Módulo de gateway Bluetooth para rádios de 2 vias: 3 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Adaptador de gateway Bluetooth para rádios bidirecionais

Sempre quis ter um fone de ouvido sem fio para usar com seu equipamento de radioamador? Isso pode ser realizado muito bem com um fone de ouvido Bluetooth com um microfone decente e um rádio compatível com Bluetooth. Existem rádios mais novos que têm um recurso Bluetooth integrado, mas colocar esse recurso em equipamentos que não o têm integrado é um pouco desafiador. Não há dispositivos de gateway prontamente disponíveis que funcionem como uma base Bluetooth para conexão. Há cerca de um ano, comecei a pesquisar isso e encontrei um módulo de gateway Bluetooth que estava disponível na KC Wirefree (https://www.kcwirefree.com/audio.html). Decidi usar o Módulo KC-6112 BlueAudio para construir este projeto, com base nas informações postadas em seu site. Consegui fazer o bread-board do projeto usando a placa de breakout BOB-6112 que eles oferecem e construir uma prova de conceito.

Como funciona

A saída de áudio do KC-6112 vai para a entrada MIC do seu rádio. A saída deste módulo é ajustável, mas eu ainda coloquei um divisor de tensão que dá cerca de 15dB de atenuação. O controle de saída gerencia o resto. Eu adicionei um estágio de buffer para isolar o módulo, mas descobri que não era necessário. (Eu mostro um jumper para percorrer o buffer no esquema).

A entrada de áudio para o módulo vem da saída do alto-falante do rádio. Achei 3dB de atenuação adequado para esta entrada, já que normalmente você pode definir o volume vindo do rádio. O módulo também possui um ajuste para o nível de entrada e você normalmente pode controlar o volume do rádio para dar um bom nível ao fone de ouvido que você usa.

Eu mostro a entrada de áudio como uma entrada estéreo no esquema. Isso permite que este módulo seja usado como uma fonte estéreo se você quiser usá-lo para uma fonte Bluetooth para música. (Isso requer uma carga de software diferente). Você realmente só precisa preencher a entrada do canal esquerdo para este aplicativo.

Um dos recursos do software KC Wireless era a capacidade de gerenciar um link PTT com uma das linhas IO digitais BC05 indicando PTT quando ativado. Usei isso para acionar um MOSFET para fornecer uma chave para o rádio. A maioria dos rádios usa PTT para GND como o sinal, embora haja algumas aberrações. Isso funcionou bem para todos os rádios com os quais tentei. A função PTT é baseada no fone de ouvido Bluetooth, sendo capaz de 'atender' chamadas quando conectado a um telefone celular. Essa capacidade varia muito de vários fabricantes de fones de ouvido, portanto, é preciso estar ciente disso. (Nem todos os fones de ouvido sem fio oferecem suporte a esse recurso compatível com o software do módulo).

Optei por ter este design ligado e desligado com um interruptor. O módulo KC-6112 possui um pino Enable que pode ser usado como um controle soft on-off. Esse recurso funciona melhor com versões posteriores do software. (Para habilitar esta função você precisa modificar a PCB que eu projetei..).

Etapa 1: versão do breadboard e construção do PCB

Versão da placa de ensaio

As imagens principais mostram a placa de ensaio que construí. Funcionou bem, mas eu queria que fosse mais compacto e durável, então eu queria construir um módulo baseado em PCB.

PCB

Eventualmente, projetei um PCB e fiz uma versão pequena e agradável que gosto de usar. Houve alguns solavancos ao longo do caminho, mas estou satisfeito com o design resultante. Espero que seja um projeto útil para outras pessoas que queiram desenvolvê-lo. O design do KC-6112 é baseado em um dispositivo Qualcomm (CSR) BlueCore 5 (BC05) mais antigo. Existem muitos módulos chineses por aí que têm o mesmo chip, mas o software é o que define este módulo. KC Wirefree escreveu um conjunto de software decente que permite que seu módulo atue como um gateway sem fio especificamente para fones de ouvido sem fio. Ele emprega o perfil AGHFP (Audio Gateway) para fazer isso, e eles adicionaram alguns recursos interessantes para que funcione bem. O projeto que eu criei é baseado no projeto de amostra mostrado no exemplo de circuito de folha de dados KC Wirefree KC-6112, com alguns ajustes. Decidi que gostaria de torná-lo portátil, então optei por usar o gerenciamento de bateria BC05 e adicionei uma pequena bateria LiPo para executá-lo.

A PCB que projetei usa peças SMD, pois queria mantê-la compacta. Incluí os arquivos de saída do Eagle como um arquivo zip. Esses arquivos podem ser usados para fabricar uma placa. (Eu tive o PCB fabricado pela PCBWay e eles fizeram um bom trabalho).

A construção desta placa de circuito impresso exigirá um bom ferro de solda com uma ponta pequena e um pouco de paciência para montar essas peças pequenas. Gostaria de encaminhá-lo para vários guias publicados em outros artigos para a soldagem manual de peças SMD.

• Monte primeiro todos os componentes pequenos de montagem em superfície.
• Em seguida, adicione as tomadas estéreo e o conector USB. Adicione os componentes do orifício: LEDs e interruptores de botão. (Os cabeçalhos são usados para programação. Se você instalá-los e usar a caixa sugerida, será necessário aparar a parte superior dos cabeçalhos para caber).
• Em seguida, monte o módulo KC-6112. Observe que nem todas as almofadas do módulo precisam ser soldadas.
• Inspecione todas as suas juntas de solda e certifique-se de que tudo esteja certo.
• Certifique-se de que a chave liga / desliga esteja desligada e conecte os fios da bateria.
• Por favor, veja as fotos para a construção do PCB.

O esquema e a lista de materiais para construir a placa estão incluídos aqui. Eu queria projetar o PCB para que se encaixasse em uma caixa comercialmente disponível, então selecionei a caixa Bud Industries HH-3641, que está disponível em vários distribuidores. Esse gabinete funciona bem e é quase do tamanho certo para este circuito. Escolhi uma bateria que caberia no case com a placa de circuito impresso em cima e ainda daria certo folga. O carregamento da bateria LiPo é gerenciado pelo módulo KC-6112. A bateria não poderia ter mais de 6 mm de espessura neste caso. Acabei pegando uma bateria com 180mAh (Noiposi X0017VDHHF). Isso proporcionará cerca de 5 horas de uso para este projeto com carga total (leva cerca de 1,5 horas para carregar). Observe que uma bateria maior levará mais tempo para carregar, pois o chip BC05 só é capaz de carregar corrente de 150 mA.

Etapa 2: Carregamento e controle do software

Carga de software

O módulo KC-6112 é capaz de ser um receptor ou transmissor, então é importante qual software está sendo usado. O módulo é solicitado com a versão do SW que você deseja. Para este projeto, a configuração do gateway é a versão que funcionará. A versão atual do código de gateway disponível em seu site (no momento da redação deste documento) é 8.2.0. Minha experiência com as várias versões do conjunto de códigos de gateway disponíveis no KC Wirefree mostra que a melhor versão para este projeto é 8.1.0. Essa é a versão que eu recomendaria pedir (como uma versão customizada). O código 8.1.0 fornece a melhor funcionalidade PTT padrão para o funcionamento desse design. Se você não quer PTT e prefere usar a função VOX do seu rádio, então qualquer uma das versões seria adequada. O 8.2.0 não fornece PTT como um recurso padrão. Observe que o 8.1.0 não é mostrado no site de arquivo KC Wirefree, mas você pode solicitá-lo. (Eu tenho uma cópia se você precisar).

Você pode atualizar o módulo para qualquer versão que desejar se seguir o Guia de atualização de firmware KC Wirefree. Todas as interfaces para gerenciar esse recurso são mostradas no esquema. Isso está além do escopo pretendido desta discussão, então não vou entrar mais no assunto. (Observe que se você deseja fazer alterações de software no módulo, você precisa instalar drivers e software de gerenciamento em um computador baseado em Windows. Você também vai querer ter uma interface serial USB de 3,3 V, como um Qunqi 3,3 V 5,5 V FT232RL disponíveis na Amazon e em outros lugares).

Controle de módulo

O módulo KC-6112 possui várias entradas que podem ser usadas para chaves de entrada para controle. Para este projeto, decidi mantê-lo simples e ter apenas 3 interruptores de botão para gerenciar as funções necessárias. (As informações a seguir dependem do firmware. Isso reflete o código 8.1.0).

Emparelhar / BTB Este botão é usado para emparelhar com o fone de ouvido. O emparelhamento é iniciado quando este botão é pressionado por mais de um segundo. Um push curto irá se reconectar a um recurso emparelhado se ele tiver sido desconectado.

VOL UP / VOL DN Esses botões ajustam o volume de saída (que controla a entrada do microfone no rádio). Você precisará experimentar um pouco para ver o que funciona melhor para sua entrada de rádio. Observe que quando você pressiona duas vezes rapidamente esses botões, ajusta o ganho de entrada para cima e para baixo.

Achei melhor experimentar um pouco com as configurações de volume e ganho para obter os melhores resultados. Obviamente, mudará de rádio para rádio.

Por favor, consulte o Guia do usuário KcGateway disponível no site KC Wirefree para o código específico definido para uma explicação detalhada das funções dos botões. (O kcGateway_UserGuide_v8.1_b1.pdf para este conjunto de códigos 8.1.0).

Existem também 4 LEDs mostrados no meu esquema para várias indicações de status. Os LEDs VERMELHO e AZUL fornecem o status geral do Bluetooth e o status do módulo. O LED ‘Conectado’ realmente não é necessário porque o estado da conexão pode ser visto usando o LED azul. Acabei de descobrir que é útil ter esse indicador. O LED 'PTT' reflete o status do módulo PTT. Quando o PTT é ativado, o dreno do MOSFET é comutado para o aterramento. É útil ter um indicador visual disso.

Etapa 3: conexões de rádio e conclusão

Interface com seu rádio

A interface do rádio depende do rádio. Incluí um esquema do cabo que fiz para usar com um FT-897 (e rádios semelhantes) usando a porta de dados. Também incluí o esquema para usar com um Baofeng HT. Basicamente, você precisa conectar a entrada do microfone do rádio à saída do KC-6112 e o alto-falante do rádio à entrada. O PTT funciona como uma entrada para o aterramento.

Conclusão

Sei que esta é uma breve descrição desta unidade, mas funciona bem e gosto de poder andar por aí sem estar perto do meu rádio. Descobri que posso chegar a cerca de 6 a 6 metros sem problemas com o fone de ouvido que usei. Eu testei vários outros fones de ouvido e alguns não eram compatíveis com o protocolo de gateway, por isso não funcionaram. A maioria dos fones de ouvido "não musicais" deve funcionar bem.

Espero que, se você construir isso, você possa apreciá-lo tanto quanto eu. Boa sorte.