Зонный усилитель для оповещений в умном доме

    На этапе построения системы «умный дом» появилось желание организовать голосовое оповещение на некоторые события. После непродолжительной «гуглешки» я не нашел ничего подходящего по функционалу и цене, и решил сделать в очередной раз свое устройство. На этот раз это будет зонный усилитель для оповещалки.

    Внешний вид готового усилителя
    Внешний вид готового усилителя

    При проектировании усилителя предполагалась следующая логика работы усилителя:

    — Звук только в тех помещениях в которых в данный момент времени находятся люди.
    — Возможность подстроить уровень громкости для каждой комнаты независимо от остальных и желательно через веб интерфейс, а не регулировкой подстроечного или переменного резистора.
    — На время молчания, усилители необходимо переводить в режим Mute чтобы избежать лишних шумов от акустики.
    — Форм фактор для установки в слаботочный шкаф с креплением на DIN рейку.

    В результате поисков, чтения даташитов и сравнения существующих микросхем усилителей низкой частоты (УНЧ), был выбран усилитель на микросхеме PAM8610. Данная микросхема представляет из себя стерео усилитель D класса, что подразумевает высокий КПД, а это меньший нагрев и низкое потребление в сравнении с другими классами усилителей.

    Характеристики микросхемы PAM8610:
    Мощность: 2 х 10 Вт
    Напряжение питания min, (В): 7.0
    Напряжение питания max, (В): 13.5
    КПД: более 90% (не требует радиаторов охлаждения)

    Еще одним существенным плюсом была цена, так как предполагалось 5 стерео зон усиления. Стоимость готового модуля усилителя на али порядка 1$. Если покупать только микросхемы то выходит дороже. Я покупал готовые платы, снимал с них микросхемы, частично обвеску (резисторы, конденсаторы) и запаивал их на свои платы.

    Вот такие модули я покупал для разборки.


    Усилитель собран по следующей схеме:
    Схема усилителя на микросхеме PAM8610

    3D модели печатных плат
    Плата основания усилителя
    Плата усилителя

    Мозгом усилителя является микроконтроллер ATmega328 с «ардуиновским» бутлоадером. Код написан в среде Arduino. Управление усилителем организовано через Ethernet по протоколу MQTT. Ethernet собран на микросхеме W5100.

    Платы для усилителя заказывал в Китае. Это был первый опыт заказа плат в Китае, изготовление и доставка заняли около месяца. Качеством я вполне доволен практически не отличается от изготовленных в России, единственный момент это защитная маска, мне она показалась не такой прочной как на платах из России. но на этот незначительный и ни на что не влияющий недостаток можно вообще не обращать внимания.

    Плата основания усилителя.


    Плата с установленными усилителями


    Еще пара фоток с разных ракурсов




    Немного про функции усилителя. Усилитель имеет один аудио вход, который через конденсаторы распараллеливается на 5 усилителей. Линия Shutdown всех усилителей объединена в одну цепь и служит для отключения всех усилителей, например при включении сценария никого нет дома. Вход Mute служит для включения и отключения звука каждого усилителя независимо. Регулировка громкости каждого усилителя имеет 32 ступени регулировки (от -75дБ до +33дБ) служит для настройки одинакового уровня громкости в разных зонах с сохранением значений в энергонезависимую память микроконтроллера. Имеется еще общий для всех усилителей вход Fade, плавное нарастание звука при отключении режима Shutdown.

    За логику оповещения и определения зон включения усилителя отвечает серверная часть работающая на базе IoBroker. Определение присутствия людей в помещении организовано на датчиках движения.

    По качеству звука микросхема PAM8610 конечно не очень, есть небольшой высокочастотный фон скорее всего от встроенного ШИМ. В режиме Mute шум полностью отсутствует. Микросхема привлекает низкой ценой, выходной мощностью, малым потреблением и малой рассеиваемой мощностью.

    Усилитель работает несколько месяцев и вполне устраивает, для «оповещалки» больше и не нужно. Если потребуется повысить качество звука, то можно будет не меняя основной платы поставить на нее платы усилителей на более качественной микросхеме.

    » Первая часть — Умный дом, начало.
    » Часть вторая — Счетчик посетителей ванной комнаты
    » Часть третья — Управление кондиционером Haier на базе ESP8266
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 33

      0

      Интересный способ установки плат усилителей, без угловых разъемов) А чем собственно не устроили китайские платы, помимо расположения разъемов? Где заказывали, если не секрет? Я пару раз делал в ITEAD, вполне доволен, по крайней мере в 2.5 раза дешевле местных товарищей.

        0
        Угловые разъемы заняли бы немного больше пространства. Китайские платы не устроили тем что не полная разводка (громкость, mute) да и не красиво бы получилось их состыковать с основной платой. Платы заказывал у этого продавца. То что дешевле это точно.
        0
        Приятно видеть, даже на прототипе — Сделано в России. Значит еще не все свалили, значит у нас все еще в переди. Спасибо.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            0
            Спасибо, дроссели правда не по питанию стоят а на выходе на акустику, это рекомендации по даташиту на микросхему. Дайте ссылку на свои поделки.
            Рисовал и разводил DipTrace.
            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            0
            А зачем в зонном оповещении левый и правый каналы?
              0
              Можно включать музыку для фона
              0
              А что является источником звука?
                0
                неттоп на атоме 525 + windows + IoBroker.
                0
                А не могли бы пояснить входную часть? в чем смысле цепи C5, C8, R6?
                  0
                  R8 там еще, это обычный фильтр
                  0
                  Великолепная идея!
                  Есть желание узнать:
                  1) как выполнены и «замаскированы» сами динамики;
                  2) какого рода оповещения озвучивает усилитель?
                    0
                    1- пока никак не маскировал. купил такие колонки, разобрал, выкинул всю усилительную часть, подпаял к динамикам новые провода и расставил по комнатам где место нашлось, в одно на подоконнике за шторой, на шкафу и под шкафом) Вообще думаю сделать им деревянный корпус и установить за натяжным потолком.
                    2- время, сигнализация, аварийные ситуации, проговаривает кто звонит, звонок домофона, ответы на команды, голосовая навигация по меню (организовано меню заказа воды)… и тд и тп
                      0
                      выкинул усилительную часть
                      Больно слышать.
                        0
                        А что не так? На этих колонках усилитель на проводе, обрезал провода, запаял свои напрямую к динамикам.
                          0

                          Я понимаю, но выкидывать? Я вот, собирал УНЧ сам, потому как не оказалось готового под рукой. А там он еще и с блоком питания был.

                            +1
                            В этом усилителе нет блока питания, колонки питаются от USB, и можно успокоится, выкинул я его пока что в ящик)
                              –2
                              Пояснительная про питание, если я правильно посчитал то один усилитель потребляет до 4А, а у вас их 5. И как это все работает от USB?
                                +2
                                Ты троль чтоли? Разговор был про родной усилитель на проводе который я выбросил. Усилитель из стать питается от 12 Вольт через разъем около светодиода.
                    0
                    А звук приходит аналоговый? Или по сети?
                      0
                      Звук приходит аналоговый, усилитель стоит в слаботочном шкафу, рядом сервер от которого звук идет на усилитель. В планах сделать подобие беспроводной колонки на ESP + mp3 кодек.
                        0
                        Может вместо ESP, поставить squeezelite на Orange Pi one, по стоимости правда дороже (примерно 1000 руб), но возможностей больше. Цена с усилком и ВиФи…
                      0
                      Я себе присматриваюсь к https://www.ubnt.com/unifi/unifi-ap-ac-edu/ и точка доступа, и оповещения и выглядит неплохо
                        0
                        о_О И цена неплохо, а если 4 — 5 зон организовать?
                          0
                          Да, цена это то что меня останавливает.
                            0

                            Ну 400 евро. Это уже перебор. Так и сонос можно купить.

                              0
                              да. это вторая опция которая выглядит намного лучше
                        0
                        А чем не устроили 100-вольтовые усилители и динамики? Всего одна параллельная линия с длиной до двух километров.
                          0
                          А как зоны переключать?
                          0
                          Cпасибо, понравилась ваша реализация или воплощение в железе. Насколько я понял что музыка предполагается в основном в виде фона. Я не так давно сделал многозонный усилитель с управлением именно для целей музыкального озвучивания помещений, не такой красивый как у вас правда.
                          https://habrahabr.ru/post/259579/
                            0
                            Цена вопроса?
                            0
                            А готовенькое есть что-нибудь?

                            Была мысль использовать какую нибудь плату 5.1 с комплектом дешевого звукового оборудования 5.1. Вроде как встречал где-то виртуальный драйвер для вывода в каждый из каналов своего потока. Тогда по дому можно было бы растащить динамики при необходимости.

                            Также интересно, а через poe можно запитать потолочный динамик для «музычки» и оповещений?

                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                            Самое читаемое