This is an old revision of the document!
Boxa Bluetooth cu Afisaj
Introducere
- Proiectul consta in realizarea unei boxe audio portabile controlate de un microcontroller ATmega328P
- Scopul proiectului este integrarea mai multor module hardware (Bluetooth, amplificator, display, baterie) intr-un sistem embedded functional
- Ideea a pornit de la dorinta de a construi o boxa portabila personalizata, cu control complet asupra hardware-ului si software-ului
- Proiectul este util deoarece demonstreaza integrarea protocoalelor de comunicatie (UART, I2C), procesarea semnalelor analogice (ADC) si controlul perifericelor intr-un produs fizic complet
Descriere generala
+------------------+
| Telefon/PC |
+--------+---------+
|
Bluetooth
(A2DP+AVRCP)
|
+--------+---------+
| CSER8630 |
| Modul Bluetooth |
+---+----------+---+
| |
UART Audio
(meta- (semnal
date) analogic)
| |
+------------+ +------------+
| |
+--------+---------+ +-----------+------+
| ATmega328P | | TPA3110D2 |
| Unitate Centrala | | Amplificator |
+--+---+---+---+---+ | 2x15W |
| | | | +----+--------+-----+
| | | | | |
I2C ADC GPIO UART OUT L+/- OUT R+/-
| | | | | |
| | | +---------> CSER8630 | |
| | | +----+--+ +--+----+
| | | |Difuzor| |Difuzor|
| | | | Stg. | | Drt. |
| | | +-------+ +-------+
| | |
| | +-----> Butoane (play/pause)
| | +-----> LED-uri status
| | +-----> Potentiometru 10kOhm (volum)
| |
| +---------> Filtre RC (bass/voce/treble)
| [low-pass 47nF][band-pass][high-pass 4.7nF]
|
+-------------> SSD1306 OLED 128x64
(titlu, artist, volum, vizualizator)
Alimentare:
[18650 x2] --> [TP4056 Type-C] --> [XL6009 Boost]
|
+-----------+-----------+
| |
12V 5V
| |
TPA3110 ATmega328P
CSER8630
SSD1306
- Modul Bluetooth (CSER8630) — receptioneaza stream-ul audio wireless prin A2DP si trimite metadate (titlu, artist) prin AVRCP catre ATmega via UART
- ATmega328P — unitatea centrala; coordoneaza toate modulele, citeste butoanele, actualizeaza display-ul si proceseaza semnalul ADC
- Amplificator TPA3110D2 — amplifica semnalul audio la 2x15W si il trimite catre difuzoare
- Display OLED SSD1306 — afiseaza titlul melodiei, artistul, volumul si vizualizatorul de frecvente via I2C
- Filtre RC (low-pass, band-pass, high-pass) — separa semnalul audio pe benzi de frecventa (bass, voce, treble) pentru vizualizatorul de frecvente
- Circuit de alimentare (TP4056 + XL6009 + 18650) — gestioneaza incarcarea bateriei si furnizeaza tensiunile necesare (5V si 12V)
- Butoane & LED-uri — permit controlul playback-ului (play/pause, next, prev, vol+, vol-) si indica starea sistemului
Hardware Design
Lista de piese:
| Nr. | Componenta | Cantitate |
|---|---|---|
| 1 | ATmega328P | 1 |
| 2 | Modul Bluetooth CSER8630 | 1 |
| 3 | Amplificator TPA3110D2 2x15W | 1 |
| 4 | Display OLED SSD1306 128×64 I2C | 1 |
| 5 | Difuzor VISATON FR10HM 4Ohm 20W | 2 |
| 6 | Incarcator TP4056 Type-C | 1 |
| 7 | Convertor DC-DC Boost XL6009 | 1 |
| 8 | Acumulator Samsung 18650 2600mAh | 2 |
| 9 | Potentiometru linear 10kOhm | 1 |
| 10 | Cristal 16MHz + condensatoare 22pF | 1 |
| 11 | Rezistoare 10kOhm 1/4W | 6 |
| 12 | Condensatoare ceramice 47nF | 2 |
| 13 | Condensatoare ceramice 4.7nF | 2 |
| 14 | Butoane tactile | 5 |
| 15 | LED-uri de status | 2 |
Software Design
- Mediu de dezvoltare: Arduino IDE cu toolchain AVR-GCC
- Librarii 3rd-party:
- Adafruit SSD1306 — driver display OLED
- Wire.h — comunicatie I2C
- SoftwareSerial.h — comunicatie UART cu modulul Bluetooth
- Algoritmi implementati:
- Parser AVRCP — extrage titlul si artistul din datele UART primite de la CSER8630
- Vizualizator frecvente — esantionare ADC pe 3 canale (bass/voce/treble) si afisare bare animate pe OLED
- Scroll text circular — pentru titluri mai lungi decat latimea display-ului
- Compensare logaritmica volum — transforma valoarea lineara a potentiometrului intr-o curba logaritmica
- Debounce butoane — gestionare corecta a apasarilor de butoane prin intreruperi
Rezultate Obtinute
Concluzii
Proiectul demonstreaza integrarea cu succes a mai multor protocoale de comunicatie (UART, I2C, ADC, GPIO) intr-un produs embedded functional. Utilizarea filtrelor RC pentru vizualizatorul de frecvente reprezinta un element de noutate fata de o boxa Bluetooth standard.
Download
Arhiva cu fisierele proiectului (surse, scheme electrice) se gaseste atasata mai jos.
Jurnal
- Saptamana 1 — documentare componente, alegere arhitectura hardware
- Saptamana 2 — achizitie componente, prototipare pe breadboard
- Saptamana 3 — implementare software (UART, I2C, ADC)
- Saptamana 4 — integrare finala, testare, lipire
Bibliografie/Resurse
Resurse Hardware:
- Datasheet ATmega328P — https://www.microchip.com
- Datasheet TPA3110D2 — https://www.ti.com
- Datasheet SSD1306 — https://cdn-shop.adafruit.com
- Datasheet CSER8630 — https://www.optimusdigital.ro
Resurse Software:
- Adafruit SSD1306 Library — https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306
- Arduino Wire Library — https://www.arduino.cc/en/reference/wire
