#第六届立创电赛#wuli功放机 - 嘉立创EDA开源硬件平台

注：* 为必填项

请在报名阶段填写 ↓

* 1、项目功能介绍

下雨天，坐在窗前，使用自己设计的功放机播放着自己喜欢的音乐，工科人的浪漫就是如此简单！

功能介绍

• 输入部分采用AUX加扩展端口两种方式；aux是音频项目中最常用的接口，建议使用带屏蔽功能的音频线以防止干扰。扩展端口由一个2X3的排针组成，提供R&L音频信号输入、3.3V800MA以及5V 4A大电流两种输出供电。可以根据排针的顺序设计外接功能板，例如连接蓝牙模块实现蓝牙播放或者连接FM模块用于收听广播；目前已经设计了蓝牙小板。
• 采用传统推子控制音量，设置的音量一看便知，不用担心熊孩子瞎调整导致的开机开幕雷击。
• 在电源供电足够的情况下，可以带动2X50W的扬声器，让你实现一楼放歌，整楼欣赏的无缝音乐体验。（仅供一栋楼都是你的情况下，避免被锤！）
• 内部安装有散热片和静音散热风扇，保证你在40度的夏天，依然可以坐在窗前，播放喜欢的音乐，享受三伏天阳光带来的惬意。
• 50cm的灯带，随着音乐和你一起律动，一个人的蹦迪也不会无聊。

*2、项目属性

字如其物，这就是一台属于工科人的功放机。船型版本，仅在立创开源平台首发，拒绝商用，其他问题可评论或私聊联系，楼主没脾气，一般情况下不咬人。

其他情况下如有侵权，请联系。

* 3、开源协议

遵循GPL 3.0开源协议

请在竞赛阶段填写 ↓

*4、硬件部分

硬件主要有5部分：功放主板、WS2812B灯带、前后面板以及智能卡。

功放主板主要由前级放大芯片、后级功放芯片、电源芯片以及输入部分构成。

前级放大芯片为NE5532；NE5532是高性能低噪声双运算放大器。与很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。本次设计采用2片NE5532,分别作用给R和L声道，如图所示：

后级功放部分采用TPA3116芯片，也属于TI公司，可负载50W 立体声或100W 单声道、4.5V 至 26V 电源电压以及模拟输入 等功能，属于D 类音频放大器，这个芯片也在很多消费类功放产品中比较常见，外围电路严格按照官网数据手册设计，需要注意的是输出部分，因为考虑到高达50W的输出能力，因此采用10uh 5.4A的功率电感，稳定输出的情况下减少发热。TPA3116在高功率工作时也会发热严重，前期设计需要留空以安装散热片。具体电路如图所示：

供电部分采用CJ7812、AMS1084CM-5.0和AMS1117-3.3组成，为整个电路提供12V 1.5A  /  5V 4.5A  / 3.3V 0.8A共3组电压，可以为后期连接各种扩展面板提供充足的电源，包括大电流的WS2812B灯带。原理图如图所示：

输入部分主要采用AUX接口，由3.5mm音频线输入，同时也带有2x3p的扩展接口，可连接蓝牙板、FM收音板等为功放机提供更多的功能；如图所示：

WS2812B灯带则是采用多个WS2812B灯珠级联的方式设计，由ESP12F作为MCU控制，上一个灯的DO连接下一个灯的DI，非常好用，电路也非常简单，在刘工dalao的简易下，采用了60个灯珠，PCB板长达50CM，带来了非常炫酷的视觉体验。需要注意的是WS2812灯在100%亮度工作时会需要比较大的电流，设计时需要尽量宽地设计供电线路，同时尽量采用铝基板，以防灯珠过热。

前后面板部分均为PCB设计，主要是比较炫酷（JianDan），成本也很低。前面板主要是安装推子用以调节音量，安装LED以显示工作状态，安装开关用于控制电路开关。通过排线和功放板连接，下面是成品图，个人感觉还不错哈哈哈O(∩_∩)O

智能卡是由ESP12F芯片组成的金手指模块，灵感来源于老式电视机顶盒，在小时候（暴露年龄了o(╥﹏╥)o）家里的电视机顶盒需要每年升级，然后家长就会把机顶盒内的智能卡拔出来，拿到专门的地方去花钱升级，同时这也是一个防止偷看电视的好方法（逃~）。本次也采用了相似的设计，让ESP12F可以通过插槽接入功放机，以驱动WS2812灯带，在需要更新程序的情况下，只需要拔掉智能卡，插入专门设计的烧录器中即可更新，为功放板节省了不少空间。下面是智能卡和烧录器照片：

 附：设计的蓝牙扩展卡，用于给功放机提供蓝牙输入功能，实物图如图所示：

另外：裸露的电路板怎么能作为一个成熟的产品呢，工科人也是有审美的（气抖冷......）因此我也为这个产品设计了外壳（建模技术实在是欠佳，能用就好能用就好\(^o^)/~）。

设计采用Fusion360

设计外壳的时候需要计算好尺寸哟，要是3D打印回来发现安装不上就尴尬了..........

遇到的问题

得以于刘工dalao的祝福，板子基本上没有问题，工作正常，要求的效果也实现了。但是需要注意的是扬声器的功率，在大功率输出的时候一定要使用比较粗的导线，不然会导致导线严重发热,,,,,然后就木有声音了。。。。

附：为了在炎热的夏天也可以享受音乐带来的清凉，我在最终版本中安装了12V散热风扇，以加强散热。

*5、软件部分

功放板本身不涉及软件编程，在线路没有问题的情况下就可以达到需要的功能，本次设计因为使用了WS2812灯带以实现频谱效果，因此需要一块ESP12F芯片，并使用Arduino IDE编程，程序以附件的形式上传，有几种不同的效果，程序同样使用了开源工程，不可商用，使用者需遵循开源协议。

*6、BOM清单

BOM表格会在原理图下自动生成，这里就不再赘述，芯片价格上涨严重，平时养成归纳元器件的好习惯，做设计的时候就可以少买不少元器件。机智如我(✪ω✪)

*7、大赛LOGO验证

半成品板，logo丝印：

* 8、演示您的项目并录制成视频上传

实物前后照片：

补充：后端的音频输出接口和电源输入接口均采用DC005圆头插头，但是为了避免插错，音频输出接口采用2.5mm轴距，而电源输入接口采用2.1mm轴距，因此电源输入端子是无法插入到音频输出端口上的，一定程度上避免插错导致功放机的损坏。

演示视频见页面底部：↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

用旧手机录制的，收音效果好像很差，请自行脑补hhh

视频同步上传bilibili 新人up主 后期会有更好的视频带给大家  求点赞关注：https://www.bilibili.com/video/BV1vP4y1x7RE/