🔊 Проект: простой усилитель звука на классической микросхеме LM386 для сигналов Arduino

В другом проекте на сайте для громкого сигнала используется готовый модуль XH-M567. Здесь то же самое достигается на менее дорогой и значительно более старой микросхеме LM386 — классическом усилителе мощности звука, десятилетиями использующемся в простых самодельных конструкциях.

Как это работает

LM386 — операционный усилитель мощности, специально рассчитанный на раскачку маленьких динамиков от слабого входного сигнала: внутри одна микросхема содержит весь нужный для этого каскад усиления, без необходимости рассчитывать собственную транзисторную схему. Коэффициент усиления по умолчанию у неё относительно скромный (около 20 раз), но его можно увеличить до 200 раз, добавив конденсатор между определёнными выводами микросхемы (обычно обозначенными как выводы усиления на готовых платах-модулях).

Как и в проекте с XH-M567, сигнал `tone()` — прямоугольный, а не привычный "аналоговый" звук, но для простого тонального сигнала разница не критична: вход усилителя воспринимает прямоугольный сигнал как обычный переменный ток и просто усиливает его амплитуду, отдавая на выход достаточно мощности, чтобы раскачать динамик громче, чем маленький пьезо-зуммер.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

LM386: вход аудиосигнала (IN) → D9 Arduino, VCC → 5V или отдельное питание по маркировке платы, GND → GND.
Выход усилителя (OUT) → динамик.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

const int AMP_PIN = 9;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  tone(AMP_PIN, 1500, 300);
  delay(1000);
  tone(AMP_PIN, 2000, 300);
  delay(1000);
}

Дополнительных библиотек не требуется — только встроенная `tone()`, точно так же, как с обычным пьезо-зуммером. Громкость и усиление на большинстве готовых модулей LM386 регулируются встроенным подстроечным резистором или дополнительным конденсатором усиления на плате.

Частые проблемы

Динамик молчит — проверьте питание усилителя и подключение динамика к выходу OUT.
Звук очень тихий — проверьте, не нужен ли конденсатор усиления между выводами усиления микросхемы на вашей конкретной плате (не на всех готовых модулях он распаян по умолчанию).
Звук искажённый на большой громкости — LM386 ограничена по максимальной неискажённой мощности; для более качественного и громкого звука подойдёт более мощный готовый модуль, например XH-M567 из другого проекта на сайте.
Слышен постоянный фон/шум — проверьте качество соединений и попробуйте добавить конденсатор по питанию (развязку) рядом с микросхемой, если его нет на готовой плате.

Как улучшить проект

Сравнить субъективную громкость и качество звука с проектом на XH-M567 на одном и том же динамике.
Добавить потенциометр громкости между Arduino и входом усилителя, если на вашей плате его нет.
Воспроизвести через этот же усилитель записанный звуковой файл через отдельный модуль воспроизведения, если нужен не просто гудок, а голосовое сообщение.