巧手将AirPod变成具有FM功能的耳机|耳塞|设计_新浪科技

在本系列的前面，使用触摸显示器创建了紧凑型 FM 收音机。从那时起，设计继续推进，将 FM 收音机集成到耳塞中——尽管该版本有一个局限性：每次需要更改频道时都必须重新编程耳塞。现在，设计之旅继续推出完全独立的 FM 耳塞，不再依赖外部 MCU 来选择频道或其他功能。

在此版本中，MCU 和用户界面都完全内置于耳塞本身中。图 1 显示了早期的原型、各个组件的比较（放置在种子旁边以进行缩放）和最终的表面贴装 PCB。

图1：上期作者的原型

这是迄今为止该系列中最小的工作系统。也就是说，它确实需要表面贴装焊接经验。紧凑的 MCU 和单开关接口允许用户切换 FM 频道（向上/向下）和调节音量。该设计足够紧凑，可以放入耳塞中，但电池容量仍然有限，限制了延长的聆听时间。通过一些重新配置，可以修改耳塞腔以容纳更大的电池。

为了获得更好的接收效果，还可以将外部天线或 SMD 天线集成到系统中。在当前版本中，耳塞内部使用了一个简单的线圈来充当天线，避免了对外部组件的需求，同时保持了超紧凑的设计。

组件选择至关重要，因为整个 FM 收音机必须适合耳塞内。需要超紧凑的部件，其中 MCU 和 FM 模块是关键。与早期设计一样，使用了 RDA5807 FM 模块，这是目前最小的模块之一。它通过 I2C 进行通信，允许频道更改、音量控制和电台扫描，所有这些都通过 MCU 进行管理。

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MCU的选择尤为关键。MCU 的电压工作范围必须与 FM 模块的工作范围相匹配。MCU 还必须提供一个 I2C 端口，用于与 FM 模块通信，并消耗最少的能量，以最大限度地延长小型电池的运行时间。为了满足这些要求，德州仪器（TI）最近发布的一个选项，详情请访问：单击此处

另一种选择是 Microchip 的 ATtiny 系列，该系列提供各种小封装的 SMD 版本。WCH CH32V003系列MCU芯片也可以考虑。

为了便于编程，我们选择了 Microchip 的 ATtiny412 MCU。但是，其他 MCU 也可以与适当的代码调整一起使用。ATtiny412 需要 UPDI 编程器，但也可以使用 Arduino Uno 进行编程，许多业余爱好者已经拥有该 Arduino Uno。

同样，其他 MCU（例如 ATtiny85）也可以通过 Arduino Uno 进行编程。在此器件中，Arduino Uno 用作编程器板，而不是主 MCU。图 2 显示了指尖上的 Tiny412 MCU IC，以及其他组件与用于缩放的脉冲种子相比。

图2：指尖上显示的Tiny412 MCU IC，其余组件的尺寸与脉冲种子的比较

要组装此设备，组件将列在物料清单表中。

代码是使用 Arduino IDE 准备的。人们很自然地想知道这个 MCU 是否可以使用 IDE 进行编程。答案是肯定的，不仅仅是这个型号，前面提到的所有MCU都是兼容的。为了使设计尽可能紧凑和简单，电池、按钮和 PCB 都安装在耳塞内，使用了一个按钮来处理整个用户界面。这个开关管理电台扫描、更改频道频率、调节音量和播放/暂停控制。

一个常见的问题是如何通过单个交换机管理所有这些功能。

接下来解释开关的工作原理及其在代码中的功能定义。图 3 显示了定义用户界面（UI）按钮功能的代码片段。