پخش‌کنندهٔ بلوتوث برای بلندگوهای قدیمی با ESP32 و DAC مدل PCM5102

به شرح ساخت یک سیستم صوتی کاملاً کاربردی از قطعات دورریخته برخوردم که به خوبی نشان می‌دهد چطور می‌شود از خرت‌وپرت چیزی مفید ساخت. نویسندهٔ این مطلب در Habr سال‌ها دو بلندگوی ۵۰ واتی یاماها را روی قفسه نگه داشته بود و در کشوی میز یک برد با ESP32 خوابیده بود. او تصمیم گرفت این دو را ترکیب کند و پخش‌کنندهٔ بلوتوث خودش را بسازد.

هستهٔ دستگاه یک ماژول ESP32 WROOM-32 است که بلوتوث و سخت‌افزارهای جانبی را مدیریت می‌کند، و یک DAC مدل GY-PCM5102 که صدا را از طریق رابط I2S دریافت می‌کند. صدا و توقف با یک انکودر چرخشی کنترل می‌شود و روی صفحهٔ OLED تصویرسازی طیف نشان داده می‌شود. تقویت‌کنندهٔ XH-A232 را فقط به این دلیل انتخاب کرد که از قبل داشت. توان اوجش ۳۰ وات به ازای هر کانال است، در برابر ۵۰ وات اسمی بلندگوها، اما به گفتهٔ او برای یک اتاق صدای کافی وجود دارد.

جالب‌ترین بخش برای من جزئیات کوچکی است که کمتر درباره‌شان نوشته می‌شود. بین ESP32 و DAC یک تقسیم‌کنندهٔ ولتاژ قرار دارد که خروجی DAC را از ۲٫۱ ولت به ۰٫۲۷ ولت (مؤثر) کاهش می‌دهد، چون در غیر این صورت تقویت‌کننده اشباع می‌شود و خش‌خش می‌کند. این نسبت را او با آزمایش پیدا کرده و هشدار می‌دهد که با تقویت‌کنندهٔ دیگری ممکن است متفاوت باشد.

مشکل دیگر نویز دیجیتال بود، چون DAC و ESP32 از یک منبع تغذیه مشترک می‌خوردند. راه‌حل این بود که هر کدام از یک مبدل جدا تغذیه شوند. سیم‌های کوتاه و تابیده بین DAC و تقویت‌کننده هم کمک کردند، و همچنین دو خازن سرامیکی ۰٫۱ میکروفاراد بعد از DAC.

نرم‌افزار با PlatformIO و کتابخانه‌های arduino-audio-tools و ESP32-A2DP ساخته شده، بنابراین نیازی نبود خودش انتقال صدای سطح‌پایین A2DP را بنویسد. کد را در GitHub منتشر کرده است. نمونهٔ خوبی است از اینکه ماژول‌های ارزان می‌توانند چیزی مفید بسازند و در همین مسیر بفهمیم نویز از کجا می‌آید.

منبع: Habr