриваем начинку. Видно, что преобразователь переменного тока находится глубоко в недрах саба: куда-то туда уходит кабель от розетки, и оттуда на плату идет питание.
Напряжение питания платы — всего 1.9 вольт, а для моих целей этого явно не хватит. Напомню, блютуз-ресиверу требуется 3.3 вольта, а релюхам — 5 вольт (встречал в продаже еще 12-вольтовые).


Сделаю небольшое отступление и скажу несколько слов об этих реле с замечательным названием HUI KE HK19F-DC 5V-SHG. Их особенность заключается в том, что они имеют две коммутируемых группы контактов, управляемых одной парой пинов. Я взял пару таких релюшек, чтобы переключать три линии — землю, правый канал и левый канал.

Когда я заведу на одну группу контактов правый канал с выхода ресивера и правый канал со входа тюльпана, а на вторую группу соответственно левый канал, я смогу одновременно переключать каналы, подавая напряжение управляющие контакты.
Можно было, конечно, не заморачиваться и поставить три обычных переключающих реле, но я взял эти из-за небольшого размера.

Поскольку для проекта нужно 5 вольт и 3.3 вольта постоянного тока, а «в коробке» имеется только 220 вольт переменного тока и 1.9 постоянного, я подключил к штатному шнуру питания преобразователь переменного тока в постоянный (выходное напряжение 5 вольт используется для управления реле), а затем — понижающий преобразователь, для получения 3.3 вольт, необходимого ресиверу.
Собственно, вот эти две штучки и будут обеспечивать правильным питанием ресивер:



Но есть еще одна закавыка: на выходе ресивера мы получаем четыре линии, по две для каждого канала, а на вход звуковой системы нам необходимо подать всего три. Объединять L- и R- нельзя, но в принципе можно использовать одну из этих линий в качестве земли. Однако существует более правильный путь: взять небольшой дифусилитель на чипе SGM4812, запитать его от тех же 3.3 вольт что и ресивер, выход ресивера подать на вход усилителя, и получить в итоге необходимые землю, правый и левый каналы. Вот здесь подробно описаны варианты применения ресивера, и там же указан тот вариант, который я и применил.
Платы для преобразования звука были заказаны на просторах ибэя и алиэкспресса, ресивер пришел достаточно быстро (дней 15), усилитель добирался примерно на неделю дольше. Беглый осмотр плат:

Взглянем на них поближе:



Вот несколько фоток, демонстрирующих процесс сборки компонентов на одной плате:



Дабы свести к минимуму изменения задней панели и при этом не нарушить привычную функциональность, я перерезал на плате сабвуфера точки соединения входных тюльпанов с остальной схемой и завел три провода от них на три линии релюшек, на нормально разомкнутые контакты.

На нормально замкнутые контакты я прицепил линии с дифусилителя, а чтобы можно было их переключать, высверлил отверстие в съемной задней стенке усилителя и поставил туда обычную кнопку, которая подает на релюшки 5 вольт.




Собственно, все! Готовую плату я прилепил термоклем на дно сабвуфера, закрутил крышку, и — готово!




Пробное подключение прошло успешно. Модуль обнаруживается как CSR8645, при тестовом прослушивании музыки со смарта HTC One S, поддерживающего технологию aptX, выяснилось, что качество звука по синезубу не отличается от звука, передаваемого на эту же систему с этого же смарта, но по проводу. Басы есть, шипения и треска нет, расстояние между смартом и ресивером было в пределах 5 метров. Подключал я и устройства без поддержки aptX — по крайней мере, никакого упоминания о поддержке оной в описании этих устройств не нашлось — это ноутбук с беспроводной карточкой Intel Dual Band Wireless-AC 7260 7260HMW и смарт UMI Hammer. В обоих случаях качество звука порадовало, каких-либо проблем с искажением звука и заметой потерей качества не выявлено.


Вот такой фотоотчет получился; я надеюсь, что кому-то он окажется полезен. Спасибо за внимание, а я ушел продумывать вторую версию своего поливатора. В планах — сделать его на нескольких платах Wemos, с блэкджеком расширенным планировщиком, журналом событий и управлением через веб. Получится или нет — посмотрим через месяц-полтора.