مضاعف صوتي بمنفذ USB

مضاعف صوتي بمنفذ USB

خلال هذا المقال ستسطيع صنع هذه البطاقة المتطورة بنفسك وقد تتمكن من تطويرها والمتاجرة بها إيضا إذا أحببت.


لا بد من قراءته

من فضلك اضطلع على المقالات الثلاث التالية ولو بنظرة خاطفة إذ أنها مهمة في تحويل الدارات الكهربائية إلى بطاقات إليكترونية بمهنية عالية وبصنع يدك فقط:

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 1

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 2

اصنعها إليكترونيا – تحويل الدارات إلى بطاقات إليكترونية


مواصفات البطاقة

لها مدخل واحد فقط.

1 Input

مخرجين.

2 Outputs (or the other way around)

موصلات صوتية عادية 3.5 ملم.

Standard 3.5mm audio connectors

بنيت على FT232R (لها برامج مشغلة على الويندوز والماكينتوش واللينكس)

Built upon FT232R (has drivers for Windows, MacOS and Linux)

يمكن التحكم بها من أي برنامج طرفي متتالي

Easy to control from any serial terminal program

تستهلك فقط حوالي 15 ميليأمبير

Consumes only about 15mA

المرجع الأرضي للبطاقة معزول تماما

Completely isolated analog ground


ملفات البطاقة

قم بتحميل الملفات التالية التي ستحتاجها لصنع البطاقة من ألفها إلى ياءها:

الدارة الكهربائية

ملفات Eagle لتصميم البطاقة + قائمة الأجزاء الرئيسية

ATtiny13A شيفرة (Sources + HEX files)

 

الملفات التالي فقط لزيادة المعلومات ولا تحتاجها لصنع هذه البطاقة:

FT232R ورقة المعلومات عن

ATtiny13A ورقة المعلومات عن


الأجزاء الرئيسية

القيمة

الصيغة

الرمز في الدارة الكهربائية

الكمية

العربية
إنجليزية
فرنسية

 

F1206

FB1

1

الخرزة

 

USB-MB-S

X1

1

مدخل USB
USB Port

0.01

C1206

C7

1

مكثف

Capacitor

Condensateur

0.1

C1206

C1, C3, C8

3

2.2

C1206

C4, C5, C6

3

22uF

C1206

C2

1

4k7

R1206

R4, R5

2

مقاومة

Resistor

Resistance

10k

R1206

R1, R6

2

220

R1206

R3

1

ATTINY13A

ATMEL-ATTINY13-SO08W

IC1

1

متحكم

Microcontroler

Microcontroleur

AVR-ISP-CN-6PIN

AVR-ISP-CN-6PIN

ISP1

1

رأس ISP

CON-JACK3.5MM-01

CON-JACK3.5MM-01

CN1, CN2, CN3

3

موصل jack

connecteur jack

FT232RL

FT232RL

IC2

1

واجهة usb uart

usb uart interface

LL4148

DIODE-SOD80

D1

1

صمام ثنائي

diode

TQ2-5V

RELAY-TQ2-XX-DIL

 

1

مرحل

realy

relais

 


الدارة الكهربائية

ارجع لقسم الملفات إذا كنتر تريد أن ترى الدارة الكهربائية بشكل أوضح.

تم تصميم هذه الدارة الكهربائية بحيث تكون أرضية الصوت منفصلة تماما عن الأرضية الرقمية. هذا سيعمل على تقليل التشويشات والخرخشات الصوتية الناتجة بفعل التيار الكهربائي.

 

الدارة الكهربائية لهذه البطاقة مصممة بطريقة منفصلة بحيث تكون لنا العلاقة التالية بين أجزائها:

USB<—>FT232R<—>ATtiny13A<—>Relay

 

1- بالنسبة للمرحل (Relay) فليس متصلا بمربط الميكروكنترولور مباشرة، لكن بينهما المقاومة R3 والمكثف C2. تمت إضافة ليقوم بترحيل استهلاك الطاقة من 28 ميليأمبير إلى 12 ميليأمبير. قد تكون هذه الطريقة حسنة عندما تكون البطاقة بينها وبين الحاسوب وحدات اتصال (usb-hub) حيث أن شدة تيار صغير كـ 15 ميليأمبير يمكن أن تلعب فرقا في جودة تضخيم الصوت.

 

2- المربط PB3 للميكروكنترولور موصل بالمربط CBUS3 للمركب FT232R مع إدماج مقاومة السحب (تعرف باسم pull-up resistor و resitance de tirage) قيمتها 10 كيلوأوم. يستعمل هذا الإتصال بتكون للحفاظ على الطاقة أو يمكن استعماله من أجل توفير ساعة مؤقتة للميكروكنترولور Atmega13A. يمكن تغيير دوال المرابط CBUS للمركب FT232R باستعمال البرنامج FT_Prog الذي يمكن تحميله من الموقع www.ftdichip.com.

 

3- الخرزة FB1 المصنوعة من مادة الفيريت (Ferrite) والتي تجدها بعد المنفذ USB تستعمل من أجل التقليل من الخرخشات الصوتية القادمة من المركب الإليكتروني FT232R. يمكنك أن تجد تفاصيل عن هذه المسألة في ورقة المعلومات الخاصة بـ FT232R (انظر ملفا البطاقة).

 


التصميم

بالإعتماد على المقال الثاني في لا بد من قرائته يمكنك انجاز البطاقة الإليكترونية بسهولة.

 

قم بتحميلها في ما ذكرناه في فقرة "ملفات البطاقة".


تركيب

إذ لم تستطع إيجاد نفس المرحل (Relay) الذي استعملت لصنع هذه البطاقة فيمكنك إذن استعمال أي DPDT ذي التيار المستمر 5 فولط الذي لا يتجاوز التيار القصور لمربط المتحكم ATtiny13.

 

وستحتاج لتغيير قيمتي المقاومة R3 و سعة المكثف C2.

 

تم تصميم هذه البطاقة على وجهين لكن يمكنك تغيير ذلك عن طريق تعديل ملفات البطاقة باستعمال برنامج Eagle لتصميم البطاقات الإليكترونية.

 

 


برمجة واختيار المتحكم

بالنسبة لهذه المهمة فقد كنت بحثت عن متحكم Atmel رخيص بقليل من المرابط وبالميزة UART. لكن أصغر وأرخص واحد وجدته هو المتحكم PIC16F688T  من شركة Microchip. وأعتقد أن متحكما بـ 14 مربطا فوق الكفاية لصنع مثل هذه البطاقة وبالتالي فقد وقع اختياري على المتحكم ATtiny13A.

 

بالنسبة لبرمجة المتحكم فستحتاج لتغيير معايير الفيوز (Fuses) من أجل الحصول على تردد 4.8MHz للمتذبذب الداخلي للمتحكم. قم بتحميل الشيفرة من ملفات البطاقة أعلاه ثم قم بتحويلها إلى المتحكم.

 


مشاكل المعايرة

المشكل الوحيد الذي واجهته مع هذه البطاقة هو مسألة ضبط المتذبذب الداخلي للمتحكم ATtiny13. يعتبر البرتوكول UART جد حساس للتغيرات الترددية في المتذبذب. المتذبذب الداخلي لهذا المتحكم تمت معايرته تحت جهد كهربائي 3 فولط وردجة حرارة عادية 25 درجة سيليسوز. لكن، في هذه البطاقة فإن هذا المتحكم تتم تغذيته مباشرة من المنفذ USB بتيار جهده 5 فولط. وبسبب هذا فإنه من الممكن الا تشتغل البطاقة لك ولو كنت قد قمت بتحويل الشيفرة البرمجية السابقة ألى قلب المتحكم ATtiny13. قد تحتاج حينئذ إلى التقريص قليلا في عدد دورات المؤقت (number of timer cycles) في الشيفرة نفسها قبل أن تحولها إلى المتحكم. ستجد بعض التعليقات باللغة الإنجليزية في الشيفرة لمساعدتك على ضبط ومعايرة هذه البطاقة.

 

ولتتغلب على هذا الأمر يمكنك محاولة تعديل المربط CBUS3 للمركب الإليكتروني FT232R كمنبع للساعة من أجل المتحكم ATtiny13، هذا مع افتراض أن المتذبذب الداخلي للمركب FT232R أكثر دقة من مثيله داخل المتحكم ATtiny13. أو ضع متذبذبا كريستاليا من أجل المركب FT232R وأبق على استعمال المربط CBUS3 كمنبع للساعة للمتحكم ATtiny13، وهذه الطريقة ستكون هي الحل المثالي لمشكلة المعايرة.

 


استعمال

قم بإيصال هذه البطاقة بالحاسوب وسيحددها نظام ويندوز على أنها موصولة بمنفذ وهمي وهو أحد المنافذ COM أما في النظام اللينكس فسيتم تحديدها على الشكل  /dev/ttyUSBx. ومن ثم يمكنك استعمال أي واجهة نهائية (محاكي طرفي أو Terminal interfacel) من أجل إيصالها بالمنفذ الوهمي الافتراضي من أجل

التحكم بها باستعمال 3 حروف فقط.

 

قمت باستعمال البرنامج  Terminal v1.9bوهو برنامج طرفي مجاني يستخدم مع انظمة الويندوز. الأوامر التي يمكنك استعمالها للتحكم بهذه البطاقة هي كالتالي:

* الحرف a من أجل اختيار القناة A.

* الحرف b من أجل اختيار القناة B.

* الحرف t من أجل التبديل بين القناتين.

 

والصورة التالية تبين لك كيفية الإستعمال ومثالا عند اختيار القنوات.

فمثلا عند إرسال الأمر b فسيظهر لك على البرنامج الطرفي الرمز CH B. وإذا أرسلت أمرا لا ينتمي للثلاثة حروف التي ذكرناها فإن الذي سيظهر لك على البرنامج الطرفي هو الكلمة Unknown التي تعني غير معروف.

 


تأليف

تأليف: Phil
البريد الإليكترونيphil at jumperone dot com(عوض at بـ @ و dot بنقطة . وأزل الفراغات)
ترجمة بتصرف: محمد السهلي 


المراجع

http://jumperone.com/2011/12/usb-audio-multiplexer/


 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top