Самодельная караоке-приставка
Tags: [karaoke]
Сразу предупреждаю: все ниже написанное это мой личный, обывательский опыт, я ни разу звукорежиссёр :) И я не привожу здесь ссылки на товары и продавцов, потому что эта информация может быстро устареть. Лучше пользоваться поиском.
Для тех, кто любит петь в семейном кругу, вместе с близкими друзьями под хороший алкоголь, либо для обучения детей вокалу могут пригодится эти конструкции домашнего караоке. Конечно можно использовать специализированные аудиоинтерфейсы, оснащенные микрофонными входами, что гарантирует высокое качество звука, но это стоит денег и не всегда оправдано для домашнего использования.
Китайские платы для караоке
Принцип работы с этими караоке-платами прост. На вход платы подается аудиосигнал со звуковой карты компьютера, на котором запускается видеопроигрыватель, воспроизводящий караоке видео файл. На видео записано, как буквы в словах песни динамично следуют под музыку. Звуковая дорожка видео файла является как бы минусовкой песни. Караоке-плата смешивает звук с микрофонных входов и воспроизводимого файла и выводит их на колонки.
Почему же нельзя просто подключить микрофон к микрофонному входу звуковой карты компьютера, выход звуковой карты подключить на усилитель с колонками, а в микшере Windows настроить так, чтобы сигнал с микрофона смешивался с воспроизводимой музыкой?
Во-первых, вход звуковой карты компьютера рассчитан на подключение электретного микрофона, а не динамического, который используется в караоке.
Во-вторых, все дело в задержке сигнала, поскольку при обработке звука на компьютере используются буферы. И в реальном времени получается так, что звук с микрофона запаздывает относительно воспроизводимого файла. Пение под такой аккомпанемент будет начисто лишено удовольствия. Конечно это все решается интерфейсом ASIO, но обычные звуковые карты как правило его не имеют.
На АлиЭкспресс эти караоке-платы можно купить не только в собранном виде, но и в виде конструктора для самостоятельной сборки, где присутствует нераспаянная плата. Это дает возможность самостоятельно выбирать комплектующие для сборки, так как в алишной комплектации наборов могут присутствовать комплектующие сомнительного качества. Особенно это касается микросхем ОУ NE5532, которыми комплектуются наборы, они с высокой вероятностью не оригинальные. Если покупать в нераспаяном виде, можно заменить комплектующие на нормальные.
На платах имеется регулировка уровня сигнала микрофона, уровня громкости, а также эффект реверберации с регулировкой времени задержки, реализованный на микросхеме PT2399, который накладывается на голос. Тип микрофона - динамический. В принципе, этого уже достаточно для домашнего применения.
Я собирал караоке-приставку на основе двух видов плат, поэтому могу поделиться своим практическим опытом.
Красная плата
Начнем, наверное, с самой простой и дешевой платы:
Имеет довольно большое усиление сигнала с микрофонов, если накрутить много, то ощутимо шумит. Из-за однополярного питания слышны переходные процессы в динамиках, особенно если клацнуть выключателем на микрофоне, слышен "бдыц". В принципе пользоваться ей можно, но на хорошее качество не стоит рассчитывать.
Синяя плата
Эта уже намного лучше предыдущей. Переходные процессы не слышны, микрофон можно вставлять и вынимать на ходу, выключателем можно клацать смело, ощутимого хлопка в колонках нет.
Качество звука хорошее, заметных шумов тоже нет. Главный недостаток - микрофонные входы не регулируются по отдельности, по сути это один вход, также требуется двуполярное питание.
На основе имеющихся сканов печатной платы, сделал реверс-инжиниринг. Так как в результате этого дела у меня получился файл печатной платы, я внёс в плату улучшения, какие я вижу, вот основные доработки:
- в питании добавлена вторая пара конденсаторов, так как одной пары конденсаторов 470 мкФ явно маловато;
- между входами и выходами стабилизаторов добавлены защитные диоды;
- конденсаторы (C8, C9) на выходах можно устанавливать электролитические, как на оригинальной плате, что не рекомендуется, так и пленочные с шагом 5 мм;
- улучшена трассировка дорожек питания PT2399;
- добавлена возможность подключения регулятора "Delay", если это потребуется;
- добавлены дополнительные контакты для подключения земли, питания и в цепи смесителя сигнала (по идее, две такие платы можно подключить "этажеркой", чтобы получить два независимых микрофонных входа, при этом, питание на вторую плату можно подать от первой).
Размеры платы, посадочные места крепёжных отверстий, микрофонных разъёмов и регуляторов полностью соответствуют оригинальной плате.
А теперь приведу скрины платы, что я "среверсинжинирил":
И соответствующая данной плате схема:
Я не исключаю наличия ошибок в схеме и на плате, ведь в "железе" "среверсинжиниренная" плата не делалалась. Если вы обнаружите ошибки, пожалуйста, сообщите мне, и я внесу необходимые исправления.
Следует отметить, что все эти действия проводились не для того, чтобы "украсть". К сожалению, на странице описания товара не прилагается схема. Есть только чертёж с указанием посадочных размеров, а на шелкографии платы лишь указаны номиналы для каждого компонента, т.е предлагается собирать вслепую. Как пример хорошего отношения к потребителю можно привести конструкторы VELLEMAN (https://www.velleman.eu/) с детальной документацией по сборке и применению. Так как эта плата продаётся в составе набора для самостоятельной сборки и её топология открыта, любой желающий, потратив некоторое время и приложив усилия, может восстановить принципиальную схему на основе платы и даже клонировать её. А значит, никакой коммерческой тайны здесь нет. И если в будущем мне или кому-то ещё понадобится сделать такое устройство, а в продаже плат для него уже не будет, можно будет заказать изготовление платы с дополнениями и улучшениями или модифицировать её под свои нужды. И я надеюсь, что эта информация будет полезна другим.
Конструкция
Это собранная мной караоке-плата:
- Конструкция корпуса: Konstrykciya_korpysa-final.rar. Корпус я покупал на АлиЭкспресс. Для оформления передней и задней панели я использовал наклейки, изготовленные в полиграфии.
- Карта соединения земли, питания и сигнальных проводников: GND.pdf (Черновик "от руки")
- Активный разветвитель сигнала (сплиттер). С его помощью я сделал два выхода...
- Индикатор уровня аудио-сигнала на К157ДА1. Дает возможность контролировать уровень сигнала с выхода для записи звука. Но в первую очередь это придает конструкции некий профессиональный вид :).
- Релейный переключатель "прямой путь" сигнала. Это устройство переключает сигнал от звуковой карты сразу на усилитель, когда караоке-приставка выключена и через караоке-приставку, когда она включена...
- Двуполярный маломощный блок питания (в корпусе Z-16). С целью ограждения устройства от наводок и помех, блок питания сделан в отдельном корпусе.
Стрелочные индикаторы
У купленных на АлиЭкспресс стрелочных индикаторов я заменил подсветку. Изначально там внутри были лампы накаливания. Я решил, что будет лучше заменить их на белые светодиоды, так как они надёжнее и экономичнее ламп. Тому, кто будет разбирать такие индикаторы - даю ценный совет: там не резьба, ни в коем случае не проворачивайте части корпуса индикатора, иначе повредится стрелочная головка. Для разборки корпуса нужно вставить в зазор между двух его частей лезвие ножа и подковырнуть:
Запись звука
Для записи звука я использую бесплатную программу Audacity.
Что делать, если звуковая карта не имеет линейного входа, а имеет только микрофонный стерео вход? У микрофонного входа очень высокая чувствительность, чтобы исключить его перегрузку я делал переходник по следующей схеме:
Я паял резисторы размера 0805 прямо на контакты внутри штекера "в микрофонный вход". И на место их пайки сверху клеил эпоксидным клеем еще по спиленному резистору 0805, так, для надежности.
Галерея
