Bluetooth - - > DSP - - > 4 Kanal Amp, 49€, Brainstorming

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Pflunz
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 17. Sep 2016, 20:52

Hallo,
gibt es Interesse an meinem folgenden Projekt?
Ich plane eine Platine, auf der folgende Komponenten sollen:
Bluetoothempfänger: Wt32i (wahlweise mit oder ohne APTX)
DSP: Das DSP soll ein ADAU1701 werden. Dieses bekommt die Daten digital per I2S vom Wt32i
Amp: Es soll Plätze für zwei Verstärker ICs geben. Hier viel meine Wahl auf TAS5768M. Dieser empfängt die Daten ebenfalls digital vom ADAU1701,ist gebrückt 2 Ohm stabil und hat die 1SWP Modulation, so dass ein kleiner Ausgangsfilter mit Ferritperlen reicht.
Außerdem soll es möglich sein die ADCs und DACs des ADAU1701 als line-in/out zu benutzen.
Ich habe tatsächlich schon einen Plan in meinem Kopf. Zur Steuerung würde ich noch einen kleinen STM32L0 Mikrocontroller drauf machen. Dieser würde bei Knopfdruck alles aufwecken.
Falls es Interesse gibt, folgende Fragen:
Ist der Mikrocontroller zu viel des guten? Zum einstellen des Wt32i brauch man sonst einen Pegelwandler um beispielsweise Bluetoothname zu ändern oder eben die digitale Ausgabe zu aktivieren. Das könnte über den Mikrocontroller passieren oder über den Wandler und einfachem Terminal Programm am PC.
Für das ADAU1701 brauch man zum konfigurieren einen freeUSB adapter für 20€ und ein Eeprom zum Speichern. Alternativ kann auch der Mikrocontroller die Daten hochladen.
Allerdings brauch man um den Mikrocontroller zu programmieren auch ein Discoveryboard für 10€.
Ich würde dazu tendieren, alles über den Mikrocontroller zu machen, allerdings noch Zugriff auf das ADAU1701 über einen Steckverbinder zu ermöglichen.
Theoretisch wäre es möglich beides zu ermöglichen, allerdings wird dann zum einen das Routing schwerer, zum anderen ist es z.B. nicht möglich das geplante Strommanagment (Mikrocontroller über einen linearregler direkt speisen, alles anderen über Stepdown Wandler aktivieren/deaktivieren, so hätte man einen Standbyverbrauch von wenigen Mikroampere, also einwandfrei für batteriebetrieb von mobilen boxen (Hierfür mach ich das :D) ) zu routen.
Ist das also zu viel des guten, dass alle abwinken da es zu kompliziert ist, oder geht das mit dem Mikrocontroller klar? Hierzu muss ich ausführen, dass die Module gut dokumentiert sind um sie direkt über den PC zu programmieren, über die Mikrocontroller Steuerung ist vor allem beim ADAU1701 relativ wenig Material vorhanden um nachzulesen.

Pflunz
Ist häufiger hier

#2 erstellt: 17. Sep 2016, 22:19

Kurzer Überblick über die Komponenten:

Wt32i ist ein Bluetoothempfänger für ~20€ (mit APTX 28€) sehr gut dokumentiert und über UART programmierbar. Er kann das Signal sowohl digital als auch analog ausgeben. Auf der Platine würde nur der I2S Ausgang benutzt werden (48kHz) und würde die Clocks vom ADAU1701 bekommen, wäre also I2S slave.

ADAU1701 ist ein DSP. Er kann über freeUSB sehr einfach mit SigmaStudio programmiert werden. Er bekommt dir Daten über I2S oder alternativ einem ADC (line in, hierbei kann der Wt32i ausgeschaltet werden), filtert diese und gibt sie als zwei Stereokanäle über DAC oder I2S aus.

TAS5768M ist ein Verstärker für ~5€ mit I2S Eingang. Er benutzt im Vergleich zum TAS5766M ein alternatives Modulationsverfahren, bei dem die großen und "teuren" (70Cent pro Spule, wobei pro Kanal 2 gebraucht werden) Spulen durch billige Ferritperlen ersetzt werden. Je nach Spannung und Lautsprecher kann er 2x 30 Watt, bei kurzen Basschlägen auch 2x 50 Watt leisten. Er kann ebenfalls konfiguriert werden, wovon ich allerdings absehen werds.
Es ist sind zwei Verstärker pro Platine geplant (es kann auch nur einer bestückt werden) es kann somit auch 2.1 konfiguriert werden, wobei ein Verstärker zwei Hochmitteltöner mit je 4Ohm ansteuern kann, der zweite verstärker einen Tieftöner / Sub mit bis zu 2 Ohm. Es können natürlich auch je zwei Hoch-und Tieftöner aktiv angesteuert werden.

Kay*
Inventar

#3 erstellt: 18. Sep 2016, 14:27

Allerdings brauch man um den Mikrocontroller zu programmieren auch ein Discoveryboard für 10€.

Discoveryboard?
Pegelanpassung und Schalter für Reset geht auch einfach
Nimm einen ATmega8, der läuft auch direkt an USB und mit 3V3
(

http://www.ullihome.de/wiki/USBAVRLab/index

http://www.ullihome.de/wiki/USBAVRLab/Firmwares/I2C%20Interface
einfache HW, die man leicht selbst bauen kann,
keine Beschaffungsprobleme, da handelsübliche Bauteile
.... und man macht die Chinesen nicht noch reicher

der im USBlab verwendete Mega8 lässt sich zur Not über eine
parallele Schnittstelle (Centronics)
und ein paar Widerstände programmieren.
Programmier-SW,

http://www.mikrocontroller.net/articles/Pony-Prog_Tutorial
zugegebenerweise könnte man allerdings auch auf USBlab verzichten,
wenn man über eine parallele Schnittstelle verfügt,
da PonyProg auch direkt I²C programmieren kann.

Ich kann es allerdings nicht einschätzen,
ob dieser Weg funktioniert.
Man sollte den Ulli mal auf freedsp aufmerksam machen

)

Pflunz
Ist häufiger hier

#4 erstellt: 18. Sep 2016, 16:33

Naja, ein Discoveryboard gibt es direkt von ST. Auf den Board ist eben ein Programmer inkl Debugger. Bei Mouser kostet das STM32F0 Discovery 8€...
Einer der Hauptgründe warum ST und kein AVR ist aber der folgende: ich bin ganz gut darin ATMegas zu programmieren und habe bis jetzt erst zwei kleinere Projekte mit ST gemacht, welche einfach aktueller sind. Deutlich mehr Flash, Leistung, Features bei geringerem Stromverbrauch zu gleichen oder niedrigeren Kosten.
Durch den integrierten Bootloader kann übrigens auch einfach über eine serielle Schnittstelle programmiert werden.
Außerdem haben die STs eine proprietäre USB Schnittstelle, die auch relativ einfach als virtueller COMPort fungieren. So könnte relativ einfach vom PC aus über USB mit dem Wt32i und dem ADAU1701 kommuniziert werden.
Soweit zumindest zu meinem Hintergrund warum gerade dieser Mikrocontroller. Wie gesagt, ich weiß auch dass es bereits viel im Internet für die AVRs gibt, doch die STs sind am aufholen und ihnen gehört meiner Meinung nach die Zukunft.

Lotion
Inventar

#5 erstellt: 21. Sep 2016, 12:05

Hört sich interessant an!

Ein paar Fragen:

Wie viel Leistung soll der Amp liefern?
20 bzw. 28€ für einen Bluetooth-Empfänger erscheint mir recht viel. Warum keinen billigeren?
Machst Du das Platinenlayout selbst?
Wo willst Du die Platinen fertigen bzw. bestücken lassen?
Was ist mit dem Netzteil? Fertiges Schaltnetzteil oder eigene Planung?

Pflunz
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 21. Sep 2016, 21:18

Jeder Amp liefert laut Datenblatt 2x30 Watt an 4 Ohm. Das ganze ist thermisch begrenzt. Der Amp ist gebrückt 2 Ohm stabil und sollte Mono entsprechend knapp 60 Watt liefern. Das ganze dann zwei mal (zumindest wenn beide bestückt werden, für kleine mobile Boxen reicht ein Amp)
Das Bluetooth Modul ist mit das einzige welches ein digitales Signal ausgeben, die billigen haben zwar theoretisch die Möglichkeit digital auszugeben, allerdings ist das in den ROMs nicht einprogrammiert.
Das Layout mache ich mit KiCad selber, die Platinen werden dann in China bestellt, kosten also gerade mal 1-2€ das Stück. Bestücken mache ich selber.
Netzteil ist zwar geplant (Stepup aus 2x 18650 Akkus), fürs erste nehme ich aber ein billiges Laptop Netzteil. Da der Amp komplett digital ist, sind auch keine Störgeräusche zu erwarten. Der Amp nimmt dann alles zwischen 4.5V und 24V. Beim Testen am PC kann der Amp also nicht nur programmiert werden, sondern auch über die 5V probelaufen.

IPv6
Stammgast

#7 erstellt: 21. Sep 2016, 22:35

Hallo!

Ich bin zwar kein Experte auf dem Gebiet, finde das Projekt aber äußerst interessant.
Das Bluetoothmodul würde ich noch einmal überdenken, ich finde es so auf den ersten Blick unverhältnissmäßig, dass es die Hälfte des Preises ausmacht.
Gibt es da keine Alternative? Wäre die zusätzliche Wandlung ins Analoge und wieder zurück wirklich ein Ausschlusskriterium? Wäre mal interessant zu ermitteln, ab wievielen Umwandlungen hintereinander mit durchschnittlichen AD bzw. DA Wandlern die Verluste wirklich hörbar werden, ich vermute, dass das schon in den zweistelligen Bereich gehen muss, kann mich aber auch täuschen.
Gerade weil dein Projekt auf mobile Lautsprecher abzielt und da wohl die wenigstens absolutes HighEnd verlangen, weiß ich nicht, wie sinnvoll das wirklich ist.

Das gleiche gilt für den Amp, der ist zwar kostenmäßig überschaubar, scheint aber jede Menge "Schnickschnack" zu bieten, die du auch im DSP umsetzen kannst, dort aber kontrolliert (weil du meintest, dass der Amp nicht programmierbar werden soll).
Soweit ich weiß brauch ein Class-D Amp, auch wenn er oft irreführenderweise als Digitalverstärker bezeichnet wird, ein analoges Signal als Basis, somit müsste der von dir genannte Chip auch einen Wandler besitzen, dessen Funktion könnte jedoch gleich der ADAU1701 übernehmen.
Irgendwie ist mir die erste Seite vom Datenblatt nicht geheuer, so Sachen wie "Optimizes and Protects Dynamic Loudspeakers" und "Bass Q-compensation and Frequency Extension: More Loudness, Bass Enhancement, Better Clarity and Higher Fidelity." klingen für mich nicht nach ebenem Frequenzgang.
Ich finde so einen Prozessor im Amp überflüssig wenn man schon ein DSP vornedran hat, dass diese Tricks vermutlich auch beherrscht, aber gezielt steuerbar.

Pflunz
Ist häufiger hier

#8 erstellt: 22. Sep 2016, 01:00

ja, an dem Bluetooth Modul habe ich mir auch schon den Kopf zerbrochen. Ich habe sogar schon billige Module bestellt, doch keinem davon lies sich ein I2S Signal entlocken.

Wegen deiner Nachfrage habe ich noch einmal gesucht, wie es scheint gibt es seit kurzer Zeit das BTM625. Kostet bei ebay 7€ inkl Versand, angeblich inklusive APTX und I2S. Bei ebay ist folgende Tabelle bei dem Modul:

Bei den CSR8645 Modulen wurde aber damals auch Werbung gemacht, sie könnten I2S, doch niergens gibt es eine Meldung dass es funktioniert hat.
Ich habe mir mal eines der BTM625 bestellt, diese China Module sind aber meist so gut wie garnicht dokumentiert, und es kann auch sein dass man zum programmieren einen extra Adapter braucht (kein UART).

Und Bluetoothmodul --> analog-out --> ADC wollte ich gerade wegen den Störgeräuschen meiden.

Bei dem Amp handelt es sich um einen closed loop Verstärker, deshalb ist intern ein DAC eingebaut. Es gibt sie auch open loop. diese haben keinen DAC, durch die fehlende Rückkopplung aber eher Nachteile.
Die einzige Alternative die ich gefunden habe mit I2S Eingang (daran hapert es meist) wäre der SSM3582, der hat den Schnickschnack nicht, ist allerdings nur bis 16Volt spezifiziert und kostet dabei mehr.
Ich gehe davon aus, dass der TAS5768M das alles nur bei entsprechender Konfiguration macht. Um das alles anzupassen wie es im Datenblatt steht, ist ja ein "digital Model" des Lautsprechers von Nöten.

Michilo
Ist häufiger hier

#9 erstellt: 22. Sep 2016, 15:52

Klasse Projekt! Die eierlegende Wollmilchsau des mobilen Boxenbaus.
Die Chinesen habens nicht so mit englischer Dokumentation. Das musste ich leider auch schon mal feststellen

Michilo
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 06. Mrz 2017, 18:59

Ist an dem Projekt noch etwas gemacht worden? Kann man helfen?
Habe noch den

BM64 (Microchip) gefunden. Wie es scheint ist er ziemlich neu auf dem Markt, dafür gut dokumentiert und Preislich evtl eine Alternative.

Mimamau
Inventar

#11 erstellt: 06. Mrz 2017, 20:47

Michilo (Beitrag #10) schrieb:

Habe noch den

BM64 (Microchip) gefunden.

Da steht aber nichts von APT-X.

jonath
Inventar

#12 erstellt: 07. Mrz 2017, 11:52

Kay* (Beitrag #3) schrieb:

Allerdings brauch man um den Mikrocontroller zu programmieren auch ein Discoveryboard für 10€.

Discoveryboard?
Pegelanpassung und Schalter für Reset geht auch einfach
Nimm einen ATmega8, der läuft auch direkt an USB und mit 3V3
(

http://www.ullihome.de/wiki/USBAVRLab/index

)

Wieso sollte man einen ATmega vorziehen? Schlechter debugbar als ein Cortex-M, teurer und einfach nur veraltet und braucht nebenbei auch noch mehr Strom. Da ist mir ein Cortex-M mit ordentlichem JTAG deutlich lieber.

Mit der neuen Cube HAL sind die Cortex-M von STM inwischen auch deutlich einfacher handzuhaben (keine unterschiedliche HAL mehr bei den verschiedenen Familien).

[Beitrag von jonath am 07. Mrz 2017, 11:57 bearbeitet]

Kay*
Inventar

#13 erstellt: 08. Mrz 2017, 19:04

Die Platform wäre mir egal,
sofern Sigma Studio sie als Programmierer für ADAU akzeptiert
und preiswerter als der Cypress aus China wäre

http://hanfsound.de/produkt/usb-to-sure-dsp-connect-board/
...
und ich die Platform nicht programmieren müsste

Weilallenamenwegsind
Inventar

#14 erstellt: 09. Aug 2018, 13:46

Hoihoi,
was ist denn draus geworden?

Grüße,
Jo

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