Émetteur et récepteur audio sans fil basés sur l'IR : 6 étapes

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-23 14:46

L'audio sans fil est déjà un domaine techniquement avancé où Bluetooth et les communications RF sont les principales technologies (bien que la plupart des équipements audio commerciaux fonctionnent avec Bluetooth). Concevoir un simple circuit de liaison audio IR ne serait pas avantageux par rapport aux technologies existantes, mais ce sera sûrement une expérience d'apprentissage sur le transfert audio sans fil.

La raison de ne pas être bénéfique est le fait que contrairement au Bluetooth, l'IR est une communication à vue, c'est-à-dire que l'émetteur et le récepteur doivent toujours se faire face sans aucun obstacle. En outre, la portée peut ne pas être aussi large que celle d'un audio sans fil Bluetooth typique.

Néanmoins, dans un but de compréhension, permettez-moi de concevoir un simple circuit de liaison audio IR en utilisant des composants facilement disponibles.

Étape 1: Composants dont vous avez besoin

1. LED infrarouges
2. BC548
3. Planche à pain
4. Photodiode
5. Pot 100K
6. LM386
7. Résistances (1k, 10k, 100k)
8. Condensateurs (0.1uF, 10uF, 22uF)

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Étape 2: Principe de fonctionnement

Le principe derrière le circuit est que nous aurons deux circuits individuels. L'un est le circuit émetteur et l'autre est le circuit récepteur, le circuit émetteur sera connecté à la prise audio 3,5 mm pour l'entrée audio et le circuit récepteur sera connecté à un haut-parleur pour lire les chansons. Le signal audio sera transmis via une LED IR du circuit émetteur; les signaux IR seront alors reçus par une photodiode qui sera placée sur le circuit récepteur. Le signal audio ainsi reçu par la photodiode sera très faible et par conséquent il sera amplifié par un circuit amplificateur LM386 et finalement diffusé sur un haut-parleur.

C'est très similaire à votre télécommande TV, lorsque vous appuyez sur un bouton la led IR à l'avant de votre téléviseur, elle transmet un signal qui sera capté par une photodiode (TSOP communément) et le signal sera décodé pour trouver quel bouton vous avez appuyé, vérifiez ici la télécommande IR universelle à l'aide de TSOP. De même ici, le signal transmis sera un signal audio et le récepteur sera une simple photodiode. Cette technique fonctionnera également avec des LED normales et des panneaux solaires; vous pouvez lire l'article Transfert audio via Li-Fi pour comprendre en quoi cette méthode est très similaire à la technologie Li-Fi.

Étape 3: Circuit de l'émetteur

Le circuit de l'émetteur se compose uniquement de quelques LED IR et d'une résistance connectées directement à la source audio et à la batterie. Un endroit délicat où vous pourriez rencontrer un problème est la connexion de la prise audio au circuit. Une prise audio normale aura trois broches de sortie, deux pour les écouteurs gauche et droit et l'autre est un blindage qui servira de masse. Nous avons besoin d'une broche de signal qui peut être gauche ou droite et une broche de masse pour notre circuit. Vous pouvez utiliser un multimètre en connectivité pour trouver les bons brochages.

Le fonctionnement du circuit de l'émetteur est assez simple, la lumière IR de la LED IR agit comme un signal porteur et l'intensité de la lumière IR agit comme un signal de modulation. Donc, si nous alimentons la led IR via une source audio, la batterie illuminera la led IR et l'intensité avec laquelle elle brillera sera basée sur le signal audio. Nous avons utilisé ici deux LED IR juste pour augmenter la portée du circuit; sinon, nous pouvons en utiliser même un. Je construis mon circuit sur une planche à pain et le circuit peut être alimenté n'importe où entre 5V et 9V, j'ai utilisé un 5V régulé à la place de la batterie donc je n'ai pas utilisé la résistance de limitation de courant 1K. La configuration de la maquette est illustrée ci-dessous, j'ai connecté mon iPod ici en tant que source audio mais je peux utiliser tout ce qui a une prise audio (Désolé utilisateurs d'iPhone).

Étape 4: Circuit du récepteur

Le circuit récepteur se compose d'une photodiode qui est connectée à un circuit amplificateur audio. Le circuit amplificateur audio est construit à l'aide du populaire LM386 IC de Texas Instruments, l'avantage de ce circuit est que son exigence minimale de composants. Ce circuit peut également être alimenté à partir d'une tension allant de 5V à 12 V, j'ai utilisé mon module régulateur de maquette pour fournir +5V au circuit mais vous pouvez également utiliser une batterie 9 V.

PIN 1 et 8: Ce sont les PIN de contrôle de gain, en interne le gain est réglé sur 20 mais il peut être augmenté jusqu'à 200 en utilisant un condensateur entre les PIN 1 et 8. Nous avons utilisé le condensateur 10uF C3 pour obtenir le gain le plus élevé soit 200 Le gain peut être ajusté à n'importe quelle valeur entre 20 et 200 en utilisant le condensateur approprié.

Pin 2 et 3: Ce sont les PIN d'entrée pour les signaux sonores. La broche 2 est la borne d'entrée négative, connectée à la terre. La broche 3 est la borne d'entrée positive, dans laquelle le signal sonore est alimenté pour être amplifié. Dans notre circuit, il est connecté à la borne positive du micro à condensateur avec un potentiomètre 100k RV1. Le potentiomètre agit comme un bouton de contrôle du volume.

Broches 4 et 6: ce sont les broches d'alimentation de l'IC, la broche 6 pour + Vcc et la broche 4 est la masse. Le circuit peut être alimenté avec la tension entre 5-12v.

Pin 5: C'est le PIN de sortie, à partir duquel nous obtenons le signal sonore amplifié. Il est connecté au haut-parleur via un condensateur C2 pour filtrer le bruit couplé en courant continu.

Broche 7: Il s'agit de la borne de dérivation. Il peut être laissé ouvert ou mis à la terre à l'aide d'un condensateur pour plus de stabilité.

Étape 5: Comment faire fonctionner l'émetteur et le récepteur audio IR ?

• Donnez d'abord à l'émetteur et au récepteur les connexions séparément selon le schéma de circuit.
• Mettez sous tension les sections émetteur et récepteur à l'aide de deux piles 9V.
• Connectez un haut-parleur 8 à la sortie du circuit intégré de l'amplificateur audio LM386.
• Assurez-vous que la distance entre les sections émetteur et récepteur est inférieure à 30 cm.
• Appliquez le signal audio à la section émettrice à l'aide d'un téléphone portable ou d'un lecteur de musique. Vous pouvez maintenant écouter le son du haut-parleur.
• Débranchez les piles de l'émetteur et du récepteur

Pour les personnes qui ne l'ont pas fait fonctionner la première fois, suivez les étapes pour déboguer le circuit.

• Après avoir alimenté le circuit de l'émetteur, utilisez la caméra de votre téléphone portable pour vérifier si la LED IR est allumée, faites-le dans une pièce sombre afin de pouvoir la détecter facilement. Dans une pièce lumineuse, même la caméra ne peut pas capter la lumière infrarouge. S'il brille, cela signifie que l'émetteur fonctionne comme prévu.
• Après avoir construit le circuit du récepteur, remplacez la photodiode par la prise jack 3,5 mm et jouez une chanson. L'audio de votre téléphone doit être amplifié et lu dans votre haut-parleur, sinon ajustez RV1 jusqu'à ce qu'il commence à fonctionner. Une fois que vous vous êtes assuré de fonctionner, remplacez à nouveau la prise jack 3,5 mm par une photodiode.
• Passez à cette étape seulement après avoir suivi les deux ci-dessus. Ne vous attendez pas à ce que le circuit fonctionne sur une plus longue portée, laissez l'émetteur à un endroit fixe et essayez de positionner le récepteur et sous différents angles jusqu'à ce qu'il capte les signaux.