Контроллер аудио мультирума MR-01

    В настоящее время звук и видео в каждой комнате переходят из разряда роскоши в категорию дополнительного удобства.
    Для того, чтобы избежать необходимости установки комплекта мультимедийного оборудования в каждой комнате, используются системы «мультирум».
    Мультирум — это мультимедийная система распределения аудио и видеосигналов в некотором помещении или за его пределами. Является дополнением к системе умного дома. Обычно используется в квартирах, частных домах или других помещениях с большим количеством комнат. [Wikipedia]
    Пользователь получает возможность переключать источники сигнала в разные комнаты как вручную, так и по определенным сценариям в автоматизированном режиме.

    В данной статье речь пойдёт о нашей разработке для «умного дома» — контроллере аудио мультирума MR-01.



    Статья носит ознакомительный характер и в ней не рассматриваются электрическая схема и код прошивки.

    Изначально мы решили делать модульную архитектуру всех наших устройств, поэтому для подключения разрабатываемого контроллера мультирума к системе «умный дом» мы запланировали использовать ранее изготовленный Ethernet-модуль EM-01.

    В зависимости от количества комнат в квартире может потребоваться разное количество аудио-выходов у контроллера.
    Кроме того, мы пытались добиться удешевления конструкции и максимальной универсальности. Чтобы не возникало ситуации, когда у пользователя в доме 8 комнат, а у контроллера сделано, например, 20 выходов. Зачем человеку переплачивать за неиспользуемые мощности?
    В результате было решено использовать «многоэтажную» концепцию подключения модулей внутри контроллера мультирума. В данном варианте можно без проблем наращивать количество выходов при необходимости:


    В качестве усилителя была выбрана TDA2050 — монолитная интегральная схема в корпусе Pentawatt (производитель — STMicroelectronics).
    На основе этих микросхем была разработана плата двухканального усилителя, имеющая свой уникальный (внутри устройства) адрес, по которому управляющий модуль данного устройства будет обращаться к ней и отдавать команды.

    Для ввода аудио-сигналов, подключения сетевого модуля EM-01 и передачи аудиосигналов и команд на платы усилителей была разработана плата управляющего модуля.
    На фотографии ниже — платы управляющего модуля и усилителя в процессе сборки:


    В качестве источника питания мы хотели использовать как переменное, так и постоянное напряжение, для чего разработали плату модуля питания, встраиваемую в устройство.

    В итоге устройство имеет модульную архитектуру и состоит из следующих плат:
    • модуль питания;
    • сетевой модуль EM-01;
    • управляющий модуль;
    • до 16 плат адресуемых усилителей.

    Сборка первого экземпляра мультирума (прошу прощения за качество фото):




    В минимальной конфигурации достаточно модуля питания, сетевого модуля, управляющего модуля и одной платы усилителя, но в таком случае это будет уже не мультирум-контроллер, а просто стерео-усилитель, управляемый по Ethernet :)

    Собранный нами первый экземпляр контроллера содержит 10 плат усилителей и имеет на корпусе следующие разъемы
    • винтовые клеммы для питания (максимальный диаметр кабеля — 4 мм);
    • 4 аудиовхода типа «стерео-джек» 3.5 мм;
    • 1 аудиовход типа «моно-джек» 3.5 мм;
    • 1 разъем RJ-45;
    • 20 нажимных клеммников для подключения кабелей от колонок.

    Для данного экземпляра был разработан корпус из акрила. Для точной подгонки размеров корпуса были созданы 3D-модели плат, скомпонованы в целое устройство и уже под них разрабатывался акриловый корпус:


    Для охлаждения усилителей используется большой радиатор и 2 кулера: радиатор расположен вдоль самой длинной стенки устройства, сам прибор вешается на стенку так, чтобы радиатор находился вертикально, нижний кулер засасывает воздух в корпус, верхний — вытягивает нагретый воздух вверх.





    Затем мы заказали лазерную резку акрила по нашим чертежам и после получения частей корпуса и сборки устройства получили такой результат (полоски и царапины не на самом корпусе, а на защитной плёнке):
    (картинки кликабельны)




    Ключевые характеристики устройства


    Железо
    • процессор: ATmega 328;
    • усилитель звуковой частоты: TDA2050;
    • класс усилителя: AB
    • выходная мощность:
      • колонки 4 Ом: 28 Вт
      • колонки 8 Ом: 18 Вт
    • интерфейс Ethernet для подключения к сети;
    • Ethernet-контроллер: ENC28J60;
    • напряжение питания:
      • постоянное: 12 В — 35 В;
      • переменное: 12 В — 24 В.
    • аудиовходы: 4 стерео / 1 моно;
    • аудиовыходы: максимум 32.

    Прошивка
    • встроенный web-сервер для управления и настройки;
    • управление http-запросами (методом GET);

    Физические характеристики
    • акриловый корпус;
    • габаритные размеры: 460х125х138 (мм);
    • масса: 2 кг;
    • рабочий диапазон температур: -25°C до 65°C.


    Установка мультирума в коттедже друзей (кликабельно):



    У друзей в коттедже в каждой комнате установлены потолочные колонки (10 комнат по 2 колонки — задействованы все 20 выходов собранного устройства).
    Нам очень понравилось, как звучит устройство!
    У меня есть видеозаписи работы мультирума, сделанные на телефон, но, к сожалению, записи не отличаются качественным звуком, поэтому приводить их здесь я не вижу смысла.

    Управление мультирумом на данном этапе производится посредством веб-интерфейса с компьютера и ноутбуков.
    Дополнительно планируется автоматизированное управление на основании информации от детекторов присутствия и ИК-барьеров, которую будет собирать центральный модуль умного дома, а также с помощью мобильных устройств и сенсорной управляющей панели, расположенной в холле первого этажа.

    Спасибо за внимание!

    Другие статьи о наших устройствах для:
    АйТи-Хоум
    26,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    Комментарии 3

      0
      А мне больше вот такое решение нравится: http://habrahabr.ru/post/184110/ (Создаём сетевую звуковую карту с преферансом и поэтессами). У вас получается, что плата сама не может генерировать аудио, а только усиливает поступающий на неё сигнал. И усиленный сигнал потребуется ещё до колонок довести — там потери и искажения будут значительные. По этой причине не стоит 12-вольтовую разводку по квартире тянуть, а вы звук пытаетесь довести.
        0
        Изначально вся проводка под «умный дом» прокидывалась на этапе, когда у коттеджа были только стены. Поэтому была возможность проложить силовые и аудио кабели совсем разными маршрутами. Только в нескольких местах они пересекаются крест-на-крест на приличном расстоянии друг от друга, что минимизирует наводки.
        По факту, увидев и послушав то, что получилось, мы с владельцами дома были приятно удивлены результатом.
        По поводу генерации аудио, мы как раз сейчас прорабатываем вариант изготовления музыкального плеера на новом (для нас) процессоре Atmel SAM4S.
        0
        Моя версия многозонного усилителя
        http://habrahabr.ru/post/257003/
        и управления им при помощи телефона
        http://habrahabr.ru/post/259579/

        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

        Самое читаемое