Zaloguj
- moc 2×3 W przy impedancji 4 Ω,
- komunikacja przez interfejs I2S,
- jest przeznaczony do łatwego podłączenia do Raspberry Pi Zero, ale działa także z innymi wersjami komputerka,
- możliwość regulacji wzmocnienia w zakresie od +3 do +15 dB, co 3 dB, przy pomocy rezystorów na PCB,
- wymaga zasilania 5 V o wydajności ok. 2...3 A.
Pomimo niewielkich rozmiarów płytka integruje dwa kanały wzmacniacza audio z wbudowanymi przetwornikami DAC i interfejsem I2S, przeznaczone do łatwego podłączenia do Raspberry Pi Zero. Dzięki zastosowaniu specjalistycznych układów typu MAX98357A, których budowa wewnętrzna została pokazana na rysunku 1, płytka nie wymaga uruchamiania, a ilość elementów zewnętrznych ograniczona jest do minimum.
W tej konfiguracji moduł dostarcza moc do 3 W przy impedancji 4 Ω. W zależności od potrzeb, może zostać wyposażony tylko w jeden wzmacniacz mocy, co zmniejsza koszt rozwiązania i jest wystarczające w aplikacjach TTS.
Budowa i działanie
Schemat ideowy modułu został pokazany na rysunku 2. Sygnał I2S wychodzący ze złącza GPIO, poprzez rezystory dopasowujące R1...R3 jest doprowadzony do układu U1 dla kanału lewego oraz U2 dla kanału prawego, każdy z układów odtwarza tylko jeden kanał sygnału z interfejsu.
Rezystory R6 oraz R9 umożliwiają konfigurację trybu pracy wzmacniaczy, dla wartości 2,2 kΩ wzmacniacz skonfigurowany jest dla odtwarzania kanału lewego (domyślne dla U1), dla 374 kΩ (i zasilania 5 V) dla odtwarzania kanału prawego (domyślne dla U2) lub w przypadku rezystora R6=1 MΩ, dla odtwarzania sumy sygnałów L+R dla trybu Mono, co jest użyteczne w aplikacjach TTS i informacyjnych (w przypadku trybu mono nie montujemy wzmacniacza U2).
Układ MAX98357A ma możliwość regulacji wzmocnienia w zakresie od +3 do +15 dB, co 3 dB. Odbywa się to poprzez odpowiednią konfigurację rezystorów R4, R5 i R7, R8 podłączonych do wyprowadzenia GAIN. Wartości rezystorów dla różnych ustawień wzmocnienia zestawiono w tabeli 1.
Wzmocniony sygnał wyprowadzony jest na złącza SPKL/R dla każdego z kanałów. Ze względu na znaczny pobór mocy moduł wymaga zasilania 5 V o wydajności ok 2...3 A. Zasilanie powinno być doprowadzone do złącza PWR (Micro USB), tak aby zminimalizować długość połączeń wysokoprądowych. Raspberry Pi Zero zasilane jest w tym przypadku z modułu wzmacniacza audio poprzez złącze GPIO.
Montaż i uruchomienie
Moduł audio zmontowany jest na niewielkiej dwustronnej płytce drukowanej zgodnej mechanicznie z RPi Zero. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby używać jej, także z pełnowymiarowym RPi Plus. Schemat płytki drukowanej został pokazany na rysunku 3. Sposób montażu jest klasyczny i nie wymaga szczegółowego opisu, a zmontowany moduł powinien wyglądać jak na fotografii tytułowej.
Prawidłowo zmontowany moduł nie wymaga uruchamiania, jednak konieczne jest skonfigurowanie systemu operacyjnego. Najlepszym wyborem jest Raspbian, gdyż ma wbudowaną obsługę programową (zgodną z Hi-Fi-Berry DAC). Na [początek, na wszelki wypadek należy zaktualizować system przy pomocy komend:
- R1, R2, R3: 22 Ω
- R4, R5, R7, R8: 100 kΩ
- R6: 2,2 kΩ
- R9: 374 kΩ
- C1, C3, C5: 1 µF SMD0805
- C2, C4: 0,1 µF SMD0805
- CE1: 100 µF/10 V SMD3528 tantalowy
- U1, U2: MAX98357AETE (TQFN16)
- FB1, FB2: koralik ferrytowy SMD BLM21PG121SN1D
- FB3: koralik ferrytowy SMD BLM21A601SPT
- GPIO: złącze IDC 2×20 pinów żeńskie
- PWR: złącze USB micro MX105017-0001
- SPKL, SPKR: złącze PH 2 mm 2 piny kątowe
