Circuito de controle de volume de áudio digital usando pt2258 ic e arduino

O potenciômetro é um dispositivo mecânico através do qual se pode ajustar a resistência de acordo com o valor desejado, alterando assim a corrente que passa por ele. Existem muitas aplicações para um potenciômetro, mas principalmente um potenciômetro é usado como um controlador de volume para amplificadores de áudio.

Um potenciômetro não controla o ganho do sinal, mas forma um divisor de tensão e é por isso que o sinal de entrada fica atenuado. Portanto, neste projeto, vou mostrar a você como construir seu controlador de volume digital com o IC PT2258 e fazer a interface com um Arduino para controlar o volume de um circuito amplificador. Você também pode verificar vários circuitos relacionados ao áudio aqui, incluindo medidor VU, circuito de controle de tom, etc.

IC PT2258

Como mencionei anteriormente, o PT2258 é um IC feito para ser usado como um controlador de volume eletrônico de 6 canais , esse IC usa a tecnologia CMOS especialmente projetada para aplicações de áudio e vídeo multicanal.

Este IC fornece uma interface de controle I2C com uma faixa de atenuação de 0 a -79dB a 1dB / etapa e vem em um pacote DIP ou SOP de 20 pinos.

Alguns dos recursos básicos incluem,

• 6 canais de entrada e saída (para sistemas de áudio doméstico 5.1)
• Endereço I2C selecionável (para aplicação em cadeia)
• Separação de canal alto (para aplicação de baixo ruído)
• Razão S / N de> 100dB
• A tensão operacional é de 5 a 9V

Como funciona o IC PT2258

Este IC transmite e recebe dados do microcontrolador via linhas SCL e SDA. O SDA e o SCL constituem a interface do barramento. Essas linhas devem ser puxadas para cima por dois resistores de 4,7 K para garantir uma operação estável.

Antes de irmos para a operação real do hardware, aqui está a descrição funcional detalhada do IC. se você não quiser saber tudo isso, pode pular esta parte porque toda a parte funcional é gerenciada pela biblioteca do Arduino.

Data de validade

• Os dados da linha SDA são considerados estáveis ​​quando o sinal SCL é ALTO.
• Os estados HIGH e LOW da linha SDA mudam apenas quando o SCL está LOW.

Iniciar e parar condição

Uma condição inicial é ativada quando

1. o SCL é definido como HIGH e
2. SDA muda de estado HIGH para LOW.

A condição de parada é ativada quando

1. SCL é definido como HIGH e
2. SDA muda do estado LOW para HIGH

Nota! Esta informação é muito útil para depurar os sinais.

Formato de dados

Cada byte transmitido para a linha SDA consiste em 8 bits, que formam um byte. Cada byte deve ser seguido por um bit de reconhecimento.

Reconhecimento

O reconhecimento garante uma operação estável e adequada. Durante o pulso de reconhecimento do clock, o microcontrolador puxa o pino SDA para ALTO, neste exato momento em que o dispositivo periférico (processador de áudio) puxa para baixo (BAIXO) a linha SDA.

O dispositivo periférico (PT2258) agora está endereçado e deve gerar um reconhecimento após receber um byte, caso contrário, a linha SDA permanecerá em nível alto durante o nono (9º) pulso de relógio. Se isso acontecer, o transmissor mestre gerará informações de STOP para abortar a transferência.

Isso elimina a necessidade de haver uma transferência de dados válida.

Seleção de Endereço

O endereço I2C deste IC depende do estado do CODE1 (Pino No.17) e CODE2 (Pino No.4).

CÓDIGO1 (PIN No. 17)	CÓDIGO 2 (PIN No. 4)	HEX ADDRESS
0	0	0X80
0	1	0X84
1	0	0X88
1	1	0X8C

Logic High = 1

Lógica baixa = 0

Protocolo de Interface

O protocolo de interface consiste no seguinte:

• Um pouco de começo
• Um Byte de Endereço de Chip
• ACK = bit de reconhecimento
• Um byte de dados
• Um pouco de parada

Um pouco de arrumação

Depois que o IC é ligado, ele precisa esperar pelo menos 200ms antes de transmitir o primeiro bit de dados, caso contrário, a transferência de dados pode falhar.

Após o retardo, a primeira coisa a fazer é limpar o registro enviando “0XC0” vi a linha I2C, isso garante o correto funcionamento.

A etapa acima limpa todo o registro, agora precisamos definir um valor para o registro, caso contrário, o registro armazena o valor lixo e obtemos uma saída sardenta.

Para garantir ajustes de volume adequados, é necessário enviar um múltiplo de 10dB seguido por um código de 1dB para o atenuador em sequência, caso contrário, o IC pode se comportar de forma anormal. O diagrama abaixo o esclarece mais.

Ambos os métodos acima funcionarão corretamente.

Para garantir a operação adequada, certifique-se de que a velocidade de transferência de dados I2C nunca exceda 100 KHz.

É assim que você pode transmitir um byte para o IC e atenuar o sinal de entrada. A seção acima é para aprender como o IC funciona, mas como eu disse antes, vamos usar uma biblioteca Arduino para nos comunicarmos com o IC que gerencia todo o código rígido e só precisamos fazer algumas chamadas de função.

Todas as informações acima são retiradas da folha de dados, consulte-a para obter mais informações.

O Esquemático

A imagem acima mostra o esquema de teste do Circuito de Controle de Volume baseado em PT2258. É retirado da folha de dados e modificado de acordo com a necessidade.

Para a demonstração, o circuito é construído em uma placa de ensaio sem solda com a ajuda do esquema mostrado acima.

Nota! Todos os componentes são colocados o mais próximo possível para reduzir a indutância e a resistência da capacitância parasita.

Componentes necessários

1. PT2258 IC - 1
2. Arduino Nano Controller - 1
3. Breadboard genérico - 1
4. Terminal de parafuso 5 mm x 3 - 1
5. Botão de pressão - 1
6. Resistor de 4,7 K, 5% - 2
7. Resistor 150K, 5% - 4
8. Resistor de 10k, 5% - 2
9. Capacitor 10uF - 6
10. Capacitor 0,1uF - 1
11. Jumper Wires - 10

Código Arduino

Para simplificar, vou usar uma biblioteca PT2258 do GitHub, que é feita pela sunrutcon.

Esta é uma biblioteca muito bem escrita, por isso decidi usá-la, mas como é muito antiga, está um pouco cheia de erros e precisamos consertá-la antes de podermos usá-la.

Primeiro, baixe e extraia a biblioteca do repositório GitHub.

Você obterá os dois arquivos acima após a extração.

#include #include #incluir

Em seguida, abra o arquivo PT2258.cpp com seu Editor de Texto favorito, estou usando o Notepad ++.

Você pode ver que o “w” da biblioteca de fios está em letras minúsculas, o que é incompatível com as versões mais recentes do Arduino, e você precisa substituí-lo por um “W” maiúsculo, é isso.

O código completo para o Controlador de Volume PT2258 pode ser encontrado no final desta seção. Aqui são explicadas partes importantes do programa.

Começamos o código incluindo todos os arquivos de bibliotecas necessários. A biblioteca Wire é usada para comunicação entre o Arduino e o PT2258. A biblioteca PT2258 contém todas as informações críticas de tempo I2C e confirmações. A biblioteca ezButton é usada para fazer interface com os botões de ação .

Em vez de usar as imagens de código abaixo, copie todas as instâncias de código do arquivo de código e torne-as formatadas como costumávamos fazer em outros projetos

#incluir #incluir #incluir

Em seguida, faça os objetos para os dois botões e a própria biblioteca PT2258.

PT2258 pt2258; ezButton button_1 (2); ezButton button_2 (4);

Em seguida, defina o nível de volume. Este é o nível de volume padrão com o qual este IC começará.

Volume Int = 40;

Em seguida, inicie o UART e defina a frequência do clock para o barramento I2C.

Serial.begin (9600); Wire.setClock (100000);

É muito importante ajustar o clock I2C, caso contrário, o IC não funcionará porque a frequência máxima de clock suportada por este IC é 100KHz.

Em seguida, fazemos uma pequena manutenção com uma instrução if else para garantir que o IC esteja se comunicando corretamente com o barramento I2C.

If (! Pt2258.init ()) Serial.printIn (“PT2258 iniciado com sucesso”); Else Serial.printIn (“Falha ao iniciar PT2258”);

A seguir, definimos o atraso de debounce para os botões.

Button_1.setDebounceTime (50); Button_2.setDebounceTime (50);

Finalmente, inicie o IC PT2258 configurando-o com o volume do canal padrão e o número do Pin.

/ * Iniciando PT com volume padrão e Pin * / Pt2258.setChannelVolume (volume, 4); Pt2258.setChannelVolume (volume, 5);

Isso marca o fim da seção Void Setup () .

Na seção Loop , precisamos chamar a função de loop da classe de botão; é uma norma de biblioteca.

Button_1.loop (); // Normas da biblioteca Button_2.loop (); // Normas da biblioteca

A seção abaixo se destina a diminuir o volume.

/ * se o botão 1 for pressionado se a condição for verdadeira * / If (button_1.ispressed ()) {Volume ++; // Incrementando o contador de volume. // Esta instrução if garante que o volume não ultrapasse 79 If (volume> = 79) {Volume = 79; } Serial.print (“volume:“); // imprimindo o nível de volume Serial.printIn (volume); / * definir o volume para o canal 4 que está no PIN 9 do IC PT2558 * / Pt2558.setChannelVolume (volume, 4); / * definir o volume para o canal 5, que é o PIN 10 do IC PT2558 * / Pt2558.setChannelVolume (volume, 5); }

A seção abaixo se destina a aumentar o volume.

// O mesmo acontece com o botão 2 If (button_2.isPressed ()) {Volume--; // esta instrução if garante que o nível de volume não vai abaixo de zero. Se (volume <= 0) Volume = 0; Serial.print (“volume:“); Serial.printIn (volume); Pt2258.setChannelVolume (volume, 4); Pt2558.setChannelVolume (volume, 5); }

Testando o circuito de controle de volume de áudio digital

Para testar o circuito, o seguinte aparelho foi usado

1. Um transformador que tem um Tap 13-0-13
2. 2 Alto-falante de 4Ω 20W como uma carga.
3. Fonte de áudio (telefone)

Em um artigo anterior, mostrei como fazer um amplificador de áudio simples de 2x32 watts com IC TDA2050, vou usá-lo também para esta demonstração.

Desordenei o potenciômetro mecânico e encurtei dois fios com dois pequenos cabos de ligação.

Agora, com a ajuda de dois botões, o volume do amplificador pode ser controlado.

Aprimoramento adicional

O circuito pode ser modificado para melhorar seu desempenho. Melhorias como o circuito podem ser feitas em um PCB para eliminar ainda mais o ruído gerado pela seção digital do IC. Também podemos adicionar um filtro adicional para rejeitar ruídos de alta frequência. Além disso, verifique outros circuitos de amplificador de áudio e outros projetos relacionados a áudio.

Espero que tenha gostado deste artigo e aprendido algo novo com ele. Se você tiver alguma dúvida, pode perguntar nos comentários abaixo ou pode usar nossos fóruns para uma discussão detalhada.