Можно сделать из проигрывателя пластинок. Самодельный портативный mp3 плеер USB, microSD

12.05.2019

Материал, из которого сделан стол, тонарм, диск и прочие детали проигрывателя виниловых пластинок, - характеристика важная. Тут тебе и звук, и цвет, и даже функциональность. Я решил написать про редкие и не очень материалы, которые используются в производстве виниловых проигрывателей. И когда дописывал свою статью, понял, что все «исходники» условно делятся на две части: дерево и все остальное. Так как статья получилась большой, я ее разделил на две части и первую полностью посвятил материалу растительного происхождения.

Раньше дереву в конструкциях LP-проигрывателей отводилось скромное место (если говорить о влиянии на качество аппарата), пусть и самого дерева в этих конструкциях находилось немало. Например, деревянные корпуса, которые иногда и не были столами в привычном смысле, а лишь рамкой, иногда основу стола из МДФ покрывали шпоном. В проигрывателях нового поколения дереву нашлось уже более интересное, а главное, осмысленное применение.

Бамбуковые универсалы

Канадская компания Tri-Art Audio активно использует бамбук для изготовления корпусов своих компонентов, аппаратных стоек и подставок. Почему бы и нет? Материал красив и универсален. Из него можно сделать крошечный корпус для USB-ЦАПа и усилителя размером чуть больше головки звукоснимателя, а можно и корпус для компонентов, тем более что усиление разработчики используют исключительно в классе D, чтобы аппараты получались компактными. Акустика в бамбуковом корпусе - тоже не предел воображения. Бамбуковыми стойками сегодня точно никого не удивить. Но проигрыватели виниловых пластинок и тонармы - вроде совсем другое дело.


Проигрыватель Tri-Art Audio Pebbles

В модельном ряду компании два проигрывателя (Tri-Art Audio Pebbles и Tri-Art Audio Bam Bam) и четыре тонарма (Pebbles и Bam Bam в 9-ти и 12-дюймовых вариантах) - отдельных названий для них, видимо, не нашлось. Металла минимум: детали ножек-опор, моторы, подшипники, поворотные узлы тонармов. Из клееного и точеного бамбука же сделаны столы проигрывателей, основные диски, базы для тонармов и их трубки.

Младший проигрыватель, Pebbles, рассчитан на работу с одним тонармом, а Bam Bam может быть укомплектован и парой 12-дюймовых. Помимо необычного материала, в этих аппаратах есть еще и оригинальные конструктивные решения, как двухмоторный пассиковый привод у старшего проигрывателя.


Проигрыватель Tri-Art Audio Bam Bam с одноименными тонармами

Несмотря на всю «инаковость», это не какой-то супердорогой High End - топовая вертушка в паре с двумя 12-дюймовыми тонармами стоит около 2500 долларов США. Бамбук, как видим, еще и дешевый материал.

Понятно, что миниатюрные цифровые усилители в бамбуковом корпусе смотрятся игрушечно, их скорее отнесешь к категории lifestyle, чем Hi-Fi. Но те же одноопорные тонармы хитрой конструкции с проводкой Cardas - уж точно не игрушки.


Тонарм Tri-Art Audio Pebbles

Впрочем, пытаться угадать звуковые свойства аппаратов я не решусь. Как и свойства бамбукового мата, который можно использовать и с другими проигрывателями. Было бы интересно послушать все это в деле.

В цветах благородного дерева

Американский, в буквальном смысле семейный проект Teres Audio предлагает уже куда более серьезные вещи, например тонармы с деревянной трубкой или опциональный мотор с блоком управления за 1750 долларов США. Жаль, что на сайте у них минимум информации.


Certus Audio Model 460

Teres Audio выпускала всего пять моделей проигрывателей. Старшая Certus Model 460 представляет собой внушительную конструкцию со своей стойкой и блоком управления. По моим данным, 460-ю версию уже не делают, однако некоторые детали на заказ компания предлагает, но за весьма нескромное вознаграждение. В этих аппаратах многое сделано из дерева - даже массивный опорный диск. Однако кое-где дерево все же сочетается с металлом. Компания маленькая, техника малосерийная, поэтому сложно с уверенностью сказать, какое «процентное соотношение» дерева и метала в текущих моделях.


Teres Audio Model 360

Тонармы Teres Audio с нетипичной трехточечной опорной конструкцией и деревянной трубкой могут показаться меломанам интересными. Но следует помнить, что за $5000 можно найти много достойных вариантов с менее экзотическими и более предсказуемыми свойствами.

Новая жизнь старых верстовых столбов

Проигрыватель Anna Log от британской компании Nottingham Analogue знаком нашим аудиофилам. У него очень тяжелый многослойный диск крутит маломощный мотор с помощью толстого круглого пассика (при включении диск необходимо раскручивать рукой). Основная часть стола этого проигрывателя сделана из дерева. И не просто какого-то там дерева, а дерева древнего, выдержанного то ли 100, то ли 200 лет - подробности истории, услышанной от разработчика, я слегка запамятовал, но, кажется, на детали стола шли старинные английские верстовые столбы. Отсюда и пятизначный ценник проигрывателя и лимитированный тираж - Англия страна небольшая, старых верстовых столбов на всех, видимо, не хватает. Откуда родилась такая странная идея, из первых уст я уже не узнаю - Тома Флетчера, основателя и идеолога Nottingham Analogue, давно нет в живых. Поэтому остается рассматривать этот аппарат как нечто загадочное.


Nottingham Analogue Anna Log

Кстати, по звуку проигрыватель легко узнаваем, и если грамотно подобрать к нему остальные компоненты, результат получится очень и очень хорошим. Конечно, если цена стола без тонарма (а это около 9500 фунтов) вам не покажется чрезмерной.

Тонарм из кокоболо

Целиком деревянные тонармы в прошлом явление редкое. Можно вспомнить пару моделей Grace G-704 и G-714 - их истории несколько десятков лет, и на «чистый маркетинг» ее не спишешь. Однако сейчас тонармов с деревянной трубкой выпускается много - разных конструкций из разных пород дерева. Материал получил популярность по нескольким, не во всем правильным причинам. Проще обрабатывать в сравнении с металлами; возникает желание «подкрасить» звук - «полумертвых» виниловых трактов в погоне за чистотой и нейтральностью выпустили немало. Конечно же, есть и хорошо сделанные конструкции, причем я бы не сказал, что к дереву тяготеют только разработчики, склонные к «эзотерике».


Тонарм Grace G-704
Тонарм Grace G-714

К примеру, тонармы молодой литовской компании Reed. В линейке всего три модели, а вот редкие породы дерева, из которых будет сделан тонарм, представлены пятью вариантами (эбеновое дерево, венге, кокоболо, пернамбуковое дерево, кордия). Казалось бы, аудиофильская эзотерика. Однако тут начинается совсем другая история - производитель дает точные выкладки, какой будет эффективная масса. И конечно, она зависит от выбранной породы дерева. Также можно выбрать и длину тонарма: 9 или 12 дюймов.

Другими словами, если отвлечься от самого факта использования дерева, то компания делает честные математические расчеты, следственно, качественную механику. У тонармов предельно простая поворотная конструкция, с точными подшипниками. Предлагается отличный набор настроек, причем настроек удобно реализованных. То есть не все упирается в дерево, тонарм следует изучать как цельную конструкцию. Впрочем, Reed вообще довольно интересная компания и к конструкции их проигрывателя я вернусь позже - там есть на что посмотреть.


Тонармы Reed, установленные на "родном" проигрывателе (о котором будет отдельный разговор, немного позже).

Пример другой реализации мы видим у тонарма Scheu Analog Tacco MK II. Казалось бы, компания делает минималистичные и математически выверенные LP-проигрыватели (если можно проигрывателям вообще давать подобные характеристики), а вот тонармы Scheu Analog - совсем другая история. Все три модели в каталоге - классические одноопорники. Старшая модель Tacco MK II - капризный в настройке 9 дюймовый тонарм с толстой деревянной трубкой. Породы дерева могут быть разными (их нельзя выбрать в каталоге, нужно связываться с компанией и уточнять, что будет использовано конкретно в вашей модели). Высокотехнологичным, в современном смысле этого слова, этот тонарм назвать сложно, скорее тут есть некая архаика. Что, впрочем, не мешает тонарму обладать неплохими звуковыми свойствами.


Scheu Analog Tacco MK II

Я перечислил далеко не все варианты тонармов из дерева, сейчас этот «растительный материал» используют многие компании. Однако отмечу, что звук, который дает тонарм, конечно будет зависеть от материала, но в большей степени он будет зависеть от того, как выстроена вся конструкция в целом, включая незначительные мелочи.

Деревянная голова

Факт того, что дерево используется в качестве корпусов для головок, полагаю, никого не удивит. Поэтому в общеознакомительном качестве я это даже рассматривать не буду, но о нескольких необычных решениях все же расскажу.

Например, в японской компании Miyajima Laboratory работает всего шесть человек, включая идеолога и основателя Нориюки Мияджима. И они занимаются именно головками, причем не только стерео, но даже и моно, предназначенными для шеллачных 78-оборотных пластинок. Корпуса этих головок сделаны из черного и розового дерева (но мы уже решили, что это не новость), но вот у недавно выпущенной старшей модели Miyajima Маdake еще и бамбуковый иглодержатель, причем из какого-то крайне редкого сорта этого типа дерева. Можно сказать, что это противоположность алмазными или рубиновым иглодержателям. Безусловно, подобные изобретения очень интересно изучать и в теории, и на практике.


Головка звукоснимателя Miyajima Маdake с бамбуковым иглодержателем.

Собственно, на практике я бы еще советовал посмотреть головки Koetsu, Clearaudio, Benz-Micro, Sumiko, Soundsmith, Grado, Yamamoto и многих других (поклонникам винтажа могу посоветовать поискать, к примеру, «деревянные» модификации Supex SD-900). Чтобы погрузиться «с головой», попробуйте сменные корпуса для модификации Denon DL-103. Там есть корпуса не только из разных пород дерева, но также металлические, композитные и даже для вставки и заливки компаундом… Не готовы к столь радикальным экспериментам – послушайте, как меняют звук деревянные шеллы - их выпускает Ortofon, а у Yamamoto есть даже шеллы из разных пород дерева.

Помните о характере и поведении дерева. И не расстраивайтесь, если перепады влажности повлияют на звук. К примеру, многие владельцы культового проигрывателя Linn LP-12 знают о побочных эффектах, но все равно ценят его за исключительные звуковые качества. И Linn LP-12 - это только один пунктик в очень и очень обширном списке.

Сегодня представлю вам способ изготовления самодельного мп3 плеера. Согласен, схема не из простых, еще и прошивка, но возможно найдутся люди, которые все же соберут его. Выкладываю в архиве программное обеспечение , его можно доработать добавив или лишив плеера нескольких функций, например вы можете доработать плеер управлением по последовательному интерфейсу, можете использовать в различных проектах робототехники, но в основном наш MP3 плеер предназначен для прослушивание музыки. Карта памяти - SD/MMC, размер памяти ограничен теоретическим лимитом спецификациями MMC-формата, могут использоваться и другие карты с переходниками.

Данный MP-3 плеер поддерживает достаточно много функций, например случайное воспроизведение дорожек, навигация по дорожкам (вперед, назад, пауза), регулирование громкости звука воспроизведения. Также тут присутствует поддержка файловой системы FAT32, фрагментированных файлов. Качество звука и воспроизведения музыкальных файлов находится на очень высоком уровне. MP3-файлы с битрейтом 256 кБит/с воспроизводятся без каких-либо проблем, файлы с переменным битрейтом также воспроизводятся без проблем, максимально до 320 кБит/с.

WAV файлы также поддерживаются, но качество не на высоком уровне, для улучшение качество этого формата нужно поставить кварцевый резонатор с более высокой частотой. Для записи файлов на карту памяти вам нужен кард-ридер. Карта памяти должна быть в формате FAT32, а не в FAT16. Файлы на карте памяти должны быть в формате mp3. Нужно вставить карту памяти в MP3 плеер и включить питание, воспроизведение файлов начнется с первой дорожки.

Файлы воспроизводятся в записанном на карте порядке, но у плеера есть также функция случайного выбора дорожек. Чтобы включить случайное воспроизведение, нужно удержать кнопку <следующий трек> во время включения плеера. Когда все дорожки будут проиграны, воспроизведение останавливается и плеер уходит в ждущий режим.

В качестве компилятора использован PCM midrange compiler от CCS. Данный самодельный МП3 плеер обойдется вам не дорого, но собрать достаточно сложно из-за используемых в нем смд компонентов и цифровых технологий, если у вас нет опыта, лучше не связывайтесь с такими проектами! Возможно также дополнение устройства юсб портом, для возможности использования флешек.

Плеер можно дополнить маломощным усилителем низкой частот, для увеличения громкости звука, удобно использовать стереофоническую микросхему TDA2822, восьмивыводная микросхема обеспечивает мощность до 1 ватта на канал, питание от 2-х вольт.

Набравшись немного терпения, вы можете спаять самодельный MP3-плеер своими руками, при этом затратив менее 1000 руб. Т.к. программное обеспечение данного плеера представлено в открытом виде (доступны все исходники проекта), то вы можете дорабатывать его вводя новые функции, к примеру: управление по последовательному интерфейсу, можете использовать плеер в различных проектах робототехники, ну и естественно по его прямому предназначению – прослушивание музыки. Карта памяти – SD/MMC, размер памяти ограничен теоретическим лимитом спецификациями MMC-формата.

Данный MP-3 плеер поддерживает такие функции как случайное воспроизведение треков, навигация по трекам (вперед, назад, пауза), регулирование громкости воспроизведения. Также присутствует поддержка файловой системы FAT32, фрагментированных файлов, неограниченное число файлов в корневой директории, ну и естественно качество воспроизведения находится на высоком уровне. MP3-файлы с битрейтом 256 кБит/с воспроизводятся без каких-либо затыков, файлы с переменным битрейтом также воспроизводятся без проблем (в пике до 320 кБит/с).

WAV файлы также поддерживаются, но качество должно быть ниже чем у CD, пока вы не поставите кварцевый резонатор с большей частотой. На моем тестовом плеере это работает, однако запустить PIC с более чем ~8 МГц кварцем при питании 3.3 Вольта проблематично.

Для записи файлов на карту памяти вам будет нужен кард-ридер. Помните, что карта памяти должна быть в формате FAT32, а не в FAT16 или каком-либо другом.

Файлы на карте памяти должны быть с расширением.mp3. Вставьте карту памяти в плеер и включите питание, воспроизведение начнется с первого трека. Файлы воспроизводятся в том порядке – как они были на нее записаны (если не включена функция случайного воспроизведения).

Чтобы включить случайное воспроизведение, удерживайте кнопку “следующий трек” во время включения MP3-плеера. Функция будет работать до следующего включения плеера. Когда все треки будут проиграны, воспроизведение останавливается и плеер уходит в “sleep” режим.

Исходный код

Исходник написан на Си. В качестве компилятора я использовал PCM midrange compiler от CCS (офсайт ccsinfo.com). Компилятор платный, однако выдает очень компактный код и содержит достаточно богатый набор встроенных функций и данных.

Если в исходном коде вам не нужно делать каких-либо изменений и корректировок, то в архив я вложил уже готовый HEX-файл. Перед прошивкой не забудьте очистить фьзы BROWNOUT и WATCHDOG, иначе устройство не заработает!

Почти вся память контроллера 4К используется. Память EEPROM 256 байт полностью используется под таблицу данных для функции случайного воспроизведения. При необходимости можно освободить память, удалив несколько не очень критичных функций, к примеру функции для кнопок и случайное воспроизведение.

Список используемых радиоэлементов :

Кол-во Номер Описани е
1 PIC16LF88, в SOIC корпусе Микроконтроллер
1 VS1011b, SOIC-корпус. Думаю vs1011e также должна подойти с некоторыми изменениями MP3 -декодер
1 Alps # SCDA1A0901 (available at Mouser.com) SD/MMC сокет
1 Светодиод красного свечения
1 digikey# CP-3523SJCT-ND Стерео-гнездо для наушников
1 ECS inc.# ECS-129-18-4 12.96 МГц или аналог 12.96 МГц кварц
2-4 digikey# 311-1154-1-ND 22пФ конденсатор
1 digikey# MCP1700T3302ETTCT-ND 3.3 В стабилизатор, SOT23-3 корпус
6 digikey# BC1300CT 0.1 мкФ конденсатор
3 digikey# PCE3093CT 100 мкФ конденсатор, поверхност. монтажа
9 10K резистор
5 digikey# 401-1131-1-ND мини-джойстик
1 наушники
1 digikey# SBH-431A-ND Держатель для батарей
1 1M резистор
1 1K резистор
1 digikey# 478-3026-1 10 – 15 мкФ конденсатор

Данный mp3 плеер, не совсем обычной конструкции, был сделан из подручных средств.
Хорошее решение для дачи и с минимальными затратами. В ходе генуборки собралось много хлама на выброс и кое что решил пустить в дело). Корпус сделан из картона от бытовой техники склеенного вдвое, что придает конструкции хорошую жесткость. Почему картон? С ним проще работать и его много остается после покупок бытовой техники, и в данной самоделке картон хорошо подходит для создания корпуса.

Пошаговая сборка и демонстрация работы mp3 плеера в видеоролике для ознакомления

Было использовано:

1. Картонная коробка от бытовой техники;
2. Медные проводки от старой электроники;
3. 2 динамика от старых компьютерных колонок;
4. Клавиатура от старого сотового телефона;
5. Аккумуляторная батарея от старого сотового телефона;
6. Выключатель ();
7. 4 самореза;
8. Модуль заряда аккумуляторных батарей ();
9. Mp3 плеер без корпуса ();
10. Декоративная пленка на клейкой основе;
11. Термоклей, супер клей, изолента.

Из инструментов:

1. Плоскогубцы;
2. Ножницы;
3. Канцелярский нож;
4. Отвертка;
5. Клеевой пистолет;
6. Паяльник ( , очень удобный);
7. Третья рука.


Изготовление плеера

Нарезаем картон на парные куски, по 4шт каждого размера.
1. 4см х 8см, 3,6см х 7,6см;
2. 4см х 6,5см, 3,6см х 6,1см;
3. 6,5см х 8см, 6,1см х 7,6см.


И склеиваем их между собой. Это придаст конструкции жесткость.


Электроника, которая будет использована в самоделке.


Дешевый mp3 плеер с USB и microSD разъемами (). Питается от сети 5в или 3.7в от аккумулятора. Усилитель сигнала на 3вт в нем уже встроен. Так же встроен стабилизатор напряжения. Подключение питания через microUSB и две клеммы для аккумулятора.


Модуль заряда литиевых батарей 18650 на TP4056 5В 1А с micro USB интерфейсом (). Он подойдет для заряда аккумуляторов от сотовых телефонов.


Аккумуляторная батарея Philips 1100mAh. Вытащил из сломанного телефона.


Динамики из старых компьютерных колонок.


Недавно заказывал выключатели () хорошего качества для ремонта настольной лампы. Как раз одна осталась.


И несколько кнопок с клавиатуры сломанного телефона.


Вырезаем место под динамик, чтобы плотно сидел на месте.


Приклеиваем термоклеем основание корпуса, боковую стенку и примеряем будущее расположение аккумулятора.

Проклеиваем с внутренней стороны термоклеем для надежного скрепления.


Прикидываем будущее размещение модуля заряда.
Модуль заряда и аккумулятор будут находиться в корпусе второй колонки. В корпусе первой колонки будут расположены плата плеера и кнопки управления.


Вырезаем отверстия для USB и microSD разъемов на верхней части корпуса.


Выпаиваем штатные кнопки из платы плеера. Их разместим на той же верхней части корпуса для удобства управления.

Припаиваем проводки к кнопкам. Я брал 4 пары разных по цвету проводов, чтобы потом было удобнее паять на плате плеера.


Берем декоративную пленку на клейкой основе(у меня осталась черная) и обклеиваем ей части корпуса.


Должно получиться так.


Вырезаем отверстие под кнопку на верней части корпуса первой колонки и размещаем там кнопку управления.


С обратной стороны фиксируем термоклеем для надежности.


То же проделываем и с остальными кнопками. 2 верхние кнопки будут отвечать за переключение треков и громкость, нижняя левая плей/пауза, а нижняя правая кнопка повтора трека.

Получилось как то так.



Теперь можно припаивать проводки от кнопок на плату плеера.


Заливаем места пайки термоклеем для надежной фиксации проводков. Можно их собрать в кучу и обмотать изолентой, чтобы не мешались.


Соблюдая полярность припаиваем одну пару проводов от модуля заряда к аккумулятору.


Прикручиваем динамики к корпусу саморезами и фиксируем саморезы с обратной стороны термоклеем.


Приклеиваем верхнюю часть корпуса и фиксируем модуль заряда термоклеем для надежности.


Проделываем прорези для проводов идущих к первой колонке, фиксируем их термоклеем с внутренней стороны и проверяем работу модуля перед креплением задней части корпуса.


Скручиваем провода двух динамиков и припаиваем их к плате плеера соблюдая полярность.


Припаиваем провода питания к плате плеера и к выключателю. Соблюдайте полярность!


Болтающиеся части и провода фиксируем внутри термоклеем. Проверяем работу плеера перед креплением задней части корпуса.


Для фиксации колонок друг с другом и защиты проводов приклеиваем широкую полоску декоративной пленки с обеих сторон.

Получилась конструкция формы книжки, которая придает устойчивость и не обычный внешний вид данной самоделке.





Приклеиваем кнопки от клавиатуры старого телефона супер клеем. Будьте аккуратны, не залейте клеем кнопки управления.


Можно приступать к тесту.


Индикация.



МП3 плеер прочно завоевал позиции в области звуковоспроизводящей аппаратуры. Ушли в прошлое фонографы, пластинки, бобины, кассеты и даже компакт диски. Сейчас для хранения и получения звука достаточной маленького девайса размером со спичечный коробок. А как же оно там устроено внутри? По типу используемых носителей памяти, обеспечивающих хранение аудиоинформации, MP3 плееры в основном представленны устройствами на основе микросхем флэш-памяти. Они характеризуются малыми размерами, весом и большим временем работы от источника электропитания (литий ионного аккумулятора).

Типовая принципиальная схема промышленного и самодельного MP3 плееров представлены на рисунках ниже.


Согласно структурной схемы, информация поступающая в плеер в аналоговой форме, подается на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), с помощью которого аналоговый сигнал в режиме реального времени переводится в цифровую форму, после чего записывается в микросхему флэш-памяти. Кроме аналоговой формы, аудиоинформация может быть введена в аудиоплеер в цифровом виде из компьютера. Для управления встроенным блоком памяти используются соответствующие микросхемы, которые осуществляют необходимые преобразования, связанные со сжатием информации. Записанная информация хранится в плеере неограниченное время, независимо от состояния батарей, благодаря использованию энергонезависимой памяти.


Основой схемы любого MP3 плеера являются процессор и блок памяти. Под управлением ядра процессора информация поступает в аналоговой форме на АЦП, который является частью микросхемы процессора. Прежде чем поступить на АЦП, для обеспечения корректности преобразования аналоговый сигнал подвергается фильтрации. После преобразования сигнал в цифровой форме записывается в модуль памяти, представленный микросхемами флэш памяти. Так же аналоговый сигнал поступает с микрофона или FM радиоприёмника.

Аудиоинформация может быть введена в аудиоплеер и в цифровой форме – с компьютера посредством интерфейса USB. При воспроизведении музыки, записанные в цифровом виде данные с помощью контроллеров управления памятью считываются с используемого носителя. Они поступают на ЦАП, где из цифровой формы представления происходит восстановление аналогового сигнала. Затем сигнал усиливается до требуемого уровня, достаточного для воспроизведения через наушники или динамик.


Качество воспроизводимой музыки определяется алгоритмами обработки информации. Типичный MP3 плеер управляется с помощью миниатюрных кнопок (иногда сенсорных) и имеет встроенный LCD дисплей. Объем памяти – 1 - 16 Гбайт, все модели поддерживают интерфейс USB2. Питание осуществляется либо от стандартной батарейки AAA, либо чаще всего от встроенного литий ионного (полимерного)