RN52_SPDIF - Bezprzewodowy interfejs audio Bluetooth-S/PDIF

Schemat blokowy modułu RN52 pokazano na rysunku 1. Układ umożliwia realizację dwukierunkowego interfejsu Bluetooth audio z profilami A2DP, HFP, HSC, dostępne są interfejsy: SPDIF, I²S, audio analogowe z wbudowaną końcówką mocy dla słuchawek, interfejs zdalnego sterowania w profilu AVRCP, interfejs szeregowy UART z profilem SPP oraz interfejs iAP wykorzystywany przez urządzenia Apple. Dzięki tak bogatemu wsparciu i prostej konfiguracji programowej poprzez port szeregowy moduł umożliwia tworzenie szerokiej gamy produktów „bezprzewodowych”. RN52 posiada wbudowaną antenę, zwalnia wiec konstruktora z doboru i projektowania układu antenowego RF.

Rysunek 1. Schemat blokowy modułu RN52 (wg materiałów firmy Microchip)

Schemat interfejsu zamieszczono na rysunku 2. W modelu wykorzystany jest tylko wyjściowy interfejs SPDIF i profil A2DP. Sygnał wyjściowy S/PDIF jest buforowany przez bramki U2, dzielnik rezystancyjny R4/R5 dopasowuje sygnał do wymogów standardu. Sygnał wyjściowy jest doprowadzony do gniazda S/PDIF typu RCA. Diody świecące DS/CN sygnalizują stan pracy modułu M1. Urządzenie ma wbudowany zasilacz. Stabilizator U3 (7805) jest zasilany wyprostowanym, filtrowanym napięciem zmiennym 7,5…9 V AC (z transformatora o mocy 4 VA) i jest stabilizatorem wstępnym dla układu U1 (LM1117-3.3) zasilającego moduł M1 i układ U2. Złącze CFG służy do konfigurowania modułu za pomocą konwertera USB/UART z poziomem napięć 3,3 V (np. FTDI23x) lub zewnętrzny mikrokontroler.

Rysunek 2. Schemat ideowy interfejsu Bluetooth–S/PDIF

Zwarcie zwory pomiędzy wyprowadzeniami 1-2 złącza CFG uaktywnia tryb konfiguracji RN52. Niestety, konfiguracja poprzez interfejs bezprzewodowy jest niemożliwa. Moduł ma UART pracujący z ustawieniami domyślnymi: 9600, 8, n, 1.

Układ zmontowano na niewielkiej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rysunku 3.

Rysunek 3. Schemat montażowy interfejsu Bluetooth–S/PDIF

Montaż układu jest typowy, jednak należy zwrócić uwagę na prawidłowe przylutowanie modułu M1, szczególnie zasłoniętych wyprowadzeń masy przy części antenowej. Ze względu na wymogi części radiowej modułu – wszystkie muszą być przylutowane! Dla poprawnego działania wbudowanej anteny jest wymagane zachowanie od frontu modułu przestrzeni (zgodnie z rysunkiem 4) wolnej do elementów metalowych.

Rysunek 4. Wymagana przestrzeń dla części radiowej RN52 (za notą producenta)

Prawidłowo zmontowany interfejs wymaga skonfigurowania. Najłatwiej zrobić to za pomocą dowolnego konwertera USB/UART o poziomie napięć 3,3 V. Urządzenie należy dołączyć do komputerem PC za pomocą złącza CFG, przy zwartych wyprowadzeniach 1-2.

Konfigurowanie modułu odbywa się poprzez przesyłanie w trybie tekstowym komend i parametrów potwierdzonych znakiem „\r” (ENTER) zgodnie z dokumentacją modułu RN52. Po skonfigurowaniu programu Terminala (9600, 8, N, 1) i włączeniu zasilania modułu powinien pojawić się komunikat CMD potwierdzający wejście w tryb konfigurowania. Dla wygody poleceniem „+” można załączyć lokalne echo. Polecenie „V” wyświetla wersję oprogramowania modułu. Warto przywrócić ustawienia fabryczne poleceniem „SF,1”+Enter.

Prawidłowo wykonana operacja zostanie potwierdzony komunikatem „AOK”, w wypadku błędu wyświetlony zostanie komunikat „ERR”.

Kolejno należy skonfigurować moduł poleceniami (każdorazowo potwierdzając Enterem):

1. S|,02 – wyjście modułu = S/PDIF.
2. S-, BT_SPDIF – nazwę modułu na np. BT_SPDIF, może być dowolna do 15 znaków, dla rozpoznania w przypadku współpracy kilku urządzeń.
3. SA,04 – ustala tryb autentykacji na wymagający kodu PIN.
4. SC,200428 – ustala klasę (CoD) urządzenia Bluetooth na HiFi Audio Device.
5. SD,04 – ustawia profil detekcji A2DP.
6. SK,04 – ustawia profil połączenia A2DP.
7. SN,BT_SPDIF – ustawia nazwę urządzenia na „BT_SPDIF” (20 znaków, 4 ostatnie to końcówka adresu MAC modułu).
8. SP,1234 – ustawia PIN na „1234”.

Po skonfigurowaniu warto sprawdzić ustawienia poleceniem „D” (rysunek 5).

Rysunek 5. Konfiguracja RN52

Wyjście z trybu konfiguracji następuje po zdjęciu zwory CFG, moduł potwierdza to komunikatem „END”. Ustawienia są aktywne po restarcie modułu poleceniem „R,1” lub po wyłączeniu i włączeniu zasilania. Od tego momentu – w zależności od systemu – należy wyszukać urządzenia Bluetooth o nazwie „BT_SPDIF-xxxx” (rysunek 6).

Rysunek 6. Detekcja skonfigurowanego konwertera

Niepołączony moduł sygnalizuje stan pracy szybkim, naprzemiennym miganiem diod CN i DS. Po zatwierdzeniu instalowane są drivery dla urządzenia Bluetooth (konieczne połączenie z siecią Internet) – rysunek 7.

Rysunek 7. Instalowanie sterowników

Po zainstalowaniu we właściwościach urządzenia BT_SPDIF w zakładce Usługi jest dostępne urządzenie „Obiekt Sink Audio”, co potwierdza poprawne skonfigurowanie modułu (rysunek 8).

Rysunek 8. Lista dostępnych usług

Sygnalizowane jest to zgaszeniem diody DS i powolnym miganiem diody CN. Aby umożliwić przesył sygnału audio konieczne jest ustawienie w mikserze domyślnego urządzenia odtwarzającego (rysunek 9).

Rysunek 9. Ustawienie domyślnego urządzenia audio

Od tego momentu po podłączeniu do przetwornika DAC lub innego urządzenia z wejściem S/PDIF możemy cieszyć się bezprzewodowym dźwiękiem przesyłanym z komputera lub urządzenia przenośnego.

Adam Tatuś, EP