基于红外线的无线音频发射器和接收器

描述

无线音频已经是一个技术先进的领域，其中蓝牙和射频通信是主要技术（尽管大多数商业音频设备都使用蓝牙）。与现有技术相比，设计一个简单的 IR 音频链路电路并无益处，但它肯定会成为无线音频传输的学习经验。

没有好处的原因是，与蓝牙不同，IR 是视线通信，即发射器和接收器必须始终面对对方，没有任何障碍。此外，范围可能不如典型的蓝牙无线音频那么大。

尽管如此，为了便于理解，让我使用容易获得的组件设计一个简单的 IR 音频链路电路。

所需组件

• 红外发光二极管
• BC548
• 面包板
• 光电二极管
• 锅100K
• LM386
• 电阻器（1k、10k、100k）
• 电容器（0.1uF、10uF、22uF）

该项目由 LCSC 赞助。我一直在使用LCSC.com 的电子元件。LCSC 坚定地致力于以最优惠的价格提供种类繁多的原装优质电子元件。立即注册，首次下单立减 8 美元。

工作准则

电路背后的原理是，我们将有两个独立的电路。一个是发射电路，一个是接收电路，发射电路接3.5mm Audio插孔进行音频输入，接收电路接喇叭播放歌曲。音频信号将通过发射器电路的红外 LED 发射；然后红外信号将被放置在接收器电路上的光电二极管接收。光电二极管接收到的音频信号将非常微弱，因此将通过 LM386 放大电路放大，最后在扬声器上播放。

它与您的电视遥控器非常相似，当您按下电视前面的红外 LED 按钮时，它会传输一个信号，该信号将被光电二极管（通常为 TSOP）接收，并且该信号将被解码以找到哪个按钮您已按下，请在此处检查使用 TSOP 的通用红外遥控器。同样，此处传输的信号将是音频信号，接收器将是普通光电二极管。这种技术也适用于普通 LED 和太阳能电池板；您可以阅读使用 Li-Fi 进行音频传输一文，了解此方法与 Li-Fi 技术有何相似之处。

发射电路

发射器电路仅由几个红外 LED 和直接连接到音频源和电池的电阻器组成。您可能会遇到问题的一个棘手地方是将音频插孔连接到电路。一个普通的音频插孔将有三个输出引脚，两个用于左右耳机，另一个是屏蔽层，用作接地。我们的电路需要一个可以在左或右的信号引脚和一个接地引脚。您可以在连接中使用万用表来找到正确的引出线。

发射器电路的工作非常简单，来自红外 LED 的红外光充当载波信号，红外光的强度充当调制信号。因此，如果我们通过音频源为 IR LED 供电，电池将照亮 IR LED，并且它发光的强度将基于音频信号。我们在这里使用了两个 IR LED 只是为了增加电路的范围；否则我们甚至可以使用一个。我在面包板上构建我的电路，电路可以在 5V 到 9V 之间的任何地方供电，我使用稳压 5V 代替电池，所以我没有使用限流电阻 1K。面包板设置如下所示，我在这里连接了我的 iPod 作为音频源，但可以使用任何有音频插孔的东西（对不起 Iphone 用户）。

接收电路

接收器电路由连接到音频放大器电路的光电二极管组成。音频放大器电路采用德州仪器 (TI) 流行的 LM386 IC 构建，该电路的优点是对元件的要求极低。该电路也可以使用 5V 至 12V 的电压供电，我使用面包板稳压器模块为电路提供 +5V，但您也可以使用 9V 电池。

 

LM386 IC的引脚详细信息

 

PIN 1 和 8 ：这些是增益控制 PIN，内部增益设置为 20，但可以通过在 PIN 1 和 8 之间使用电容器将其增加到 200。我们使用 10uF电容器 C3以获得最高增益，即 200 . 增益可以通过使用适当的电容调整到20 到200 之间的任何值。

引脚 2 和 3：这些是声音信号的输入引脚。2脚为负输入端，接地。3脚为正输入端，输入声音信号进行放大。在我们的电路中，它通过100k 电位器 RV1连接到电容式麦克风的正极端子。电位器充当音量控制旋钮。

引脚 4 和 6：这些是 IC 的电源引脚，引脚 6 为 +Vcc，引脚 4 为地。该电路可用5-12v之间的电压供电。

引脚 5：这是输出引脚，我们从中获得放大的声音信号。它通过电容器 C2 连接到扬声器以滤除直流耦合噪声。

引脚 7：这是旁路端子。它可以悬空，也可以使用电容器接地以保持稳定性。

如何操作红外音频发射器和接收器电路？

• 最初根据电路图分别给发射器和接收器连接
• 使用两节 9V 电池为发射器和接收器部分供电。
• 在 LM386 音频放大器 IC 的输出端连接一个 8 Ω 扬声器。
• 确保发射器和接收器部分之间的距离低于 30 厘米。
• 使用手机或音乐播放器在发射器部分应用音频信号。现在您可以听到扬声器的声音。
• 从发射器和接收器上断开电池

对于初次使用它的人，请按照以下步骤调试电路。

• 为发射器电路供电后，使用手机摄像头检查红外 LED 是否发光，在黑暗的房间里进行此操作，以便您轻松检测到它。在明亮的房间里，即使是摄像头也无法拾取红外光。如果它发光，则可以确保发射器按预期工作。
• 建立接收电路后，用 3.5mm 插孔替换光电二极管并播放歌曲。来自手机的音频应该被放大并在扬声器中播放，如果在它开始工作之前不调整 RV1。一旦你确保工作正常，再次用光电二极管更换 3.5mm 插孔。
• 完成以上两步后才能进行这一步。不要指望电路能在更长的范围内工作，将发射器留在固定位置并尝试将接收器定位在不同的角度，直到它接收到信号。