Как устроены беспроводные наушники изнутри?
Доброго времени суток, стало интересно внутреннее устройство bluetooth наушников и возможно ли собрать свои собственные
Подскажите пожалуйста, какие минимальные компоненты должны включать беспроводные наушники и из каких компонентов состоят современные компактные беспроводные наушники, вроде apple airpods?
Самодельные блютус наушники это легко, достаточно обзавестись обычными проводными наушниками и засунуть внутрь плату с приёмником блютус + маленький аккумулятор. В гугле много проектов самодельных блютусов, можно получить звук не хуже дорогих заводских.
А аналог эйрподов естественно на коленке собрать невозможно, там как минимум микроскоп понадобится.
Да, согласен
На конкуренцию с аирподс не претендую
Но переделка мне не нужна, планирую изготовить с нуля
Получается для наушников мне нужен корпус, динамик, усилитель, кнопка включения, блютуз модуль, плата bms и батарейка?
Ну в общем да, примерно это надо, но есть разные варианты реализации, смотря чего хочется.
Блютус модуль для звука бывает с встроенным bms, чтобы наушники могли оценивать заряд батареи и при подключении к usb он сам заряжает батарею. Вроде такого https://www.aliexpress.com/item/4001018685184.html, цепляешь к нему батарейку кнопки динамики и можешь слушать, а по usb будет сам заряжать.
Усилитель по желанию, есть блютус модули со встроенным, его хватит для наушников, но там не супер качественный. Собственно по ссылке выше 2 варианта, с усилком и без.
Динамики опять же надо подбирать по мощности усилка, по выбору динамиков не подскажу.
Есть блютус модули с цифровым выходом которые подключаются к цифровому усилителю. типа https://www.aliexpress.com/item/4000118060290.html к ним нужен будет ЦАП отдельный типа https://www.aliexpress.com/item/32842754580.html это вероятно будет самый приличный звук из возможного. Конечно с условием что источник звука будет поддерживать APTX и ты правильно сконфигурируешь настройки блютус модуля. Но это уже как минимум 2 платы, получается громоздко, не в любой корпус засунешь.
Немаловажен вопрос прошивки, качество звука и разные параметры настраиваются в ней, для этого есть специальные программы от производителей чипов, там можно добавить/убрать всякие приколюхи типа говорящей бабы, которая орёт в уши CONNECTED или BATTERY LOW.
Спасибо, но это очень большой вариант, нужно что-то мельче
Возможно найти плату с похожим функционалом размерами не более 9мм на 30мм?
Andrei1penguin1, может и есть, вот что-то небольшого размера https://aliexpress.ru/item/4000224682521.html
Но разумней купить обычные tws наушники и достать из них плату для своей самоделки. Если обычные тебя по какой-то причине не устраивают.
Хотел у вас спросить, в случае покупки такого блютуз модуля и при покупке примерно такой батареи:
553,97 руб. | Литий-полимерный аккумулятор XINJ 450833, 5 шт., 3,7 В, 110 мА/ч, для камеры, DVC наушники, bluetooth наушники, динамик, Смарт-часы
https://a.aliexpress.com/_msPoSK5
Нужно ли будет покупать отдельно bms плату, и если да, то подойдёт ли такая компактная? (2s 3a)
42,80 руб. | 2S 3A 4A 5A 8A 10A 13A 20A 7,4 V 8,4 V Защитная плата литий-ионного аккумулятора 18650/плата BMS стандартная/баланс
https://a.aliexpress.com/_mqkCY3R
Andrei1penguin1, понятия не имею. это просто первый попавшийся модуль небольшого размера, надо искать к нему документацию и выяснять что он умеет.
Как устроены беспроводные TWS-наушники: результаты вскрытия Xiaomi Redmi AirDots
Эта статья появилась благодаря печальному событию: один из TWS-наушников Xiaomi Redmi AirDots (левый) был мало того, что уронен, но ещё и раздавлен! Это ещё ничего, в жизни и не такое встречается.
Но нет худа без добра: зато появилась возможность досконально изучить внутреннее устройство наушников TWS (True Wireless Stereo), которое и будет представлено в дальнейшем повествовании.
Так наушники Xiaomi Redmi AirDots (они же Mi True Wireless Earbuds Basic) выглядели при жизни (без кейса):
Немного забегая вперёд, скажу, что та часть наушников, которая на картинке обращена к читателю, это — не просто задняя крышка, а крышка, совмещённая с кнопкой (она тоже будет разобрана).
Разборка TWS наушников Xiaomi Redmi AirDots
Теперь осмотрим то, во что превратился наушник после описанного выше события.
Здесь и далее — все картинки кликабельны.
То же самое, но в другом ракурсе:
Здесь видно материнскую плату, аккумулятор и ту часть корпуса, которая удерживает динамик наушника.
Осмотр половинок корпуса показал, что они были соединены без клея, только на защёлках. Так что при достаточной аккуратности их можно разъединить без повреждений и без экстремальных усилий.
Маркировка на аккумуляторе — не очень чёткая; но можно прочесть, что ёмкость составляет 0.16 Ватт*часов (Wh), что примерно соответствует (в мА*ч) официально заявленным 40 мА*ч. Это — немного, но габариты крайне ограничены, не разбежишься!
Теперь изучаем главную часть наушников — материнскую плату.
Так она выглядит стороной, обращенной в сторону задней крышки (т.е. наружу от пользователя):
В центре расположена единственная механическая кнопка, с помощью которой и осуществляется управление наушником. Если нажать на штырёк в центре кнопки, то слышен характерный и чёткий щелчок срабатывания кнопки. Ход нажатия кнопки — небольшой, примерно 0.5 мм.
Во многих других TWS-наушниках используется сенсорное управление, но и у механического есть своё преимущество: не бывает ложных срабатываний.
Над кнопкой находятся два светодиода. Бело-прозрачный светодиод — на самом деле красный; а желтый — на самом деле белый.
Справа от кнопки — кварцевый генератор на 40 мГц.
Самая загадочная часть на этой стороне платы — прямоугольная черно-белая деталь внизу платы.
Она ещё к тому же и объёмная (имеет заметную высоту), посмотрим на эту деталь сбоку:
Могу предположить, что это — такая 3D-антенна для канала Bluetooth. Но в своём предположении я уверен не более, чем на 10%; просто других предположений совсем нет.
Теперь посмотрим на лицевую сторону материнской платы:
Центральная часть всего устройства — чип RTL8763BFR (компания Realtek). Чип поддерживает работу Bluetooth 5.0; протокол AptX не поддерживается (многие им интересуются, но здесь его нет и не может быть). Подробное описание чипа — здесь (PDF, англ. яз.)
Кроме всей прочей обвязки на плате имеются два миниатюрных моточных элемента (дросселя). Один из них (с желтой точкой) расположен справа от главного чипа, а второй — под желтым проводом.
Микрофон расположен за матовым пластиком в верхней части платы.
Теперь осмотрим остальные детали конструкции.
Снимем силиконовый амбушюр и посмотрим на половинку корпуса с динамиком и контактами для зарядки:
Для защиты от грязи перед динамиком установлена очень мелкая сетка. Грязь не пройдёт!
Теперь давайте полностью доломаем динамик и посмотрим на звуковую катушку и магнитную систему.
Вот звуковая катушка с излучателем:
Согласно официальным спецификациям, диаметр излучателя звука составляет 7.2 мм.
В днище магнитной системы заметно небольшое отверстие, сделанное, вероятно, для улучшения воспроизведения басов.
Магнитная система — маленькая, но сильная. На стенке холодильника держится уверенно. 🙂
Теперь посмотрим на обратную сторону половинки корпуса с контактными площадками:
Здесь видна сама плата с контактными площадками и ещё одна загадочная деталь (поскольку ни с чем не соединена): две блестящие полоски по бокам от платы с контактами. Это — миниатюрные магнитики, помогающие наушнику удержаться в кейсе и, тем самым, исключить нештатное прерывание процесса зарядки.
И, наконец, разберём на составные части другую половинку корпуса, на которой закреплена механическая кнопка:
Справа здесь — собственно вторая половинка корпуса, а слева — именно кнопка, которая вставляется в эту половинку корпуса и держится в ней на защёлках.
В нижней части корпуса заметно тонкое отверстие, через которое проходит свет от светодиодов.
Уф-ф-ф-ф… Вот и всё по механической части. Осталась философская часть (заключение). 🙂
Заключение
Сначала — несколько слов о наушниках TWS, случайно ставших героями статьи, — Xiaomi Redmi AirDots.
Это — одни из самых недорогих TWS наушников на рынке.
Их можно отнести к классу «крепких середнячков» с хорошим соотношением цена-качество. Для изучения общественного мнения об этих наушниках полезно почитать отзывы владельцев по приведённым далее ссылкам на Яндекс.Маркет.
Такие относительно недорогие наушники хороши, если Вы ещё не знаете точно, нужны ли Вам наушники TWS, или не нужны.
Если они Вам понравятся, то можно переходить на более дорогие модели.
Наушники TWS сейчас — «в тренде», но и у них есть свои специфические проблемы.
В качестве примера можно отметить, например, невысокую автономность по сравнению с «обычными» Bluetooth-наушниками; а также повышенную вероятность потерять один из наушников. Кроме того, некоторые пользователи считают их просто неудобными (вкус — дело тонкое).
Сейчас наушники именно этой модели сняты с производства, но у них есть «наследники»: Xiaomi Redmi AirDots 2 ( Яндекс.Маркет, около 1400 рублей) и Xiaomi Redmi AirDots 3 ( Яндекс.Маркет, около 2500 рублей; кнопка в наушниках заменена на сенсорную).
Ещё вариант — воспользоваться поиском на Алиэкспресс; но тут есть нюансы.
Во-первых, в российских магазинах цены на эти наушники вполне конкурентоспособны с китайскими (если не говорить о подделках); во-вторых, выбирать крайне желательно наушники с глобальной версией (а не с китайской); а в-третьих, надо остерегаться этих самых подделок.
За сим позвольте поблагодарить всех за внимание!