當(dāng)我有了AuraPlug的想法時(shí)，我正在開車穿越美國——那是大約半年前，我搬到紐約，在與一家音頻初創(chuàng)公司合作后，我用光了最后的資金。Sonic Sprint挑戰(zhàn)是將我的想法帶入生活的絕佳機(jī)會，在一個(gè)完整的循環(huán)時(shí)刻，我在今年夏天的另一次公路旅行中設(shè)計(jì)了它!

想象一下，將一個(gè)拇指驅(qū)動器大小的加密狗插入多個(gè)揚(yáng)聲器，并通過藍(lán)牙實(shí)時(shí)同步它們，而無需安裝任何軟件-感謝Auracast，這是可能的!

開箱即用，NRF5340音頻開發(fā)套件支持BIS(廣播同步流)和CIS(連接同步流)音頻應(yīng)用：第一個(gè)允許從單個(gè)藍(lán)牙源廣播到多個(gè)LE音頻設(shè)備，第二個(gè)促進(jìn)真正的無線立體聲!(以前的無線立體聲實(shí)現(xiàn)，如Airpods，是在藍(lán)牙經(jīng)典堆棧之上的一種“hack”)。

早期的原型

音頻開發(fā)套件具有板載單聲道DAC (Cirrus CS47L63)，因?yàn)樵撎准O(shè)計(jì)用于串聯(lián)測試真正的無線立體聲(每個(gè)耳機(jī)使用一個(gè)開發(fā)套件)。這是不幸的，因?yàn)槲蚁朐谝粋€(gè)NRF5340 IC周圍設(shè)計(jì)一個(gè)立體聲插頭!我發(fā)現(xiàn)一些線索表明PCM5102，來自德州儀器的立體聲DAC，我把我的朋友邁克爾拉到這個(gè)項(xiàng)目中來開發(fā)固件，而我設(shè)計(jì)了一個(gè)手持接收器單元。

EByte E83是我能在亞馬遜上找到的最小的手工焊接包(是的，我手工焊接了所有65個(gè)BGA焊盤)，我還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)無處不在的PCM5102 breakout。在進(jìn)入完全的SMD產(chǎn)品之前，用已知的工作組件驗(yàn)證概念通常是一個(gè)好主意。

Zephyr OS是一個(gè)陡峭的學(xué)習(xí)曲線——除了那些在我們之前嘗試過的人的骨頭之外，沒有關(guān)于使用E83的公開文檔——我們寫了我們自己的板覆蓋文件，在我們的程序中與內(nèi)存問題相抗衡，以適應(yīng)圖形庫，Michael在大約一個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)了一些技巧來對抗延遲和音頻偽影!他之前沒有嵌入式開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，而我也從未研究過Zephyr。

然而，我們建造了一個(gè)接收器，它可以在100毫安的電池上運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)，并且能夠在接收器上的多個(gè)廣播同步流之間切換!為了測試這一點(diǎn)，我們使用另一個(gè)E83作為USB音頻發(fā)射器。

SoAuraPlug只需要調(diào)到一個(gè)流，這應(yīng)該很容易吧?

設(shè)計(jì)AuraPlug

我的第一個(gè)設(shè)計(jì)是無法制造的。嗯，很貴。NRF5340有QFN和WLCSP兩種封裝，令我驚訝的是，我在設(shè)計(jì)更大的QFN封裝時(shí)遇到了更多的問題!通過焊盤和痕量公差推動了PCBWay的制造能力，我的報(bào)價(jià)是每板140美元-不含組裝!

這是我第一次嘗試4層阻抗匹配PCB設(shè)計(jì)-也是露營。我和一個(gè)朋友在美國國家公園的公路旅行中，我花了幾個(gè)小時(shí)在路上閱讀數(shù)據(jù)表和參考設(shè)計(jì)，每當(dāng)我們通過手機(jī)服務(wù)范圍時(shí)就下載Altium對話。

它真的只花了2天的時(shí)間來重新設(shè)計(jì)我的董事會周圍的WLCSP，和某處，而開車通過科羅拉多州我送他們?nèi)ブ圃臁]有通過墊，更大的公差，更多的板空間意味著我甚至可以在板上添加NFC和狀態(tài)LED !我想，通過使用NFC和移動應(yīng)用程序，將AuraPlug與源發(fā)射器配對可能會很有用。

該設(shè)計(jì)還包括兩個(gè)音量按鈕，用于電池管理的NPM1100和用于監(jiān)測電池電量的MAX17048。我很高興找到了來自Same Sky的板裝TRS音頻插孔，并設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的外殼來加強(qiáng)它。

設(shè)計(jì)發(fā)射機(jī)

我喜歡輕裝旅行，并且有破壞硬件的傾向，所以我尋找小型NRF5340加密狗來取代我用來測試音頻廣播的音頻DK和E83。令我吃驚的是，一個(gè)也沒有!

我用與AuraPlug相同的原理圖做了一個(gè)簡單的設(shè)計(jì)，外形比邊緣安裝的USB-C插頭略厚。

在運(yùn)輸過程中

在撰寫本文時(shí)，這兩種設(shè)計(jì)仍在生產(chǎn)中，因?yàn)槲艺诘却齆RF5340-CEAA和NPM1100在世界各地發(fā)貨。我在愛荷華州參加一個(gè)拖拉機(jī)黑客會議，焦急地等待著他們的到來，并繼續(xù)修改我的設(shè)計(jì)，因?yàn)槲以赮ouTube上滔滔不絕地講著Rick Hartley的PCB設(shè)計(jì)講座。

這個(gè)概念很簡單：在沒有任何軟件的情況下，多個(gè)揚(yáng)聲器之間的低延遲、同步音頻——最終將在無聲迪斯科或帶導(dǎo)游的博物館參觀等用例中實(shí)現(xiàn)——我們希望在手持控制臺上進(jìn)行迭代，以改善TWS在多語言影院廣播等應(yīng)用中的應(yīng)用!

LE Audio正在為每個(gè)人重新定義可訪問的音頻技術(shù)，成為永無止境的RnD旅程的早期部分是很好的。感謝PCBWay， Hackster和Nordic的所有人使我們的項(xiàng)目成為可能!

本文編譯自hackster.io