Контроллер аудио мультирума MR-01

в 4:29, , рубрики: MR-01, Блог компании АйТи-Хоум, Железо, контроллер умного дома, мультирум, умный дом

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.

Контроллер аудио мультирума MR-01 - 1

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:
Контроллер аудио мультирума MR-01 - 2

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:
Контроллер аудио мультирума MR-01 - 3

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):
Контроллер аудио мультирума MR-01 - 4 Контроллер аудио мультирума MR-01 - 5

Контроллер аудио мультирума MR-01 - 6 Контроллер аудио мультирума MR-01 - 7

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:
Контроллер аудио мультирума MR-01 - 8

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.

Контроллер аудио мультирума MR-01 - 9

Контроллер аудио мультирума MR-01 - 10

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)
Контроллер аудио мультирума MR-01 - 11

Контроллер аудио мультирума MR-01 - 12

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):

Контроллер аудио мультирума MR-01 - 13 Контроллер аудио мультирума MR-01 - 14

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!

В следующих статьях я расскажу о наших устройствах для:

  • Сбора информации от датчиков движения.
  • Управления электрическим тёплым полом.
  • Управления освещением лестницы.

Автор: АйТи-Хоум

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля