Bluetooth 4 csr8635 схема подключения
В далеком-недалеком 2019, в очередной раз повредив провод от своих проводных наушников, чинить/менять его в 100 и 1 раз стало уже лень. И как обычно в таких случаях, прошелся по сайтам магазинов в поисках новых.
Тем бы история и закончилась, но так случилось, что один мой хороший знакомый предложил в тот момент перебраться в мир беспроводного аудио. Да и не просто так перебраться, а в стиле DIY, что показалось все-таки интересным. Ну а время спустя, одним долгим зимним вечером появилась идея оформить итоги этого всего в более-менее подробный пост.
Стоит сказать, что к беспроводным Bluetooth-наушникам я давно присматривался, но все варианты с покупкой готовых отбрасывались из-за "фатального недостатка" присущего большинству доступных моделей – чудовищно малое время беспрерывной работы без подзарядки.
Емкость аккумулятора применяемого в беспроводных моделях, в лучшем случае позволяет им до 1-2 суток проработать, прежде чем все это беспроводное волшебство закончится и попросит еды. А поскольку у меня есть привычка иногда просто-таки круглосуточно не снимать наушники, такая продолжительность их работы совсем не устраивает. Можно бы конечно попытаться к какой-то готовой модели получше аккумуляторы поставить, допускаю даже что есть для этого возможности, но это наверно было бы не так интересно.
Но обо всем по порядку. Как уже понятно из названия (для тех кто с данной темой сталкивался), история будет об аудиомодуле Bluetooth модели CSR8645, производства Qualcomm.
Данный чип часто используется в беспроводной передаче звука. Он не относится к "премиум" классу моделей, но и не является бюджетным. Иначе говоря, есть чипы и лучше, есть и хуже (до неприличия хуже). Автором именно CSR8645 расценен как оптимальный для своих опытов.
Требования и ожидания
В целом, за весь мой многолетний опыт с наушниками, уже был набор кое-каких представлений о том, чего я от них ожидаю.
И вот когда окончательно решился на эксперимент с беспроводными (что произошло не сразу, так как некоторое время ушло на изучение вопроса и обдумывание тех или других аспектов и проблем), сформировался более-менее определенный список требований к результату:
качество звука не хуже чем у проводных
отсутствие ощутимой задержки звука/лагов (может быть важно если захочется игры поиграть)
большое время работы без подзарядки
наушники не должны являться "вкладышами", или подобными
наушники не должны вызывать дискомфорта или других проблем при работе в них в течении 1-2 суток непрерывно
должна быть совместимость с Windows
Требованиям к качеству звука, отвечает модуль с поддержкой AptX (и большим набором применяемых в нем кодеков, где-то даже была отдельная статья о них). AptX LL был бы вероятно еще лучше, так как задержка звука в нем еще ниже, но почитав о том что далеко не все устройства его поддерживают, решено оставить это на будущее.
Для полноценной работы с Windows, понадобился сторонний Bluetooth-Stack (выбор автора после тестирования нескольких из них – BlueSoleil, хоть и у него хватает недостатков). В Linux впринципе, дела с программной поддержкой должны обстоять получше насколько знаю, но лично опыты не проводились.
Еще немного забегая наперед, скажу также что этот список далеко не окончательный. В процессе эксплуатации наушников, много дополнительных пожеланий и хотелок было реализовано (кнопки управления, повышение удобства, улучшения внешнего вида и др.)
Выбор комплектующих
Аудиомодуль (приемник)
CSR8645. В продаже он нашелся в двух вариациях: "чистый" модуль, и уже распаянный на плате с 5-ваттным усилителем.
Стоимость у этих двух вариантов практически одинаковая. А учитывая маленькие размеры модуля, мне не очень-то хотелось медитировать, припаивая контакты к микроскопическим выводам. Как и не хотелось создавать свою плату, или монтировать навесным способом. К тому же все дополнительные элементы (светодиоды, резисторы) на варианте с платой уже присутствуют. В общем тот случай когда наверно не стоит свой велосипед создавать, разве что очень захочется.
Потому быстро и решительно был выбран вариант с уже готовой платой, с расчетом на то чтобы потом ее переделать.
Данный модуль работает только в качестве приемника (существуют и модели-передатчики).
CSR8545 Пример CSR8645 с усилителем
Копировать все характеристики смысла нет, упомяну разве что физические размеры модуля, так как в первую очередь по ним становится ясно получится его разместить в наушники, или нет.
Так, сам по себе модуль имеет размеры 26.2x13.5 мм. Тогда как размеры вариантов с усилителем – от 29x29 мм. Существует несколько вариантов готовых плат с усилителем.
Передатчик
В качестве источника пригоден любой Bluetooth-адаптер, поддерживающий Bluetooth 2.0 и выше.
Автор использовал первый-попавшийся дешевый внешний адаптер к ПК, на основе чипа CSR8510 A10. Выбор внешнего адаптера имеет кое-какие преимущества, к примеру можно его немного переделать (об этом тоже позднее).
Так же проверялась работа с телефоном. Тут нет никаких тонкостей, беспроводные гарнитуры к телефонам давно уже обычное дело и процесс подключения аудиомодулей не отличается от их применения.
Наушники
Решил переделывать свои старые проводные. О них говорить особо нечего, недорогие и ничем не примечательные особо, мониторные наушники Ergo VD-350. Ценны для автора разве что тем, что были однажды слегка переделаны для улучшения и упрочнения конструкции, и благодаря этому, как только пожелают то могут спокойно упасть на бетон без последствий. Как еще оказалось потом, их конструкция крайне удобна для монтирования данного модуля под боковую черную крышку.
В принципе, подходят какие-угодно с импедансом до 32 Ом, и дешевые и дорогущие (если только не жалко будет к дорогущим лезть с паяльником). Главное, чтобы была возможность в том или другом месте разместить аккумулятор и сам модуль с проводами.
И разумеется, можно использовать не только наушники, но и подпаять модуль к примеру к любой готовой аудиосистеме и использовать ее как беспроводную колонку. Но эти варианты здесь лишь в качестве упоминания, т.к. автору интересны исключительно наушники.
Аккумулятор
Выбор аккумулятора определяется размерами, весом, требуемым напряжением питания модуля (3.3-4.2V) и пожеланиями к продолжительности автономной работы.
Если использовать уже распаянный модуль (как упоминалось выше), то возможно питание и от больших напряжений (до 12V, зависимо от вариации платы), поскольку на таких платах обычно находится микросхема-стабилизатор, выдающая на выходе те же 3.6 или 3.3V.
Для использования отлично подходят литий-полимерные аккумуляторы (Li-Po) с напряжением 3.7V.
Но автора и они не устроили. Не хотелось устанавливать аккумулятор внутри устройства, а для наружной установки форма Li-Po батарей показалась хуже. Есть смысл ставить аккумулятор внутрь устройства, если планируется делать встроенную подзарядку, то есть без использования внешних зарядных устройств.
В итоге понравилась идея "добавить себе в наушники немного Теслы". И выбор пал на аккумуляторы типа 18650, которые используются в электромобилях, в батареях ноутбуков, фонарях да и много где еще. Являются литий-ионными по технологии, а так же обладают большой емкостью (кроме дешевых моделей сомнительных производителей).
Их недостаток – это снова же размер и форма, заставившие хорошо подумать куда же их девать чтобы не мешали. Но в любом случае, 18650 были приняты как окончательный вариант, а их внешний вид был пафосно оценен как "более киберпанковский".
На деле нет принципиальной разницы какой тип аккумуляторов использовать. И те и другие в данном случае (из-за малой нагрузки от модуля по току) достаточно безопасны чтобы носить их при себе, и способны выдать нужные характеристики, так что выбор отчасти субъективный.
Прочее
Тонкие провода (автор использовал выдранные с какой-то электроники, и парочку более мощных, выдранных со старого компьютерного блока питания).
Микропереключатель типа On/Off (для включения/выключения собственно модуля)
Тактовые кнопки SMD (со старого mp3-плеера удалось достать хорошие экземпляры)
Шлейф для кнопок (отрезан кусочек старого IDE-шлейфа. можно и проводами обойтись)
Отсек для 18650 аккумуляторов (одиночный)
Зарядное устройство для 18650 аккумуляторов (подойдет и простейшая схемка контроля заряда, и что-то навороченное)
Реализация
И вот когда все элементы были заказаны/выдраны откуда можно, пришло время самого интересного.
Схему подключения чистого модуля приводить не стану, так как не использовалась в этой всей истории по вышеописанным причинам. Поэтому сразу перейдем к варианту с "полуфабрикатом".
Само подключение получилось примерно по принципу "ломать – не строить".
Вид платы спереди мало интересен, так как там ломать особо нечего. Примененная мной вариация платы, имеет следующий вид с обратной стороны:
С интересующих нас элементов, здесь присутствуют 2 микросхемы аудиоусилителя (подсвечены красным), обвязка этих микросхем, состоящая из SMD-резисторов (желтая подсветка) и конденсаторов (синяя). А так же микросхема-стабилизатор входного напряжения (белая).
Не стоит пытаться подключать подобные платы с усилителями напрямую к наушникам, 5-ваттные усилители вполне могут их поджарить. Сначала нужно заняться другой деструктивной деятельностью.
Суть переделки состоит в том, чтобы исключить микросхемы усилителей, тем самым подключив выводы LP, LN, RP, RN напрямую к соответствующим выводам CSR8645.
Для этого, нужно выпаять все указанные элементы (кроме белого стабилизатора питания, о нем ниже), и установить вместо них проволочные перемычки, как показано на этой схеме:
При этом желательно ничего лишнего не замкнуть на плате (это возможно в местах где находились выпаянные элементы, если перемычки не изолированные).
Все, после таких нехитрых манипуляций, к плате можно безопасно подключать наушники.
По желанию, можно так же избавиться от микросхемы-стабилизатора питания, помеченной белым. Потребление энергии данной микросхемой очень несущественное, но в целях оптимизации, можно и его исключить. Как показывает опыт, модуль отлично питается напрямую напряжением до 4.2V.
Дальнейшие шаги выглядели вот так (схема в которой отсутствует микрофон и используются 3 кнопки управления из 5 возможных):
Итоговая псевдо-схема
К сожалению фото изнутри приложить нет возможности, пришлось бы все разбирать ради этого.
Выводы LP, LN – контакты для левого динамика. RP, RN для правого соответственно.
Активация кнопок происходит замыканием контакта COM на нужный вывод. В данном случае на плате уже установлены резисторы, поэтому никаких дополнительных элементов для работы кнопок не требуется (в отличие от использования чистого модуля).
Для уменьшения количества проводов и упрощения, можно обойтись и вовсе без кнопок, но рекомендую по крайней мере одну подключить (вывод PLY, отвечающий за команду Play/Pause удаленного управления), так как на ней завязаны некоторые сервисные функции, вроде перезапуска сопряжения. Хотя и они не обязательны и все будет работать и так (устройство автоматически сопрягается каждый раз при включении).
Результат
В результате, получились довольно монструозные наушники, которые тем не менее, вполне радуют при домашнем использовании и покрывают все перечисленные (и некоторые не перечисленные) требования к ним.
Предисловие: девайс с Bluetooth-передатчиком не означает, что устройство можно использовать в качестве источника звука для беспроводной аудиоаппаратуры. Не каждый Bluetooth позволит слушать стерео даже на достаточном уровне без искажений.
Старые версии Bluetooth не подойдут для прослушивания файлов с высоким битрейтом и в lossless-форматах. В современных девайсах часто можно встретить поддержку Bluetooth 3.0 или 4.0, изредка - 4.1. При этом может оказаться, что приобретаемая гарнитура поддерживает подключение только по протоколу версии 2.1. При том, что для воспроизведения аудио-видеопотока рекомендуется использовать версию Bluetooth не ниже 3.0 – причина кроется в скорости обменна данных.
Существуют такие профили Bluetooth:
HSP - обеспечивает беспроводую передачу монозвука с битрейтом 64 кбит/с.
HFP - обеспечивает только передачу моно, однако с более высоким качеством.
A2DP необходим для передачи двухканального аудиопотока - стерео.
AVRCP обеспечивает управление функциями воспроизводящих устройств (без него невозможно даже изменение громкости музыки).
Для полноценного прослушивания музыки необходим A2DP.
Кодеки Bluetooth
Subband Coding (SBC) – все частоты выше 14кГц будут срезаны.
Advanced Audio Coding (AAC) - звучит значительно лучше SBC, даже лучше МР3, но не идеально.
AptX – возможности передавать файлы в MP3 и AAC без дополнительных манипуляций и перекодирования, а потому и без ухудшения качества. Расширяет частотный диапазон от 10Гц до 22Кгц – является самым идеальным выбором для меломана на сегодняшний день.
Кодек ArtX создала компания CSR – именно та компания, о продукте которой сегодня пойдет речь.
Почему именно CSR? Давайте посмотрим, какие есть известные аналоги:
Самым дешевым полноценным с точки зрения Bluetooth-модулем – является микросборка BK8000L.
Цена в сравнении с CSR8630 в полтора раза меньше. Как думаете, на чем сэкономили? Конечно же на качестве звука.
Модуль обладает Bluetooth 3.0, использует кодек SBC – и этим все сказано.
Еще один аналог, очень распространенная схема среди радиолюбителей, родной брат CSR8630, модуль – OVC3860.
Цена немного выше. И сходства не только внешние, но и технически они почти аналогичны.
Но стоит отметить, что не смотря на Bluetooth 3.0 и кодирование все тем же SBC, качество звука заметно лучше. Это достигается за счет дополнительного усиления на низких частотах и искажения на высоких, таким образом, чтобы звук получался "красивым, объемным" для пользователя. Еще в ней очень удобные и понятные встроенные звуки индикации. А так же много форумов и вариантов монтажа принципиальных схем доступных каждому. И на этом все плюсы заканчиваются.
Я плавно подхожу к CSR8635, тут уже можно говорить о качестве полноценного звука с кодеком AptX.
.JPG)
Но и здесь есть подводные камни – не на всех сборках с этой микросхемой имеется антена, а прицепить кусок проволки неочевидный выход. Нужно припаивать генератор сигнала, развязку для антенны. Так что, даже, если все это удастся проделать – размер ручной распайки будет внушительным и точно не влезет в портативное устройство. Конечно можно это все и не делать, но тогда дальность действия этого модуля составит 10-15 см.
Те же проблемы с модулем BTM835B на микросхеме CSR8635 – нет антенны.
Полноценными и самыми практичными модулями существующие сегодня, являются сборки с антенной CSR8645 и CSR8635.
Неспроста в этой статье они тоже стоят рядом. Ведь по свойствам они абсолютно аналогичные.
Идеальный звук, отсутствие наводок, используют кодек AptX, блютуз 4.0 – разница в цене!
CSR8645 стоит, примерно на четверть дороже чем CSR8635. Цена выше за счет того, что микросборка больше распиарена и проще найти реальные даташиты и видеоуроки по сборке устройств на ее основе.
Вот почему эта статья советует Вам выбирать именно о CSR8635 — компромисс цены и качества.
Чип работает с Bluetooth профилями: A2DP v1.2, AVRCP v1.4, HFP v1.6, HSP v1.2 и DI v1.3
Использует кодеки: SBC, MP3, AAC, AptX - зависит от отправляющего устройства.
Работает со всеми версиями Bluetooth имеющими профили аудио.
Напряжение питания: 3,3 - 3,7 В - самый низкий уровень срабатывания сигнала о разряде батареи среди аналогов.
Нагрузка встроенного усилителя мощности: от 16 до 32 Ом – означает, что будет воспроизводится безупречное качество звука без искажений на всех возможных типах динамиков наушников.
Размеры модуля рекордно малы:
Теперь, когда я Вас убедил, на сколько это правильный выбор, предлагаю приступить к монтажу.
Настоящую принципиальную схему к модулю мне так и не удалось найти. Вернее существовал на момент моего знакомства с CSR8630 даташит, все описание, но оно касается самого чипа, а не всего модуля в общем. Все, что я имел, из реальных схем – это вот это:
Да, догадываться можно долго. А экспериментировать быстрее. Так я и сжег свой первый модуль. Стыдно писать здесь, в чем именно была моя ошибка. Но не все напрасно - его гибель дала мне некие догадки по принципиальной схеме. Первая принципиальная схема была не вполне верна и я сжег выходящий каскад антенны еще одного модуля. Не буду показывать принципиальных схем с ошибками, а сразу выложу Вам верный вариант:
Эта принципиальная схема самый простой в монтаже вариант. Ее можно исполнить без кнопок управления. Но обязательными являются светодиоды индикации (как нагрузка) и переключатель S1.
Дело в том, что если подать питание на выводы 27 (плюс) и 26 (минус) – ничего не произойдет. Схема защищает себя и не включится без команды лишь от подачи питания. Схема (заведется) только когда с питанием на 27 и 26 выводе замкнуть 30 (MFB) вывод с 27(VBAT). Причем если замкнуть и сразу разомкнуть 30 и 27 – схема включится, но не будут работать кнопки управления громкостью, переключения треков и паузы. Для этого переключатель S1 должен быть фиксированным! Именно переключателем, а не тактовой кнопкой. При размыкании S1 (после загрузки модуля) схема выключается, сохраняя за пол секунды все настройки: положение громкости, адрес последнего устройства с которым была связана и т.д.
И еще дам парочку технических советов:
1. Если сигнальные светодиоды разные, желательно использовать на каждый отдельный резистор, хотя, по факту, это ни на что не влияет.
2. Чем выше сопротивление резистора R1, тем тусклее светят диоды и тем меньше лишней энергии потребляет модуль.
3. Если Вы планируете делать звуковой усилитель к этому модулю, стоит обратить внимание на то, что у модуля нет общего аудио вывода и Вам необходимо проиграться с развязкой на выходе. Нельзя замыкать аудио выводы, делая один общий – это приведет к сгоранию усилителя модуля.
Так же нельзя использовать общую землю конечного усилителя и Bluetooth-модуля, причем не только конкретно этого, а и всех модулей рассмотренных в этой статье - это тоже приведет к сгоранию усилителя модуля. Причина - земля аудио в таких модулях ВСЕГДА делается искусственной(подвешенной). Страхуйтесь резисторами и фильтрами – конденсаторами, если все-таки делаете усилитель к модулю наугад, а лучше используйте оптическую развязку на аудио.
4. Для пайки к выводам аудио-модуля используйте тонкие проводки – это предотвратит их отрыв. Выводы очень маленькие, и если выломать один такой – найти его на платке будет сложно, в некоторых случаях вообще технически невозможно.
5. Более подробную и дополнительную информацию с примерами, можно найти в моем видео.
Обзор Bluetooth ресивера от фирмы BlitzWolf и опыт использования в армии.
Для радио любителей и просто интересующихся электроникой в обзоре присутствует расчлененка. (Много фото, следите за трафиком!)
Упаковка и доставка
Посылка пришла за 7 дней с момента определения трекинг номера в обычном черном пакете. Коробка не повреждена, чему приятно удивлен.
Bluetooth ресивер спрятан в картонную коробку с минимальным количеством обозначений (сверху напечатана модель и сбоку приклеен штрих код)
В коробке помимо ресивера присутствовало:
— Буклетик с QR кодом, который переносит на официальный сайт BlitzWolf.
— Инструкция на английском языке
— Переходник (металлический) 3.5 на 3.5 Jack (5 см)
— Провод питания Usb на Micro Usb (83 см)
— Провод 3.5 на 3.5 Jack (120 см)
Внешний Вид
Характеристики заявленные на сайте:
По факту:
Размер корпуса — 53х29х9 мм.
Вес — 12 грамм.
Разборка
Корпус пластиковый — 3-х составной
После снятия защитной пленочки, было замечено очень много мелких царапин и «паутинку» на краске.
Что бы добраться до платы нужно разобрать корпус на защелках. Черные вставки из тонкого пластика и аккуратная разборка без повреждений довольно сложна.
Маска на плате хорошая. Качество пайки элементов на твердую 4. Следов флюса не обнаружил.
На плате присутствуют 3 микросхемы:
1. Bluetooth модуль
2. 2-Wire Serial EEPROM 24C64C
3. Усилитель SGM 4812
Магнитола Prology DVD-520R с колонками S-30
950 рублей мы получаем неоправданно дорогой Bluetooth ресивер, в котором основную часть суммы платим за марку. Качество звука, микрофона и дальность действия приятно удивило.
Из минусов отмечу:
— Мелкие царапины на корпусе
— Цена
Купил Bluetooth Модуль CSR8635
Хочу засунуть его в старые проводные наушники, а может и в старенький усилок для компьютерных колонок, чтоб избавиться от проводов.
Подал на VBAT 3.3v и минус на GND
Вроде еще для включения платки надо, что-то делать с POWER_EN, вот только так и не понял чего. В общем не видится bluetooth.
Подскажите что делаю не так?
Вот есть подробная схемка:
надеюсь больше народу подтянется для изучения сего модуля ,я не много начал изучать возможность смены конфигурации ведь многое так неудобно сделано особенно задержка включения.Надо научится его затачивать под себя, в модуле много полезных функций. Если у когонибудь есть какаенибудь информация делитесь ей.
Мне наши братья скинули инструкцию. Ребята разжуйте как ее подключить пожалуйста, купить купил а подключить не смог((
Добавлено (15.05.2017, 14:34)
---------------------------------------------
все подключил , качество звука хорошее , но жутко фонит когда громкость ниже среднего((
zladeivkov,
если не секрет, а зачем плата с кучей элементов, на которой сам модуль стоит? Нельзя напрямую к модулю подключиться?
Читайте также: