Зонный усилитель для оповещений в умном доме
На этапе построения системы «умный дом» появилось желание организовать голосовое оповещение на некоторые события. После непродолжительной «гуглешки» я не нашел ничего подходящего по функционалу и цене, и решил сделать в очередной раз свое устройство. На этот раз это будет зонный усилитель для оповещалки.
Внешний вид готового усилителя
При проектировании усилителя предполагалась следующая логика работы усилителя:
— Звук только в тех помещениях в которых в данный момент времени находятся люди.
— Возможность подстроить уровень громкости для каждой комнаты независимо от остальных и желательно через веб интерфейс, а не регулировкой подстроечного или переменного резистора.
— На время молчания, усилители необходимо переводить в режим Mute чтобы избежать лишних шумов от акустики.
— Форм фактор для установки в слаботочный шкаф с креплением на DIN рейку.
В результате поисков, чтения даташитов и сравнения существующих микросхем усилителей низкой частоты (УНЧ), был выбран усилитель на микросхеме PAM8610. Данная микросхема представляет из себя стерео усилитель D класса, что подразумевает высокий КПД, а это меньший нагрев и низкое потребление в сравнении с другими классами усилителей.
Характеристики микросхемы PAM8610:
Мощность: 2×10 Вт
Напряжение питания min, (В): 7.0
Напряжение питания max, (В): 13.5
КПД: более 90% (не требует радиаторов охлаждения)
Еще одним существенным плюсом была цена, так как предполагалось 5 стерео зон усиления. Стоимость готового модуля усилителя на али порядка 1$. Если покупать только микросхемы то выходит дороже. Я покупал готовые платы, снимал с них микросхемы, частично обвеску (резисторы, конденсаторы) и запаивал их на свои платы.
Вот такие модули я покупал для разборки.
Усилитель собран по следующей схеме: 
Мозгом усилителя является микроконтроллер ATmega328 с «ардуиновским» бутлоадером. Код написан в среде Arduino. Управление усилителем организовано через Ethernet по протоколу MQTT. Ethernet собран на микросхеме W5100.
Платы для усилителя заказывал в Китае. Это был первый опыт заказа плат в Китае, изготовление и доставка заняли около месяца. Качеством я вполне доволен практически не отличается от изготовленных в России, единственный момент это защитная маска, мне она показалась не такой прочной как на платах из России., но на этот незначительный и ни на что не влияющий недостаток можно вообще не обращать внимания.
Плата основания усилителя.
Плата с установленными усилителями
Немного про функции усилителя. Усилитель имеет один аудио вход, который через конденсаторы распараллеливается на 5 усилителей. Линия Shutdown всех усилителей объединена в одну цепь и служит для отключения всех усилителей, например при включении сценария никого нет дома. Вход Mute служит для включения и отключения звука каждого усилителя независимо. Регулировка громкости каждого усилителя имеет 32 ступени регулировки (от -75дБ до +33дБ) служит для настройки одинакового уровня громкости в разных зонах с сохранением значений в энергонезависимую память микроконтроллера. Имеется еще общий для всех усилителей вход Fade, плавное нарастание звука при отключении режима Shutdown.
За логику оповещения и определения зон включения усилителя отвечает серверная часть работающая на базе IoBroker. Определение присутствия людей в помещении организовано на датчиках движения.
По качеству звука микросхема PAM8610 конечно не очень, есть небольшой высокочастотный фон скорее всего от встроенного ШИМ. В режиме Mute шум полностью отсутствует. Микросхема привлекает низкой ценой, выходной мощностью, малым потреблением и малой рассеиваемой мощностью.
Усилитель работает несколько месяцев и вполне устраивает, для «оповещалки» больше и не нужно. Если потребуется повысить качество звука, то можно будет не меняя основной платы поставить на нее платы усилителей на более качественной микросхеме.
» Первая часть — Умный дом, начало.
» Часть вторая — Счетчик посетителей ванной комнаты
» Часть третья — Управление кондиционером Haier на базе ESP8266
