وان الکتریک

بلوتوث باکس نام گجتی است که در این ساختنی طرز ساختش را یاد می‌گیرید. با این گجت کوچک می‌توانید هدفون‌های معمولی را به هدفون بلوتوثی تبدیل کنید. افراد زیادی هستند که برای تبلت، گوشی و موزیک پلیرشان از چند هدفون می‌کنند. اگر شما هم از جزو این دسته هستید، این ساختنی را دنبال کنید و گجتی برای خودتان بسازید که همه این هدفون‌ها را به هدفون بلوتوثی تبدیل میکند. این گجت کوچک اما کاربردی با یکبار شارژ تا شش ساعت کار میکند و برای انواع هدفون، هدست، هندزفری و حتی اسپیکر کاربرد دارد.

برای ساخت بلوتوث باکس نیاز به دانش الکترونیک دارید و اگر تابحال پروژه‌های مشابه را امتحان نکرده اید، احتمالاً باید کمی‌بیشتر زحمت بکشید تا صاحب یک هدفون بلوتوثی مجانی بشوید!

گام اول : وسایل مورد نیاز

قطعات مورد نیاز

• هدفون یا اسپیکر سیمی
• ورق PCB؛ یک مربع ۱۰ در ۱۰ سانتیمتر یا بزرگتر
• یک عدد باتری لیتیوم یونی ۲۰۰ میلی آمپر
• یک عدد تراشه شارژر باتری لیتیوم یونی TP4056
• چهار عدد LED 0805 SMD آبی
• یک عدد LED 0805 SMD قرمز
• هفت عدد مقاومت ۱۰ کیلواهمی‌۰۶۰۳ SMD
• یک عدد مقاومت پنج کیلو اهمی‌۰۶۰۳ SMD
• یک عدد مقاومت ۰٫۵ اهمی‌۰۶۰۳ SMD
• شش عدد مقاومت یک کیلو اهمی‌۰۶۰۳ SMD
• سه عدد خازن ۴٫۷uF 0603 SMD
• یک عدد خازن ۱۰۰nF 0603 SMD
• دو عدد خازن ۱۰uF 0603 SMD
• یک عدد ترانزیستور ۲N3906 SMD
• یک عدد کانکتور جک صوتی استریو ماده SMD 3.5 میلیمتری
• یک عدد دکمه دو پین SMD
• یک عدد ماژول بلوتوث BLK BC-05B
• یک عدد آمپلی فایر PAM8403 (بورد قرمز)
• یک عدد سودیچ تکتایل ۵ طرفه
• یک عدد کانکتور ماده SMD میکرو USB
• ۲۵ سانت سیم نازک
• ورق آکریلیک ۵ میلیمتری (به رنگ دلخواه)
• ورق آکریلیک ۳ میلیمتری (به رنگ دلخواه)ورق آکریلیک ۲ میلیمتری (مشکی)
• ورق آکریلیک ۲ میلیمتری (سفید مات)

ابزار مورد نیاز

• دستگاه برش لیزری – بدنه گجت با دستگاه برش لیزری بریده میشود. شما می‌توانید همین بدنه را با ابزارهای دستی بسازید
• اره
• کاتر
• دریل PCB
• پیچ شش ضلعی سه میلیمتری و پیچ گوشتی
• سیم چین
• هویه و قلع
• خط کش فلزی
• انبردست
• شارژر USB

گام دوم : ماژول آمپلی فایر

ظرفیت خروجی صوتی مستقیم ماژول بلوتوث بسیار کم است. به همین خاطر باید از یک آمپلی فایر برای تقویت این خروجی که به اسپیکر یا هدفون بلوتوثی ارسال میشود، استفاده کنیم.

ماژول PAM8403 برای این پروژه بسیار مناسب است؛ دلیل اول اندازه کوچک و فشرده ماژول است و دلیل دوم هم خروجی سه وات برای هر دو خط سمت راست و چپ است. سیگنال ورودی آمپی فایر خروجی صوتی ماژول بلوتوث وصل میشود. در زیر به برخی از ویژگی‌های این ماژول اشاره می‌کنیم :

• ولتاژ عامل : ۲٫۵ تا ۵٫۵ ولت
• حداکثر برق خروجی : ۳ وات + ۳ وات
• نرخ نویز : ۹۰Db
• کارایی کانال : کمتر از ۹۰ درصد
• ابعاد : ۲٫۳ در ۱٫۶ در ۰٫۲ سانتیمتر
• وزن : ۷ گرم

منیع تغذیه این ماژول نباید بیشتر از ۵٫۵ ولت باشد و قطب‌های مثبت و منفی هم نباید با هم جابجا بشوند. در غیر این صورت بورد آمپلی فایر میسوزد.

گام چهارم : ماژول بلوتوث

مهمترین قطعه این ساختنی ماژول بلوتوث است که عامل اصلی تبدیل شدن هدفون معمولی به هدفون بلوتوثی است. در زیر به برخی از ویژگی‌های ماژول بلوتوث BC05-B اشاره می‌کنیم :

• سطح برق کلاس دو
• مدار شارژ باتری لیتیوم یون داخلی
• مدار حذف نویز بسیار قوی
• قدرت انتقال به راه دور تا ۲۰ متر
• ۱۵ در ۲۱ میلیمتر
• قابلیت رمزگشایی صوتی SBC، MP3 و AAC
• پشتیبانی از پروتکل کنترل از راه دور
• مجهز به داده پرداز قدرتمند DSP

با وجود اینکه این ماژول خودش مدار شارژ داخلی دارد اما ما برای امنیت بیشتر از تراشه برای شارژش استفاده می‌کنیم.

همانطور که در تصاویر بالا می‌بینید برای ساخت بلوتوث باکس به یک سوئیچ پنج طرفه نیاز هم نیاز داریم. این نوع سودچی ده پین دارد که چهارتای آنها مشترک هستند، دوتای آنها وسط و چهار پین باقیمانده هم برای چهار جهت دیگر هستند.

وقتی وسط سوئیچ بزنید موزیک پخش یا متوقف میشود، وقتی به سمت راست بزنید موزیک بعدی پخش میشود، وقتی به سمت چپ بزنید موزیک قبلی پخش میشود، سمت بالا و پایین هم برای افزایش و کاهش درجه صدای هدفون بلوتوثی هستند.

گام پنجم: جک هدفون ۳٫۵ میلیمتری

قطعه مهم بعدی جک ۳٫۵ میلیمتری است. دلیل انتخاب جک ۳٫۵ این است که با بیشتر اسپیکرها و هدفون‌ها همخوانی دارد. این جک ۵ پین دارد که ما فقط از چهارتای آنها استفاده کرده ایم؛ دو پین GND، یکی برای سیگنال کانال سمت راست و یکی برای سیگنال کانال سمت چپ.

وقتی هدفون را به بلوتوث باکس وصل نکرده اید، موزیک از طریق اسپیک داخلی پخش میشود. وقتی هم هدفون را وصل میکند، موزیک از طریق هدون بلوتوثی پخش میشود. در واقع جک هدفون کار سوئیچ مکانیکی را انجام میدهد.

گام ششم: شارژر باتری لیتیوم یونی TP4056

اگر طرفدار باتری‌های قابل شارژ و ساخت شارژر باشید حتماً با این قطعه آشنا هستید.

باتری‌های قابل شارژ بسیار پیچیده هستند و اگر همین طور جریان را به آنها وصل کنید، آسیب می‌بینند. شارژر باتری باید یک مدار پیچیده و کامل داشته باشد که در هر بار شارژ جریان و ولتاژ را مدیریت کند. TP4056 دقیقاً به همین خاطر انتخاب خوبی است؛ این شارژر یک مدار داخلی دارد که بدون هیچگونه مشکلی باتری‌ها را شارژ میکند.

شارژر TP4056 به عنوان یک ماژول کامل فروخته میشود و شما فقط باید باتری را به آن وصل کنید تا شارژ بشود. اما در این پروژه که می‌خواهیم یک گجت کوچک برای هدفون بلوتوثی بسازیم، باید کمی‌روی این قطعه کار کنیم تا اندازه اش مناسب بشود.

این قطعه با کابل USB و آداپتور دیواری کار میکند و باتری را تا ۱۰۰۰ میلی آمپر شارژ میکند. وقتی باتری هنوز کامل شارژ نشده، پین سیگنال روی TP4056 وضعیت باتری را به شما نشان میدهد. این پین را به LED قرمز وصل می‌کنیم. وقتی هم باتری کاملاً شارژ بشود، پین سیگنال دیگر وضعیت را نشان میدهد که ما آن را به LED آبی وصل کرده ایم.

دقت کنید که حتماً پین‌های مثبت و منفی را درست به باتری وصل کنید تا مجبور نشوید دوباره این قطعه و باتری را بخرید. انتخاب منبع تغذیه هم بسیار مهم است و باید در محدوده پیشنهادی تولید کننده باشد. در این لینک می‌توانید به دیتاشیت TP4056 دسترسی داشته باشید.

حالا که همه قطعات اصلی گجت هدفون بلوتوثی را آماده کرده ایم، می‌توانیم سراغ ساختش برویم.

گام هفتم: شماتیک مدار

شماتیک مدار بلوتوث باکس را از لینک‌های زیر دریافت کنید. فقط دقت کنید که نسخه نرم افزار Eagle باید بالاتر از ۶٫۴ باشد. البته نسخه PDF شماتیک هم در همین فایل موجود است.
در این شماتیک برای نمایش متصل بودن گجت به انتقال دهنده از سه LED آبی استفاده کرده ایم. یک ترانزیستور ۲N3906 PNP هم چشمک زدن LED را از سیگنال ماژول BLK BC-05 کنترل میکند.

گام هشتم: برد ایگل

حالا نوبت به مدار چاپی میرسد. در این قسمت مدار را به دو قسمت تقسیم کرده ایم که یک قسمت برای USB و جک‌های هدفون و یک قسمت برای قطعات دیگر است.

برای ثابت کردن مدار سه سوراخ در نظر گرفته شده و قطعات هم بسیار نزدیک بهم قرار دارند تا اندازه نهایی گجت هدفون بلوتوثی کوچک بشود.

گام نهم: برد مدار چاپی را خودتان بسازید

ساخت برد مدار چاپی در خانه خیلی ساده نیست اما مزایای زیادی دارد. یکی از این مزای کاهش هزینه است و مهمتر اینکه می‌توانید خیلی راحت اشتباهات دیاگرام مدار را اصلاح کنید. در این ساختنی می‌توانید طرز ساخت برد مدار چاپی در خانه را به تفضیل بخوانید و تمام ریزه کاری‌هایش را یاد بگیرید. ما از برد مدار دو لایه برای طراحی مدار مورد نظرمان استفاده کردیم. البته می‌توانید از برد چاپی هم استفاده کنید.

با خط کش، کاتر و اره به اندازه دلخواه تان از برد مسی ببرید. حالا سراغ فایل طراحی مدار چاپی بروید و یادتان نرود لایه بالایی را برعکس کنید. بعد از شستن مدار با مته ۰٫۶ میلیمتری سوراخ‌ها را دریل کنید.

گام دهم: طراحی قاب آکریلیک

برای ساخت جعبه گجت از ورق‌های آکریلیک استفاده شده که آکریلیک ۵ و ۳ میلیمتری برای دیواره‌های داخلی و آکریلیک ۲ میلیمتری برای طراحی کاور انتخاب شده اند.

برای وصل کردن قسمت‌های مختلف قاب به یکدیگر بیش از سه سوراخ پیچ روی هر ورق گذاشته ایم. قطر داخلی این سوراخ‌ها ۲٫۵ میلیمتر است اما بعد از برش باید اندازه شان را با پیچ‌ها چک کرد.

سپس یک حلقه طراحی کرده ایم که LED‌ها را رویش قرار بدهیم. در نهایت هم کاورهای بالایی و پایینی قاب را طراحی کردیم. سوراخ + جایی است که می‌توانید سوراخ گجت هدفون بلوتوثی را قرار بدهید. کاربرد سایر سوراخ‌ها و برش‌ها هم مشخص شده است.

طراحی قطعات مختلف قاب گجت در قالب فایل‌های PDF و CDR را از لینک زیر دریافت کنید.

گام یازدهم : برش لیزری

حالا باید فایل طراحی قطعات را به دستگاه برش لیزری بدهید تا قطعات را برایتان آماده کند. همانطور که می‌بینید قطعات با نهایت دقت و تمیزی بریده شده اند. می‌توانید برای لایه رویی کاور هم از حکاکی با لیزر استفاده کنید و علامات را رویش بیاندازید.

گام دوازدهم : یکبار قطعات را تست کنید

یکبار قطعات را مونتاژ کنید و قاب را بسازید تا مطمئن بشوید برش‌ها درست انجام شده اند. بردها را هم داخل قاب قرار بدهید و اندازه آنها را هم تست کنید.

گام سیزدهم : قطعات را رنگ کنید

در این مرحله باید سوراخ‌های جک هدفون و microUSB را رو قطعات بزنید. این برش افقی را با یک اره مویی کوچک ایجاد کنید. در نهایت هم می‌توانید قسمت‌های مختلف جعبه را رنگ کنید. انتخاب رنگ به عهده خودتان است اما اسپری رنگگ کارتان را ساده تر میکند.

گام چهارهم : لحیم کاری

برای ساخت مسیرهای مسی روی بردها از مقاومت استفاده کرده ایم! بعد از اینکه سوراخ‌ها را پر کردید آنها را روی خط مدار لحیم کنید تا جلوی اکسیده شدنش را بگیرید.

گام پانزدهم : مدار را تست کنید

حالا طبق شماتیک مدار تمام قطعات را روی برد لحیم کنید و در نهایت هم باتری را لحیم کنید تا مدار را تست کنیم. دقت کنید که پین‌های مثبت و منفی درست را به باتری وصل کرده باشید تا به مدارتان آسیب نرسد. برای تست مدار باید به ترتیب زیر عمل کنید :

ابتدا دکمه پاور را فشار بدهید و برای سه ثانیه نگه دارید. حالا LED آبی چشمک میزند که نشان می‌دهد برد بلوتوث وصل شده است.
برای خاموش کردن بلوتوث کافی است همین دکمه را چند ثانیه دیگر نگه دارید.

گام شانزدهم : قاب را مونتاژ کنید

برای وصل کردن لایه‌های آکریلیک به هم از پیچ‌هایی که در تصویر می‌بینید استفاده کنید. حلقه آکریلیک شکننده است و باید در حین کار با آن دقت بیشتری کنید. قطر خارجی این پیچ‌ها ۳ میلیمتری است.

در تصاویر بالا می‌توانید ترتیب قرار گرفتن قطعات داخل قاب گجت بلوتوثی را ببینید. ابتدا مادر بورد پنل قرار می‌گیرد، سپس باتری و سپس هر دو قمست برد.

بعد از اینکه گجت را مونتاژ کردید، دوباره آن را تست کنید.

گام هفدهم : گجت را شارژ کنید