使用NRF5340上的LE音频实时连接多个扬声器

当我有了AuraPlug的想法时，我正在开车穿越美国——那是大约半年前，我搬到纽约，在与一家音频初创公司合作后，我用光了最后的资金。Sonic Sprint挑战是将我的想法带入生活的绝佳机会，在一个完整的循环时刻，我在今年夏天的另一次公路旅行中设计了它!

想象一下，将一个拇指驱动器大小的加密狗插入多个扬声器，并通过蓝牙实时同步它们，而无需安装任何软件-感谢Auracast，这是可能的!

开箱即用，NRF5340音频开发套件支持BIS(广播同步流)和CIS(连接同步流)音频应用：第一个允许从单个蓝牙源广播到多个LE音频设备，第二个促进真正的无线立体声!(以前的无线立体声实现，如Airpods，是在蓝牙经典堆栈之上的一种“hack”)。

早期的原型

音频开发套件具有板载单声道DAC (Cirrus CS47L63)，因为该套件设计用于串联测试真正的无线立体声(每个耳机使用一个开发套件)。这是不幸的，因为我想在一个NRF5340 IC周围设计一个立体声插头!我发现一些线索表明PCM5102，来自德州仪器的立体声DAC，我把我的朋友迈克尔拉到这个项目中来开发固件，而我设计了一个手持接收器单元。

EByte E83是我能在亚马逊上找到的最小的手工焊接包(是的，我手工焊接了所有65个BGA焊盘)，我还发现了一个无处不在的PCM5102 breakout。在进入完全的SMD产品之前，用已知的工作组件验证概念通常是一个好主意。

Zephyr OS是一个陡峭的学习曲线——除了那些在我们之前尝试过的人的骨头之外，没有关于使用E83的公开文档——我们写了我们自己的板覆盖文件，在我们的程序中与内存问题相抗衡，以适应图形库，Michael在大约一个月内实现了一些技巧来对抗延迟和音频伪影!他之前没有嵌入式开发经验，而我也从未研究过Zephyr。

然而，我们建造了一个接收器，它可以在100毫安的电池上运行几个小时，并且能够在接收器上的多个广播同步流之间切换!为了测试这一点，我们使用另一个E83作为USB音频发射器。

SoAuraPlug只需要调到一个流，这应该很容易吧?

设计AuraPlug

我的第一个设计是无法制造的。嗯，很贵。NRF5340有QFN和WLCSP两种封装，令我惊讶的是，我在设计更大的QFN封装时遇到了更多的问题!通过焊盘和痕量公差推动了PCBWay的制造能力，我的报价是每板140美元-不含组装!

这是我第一次尝试4层阻抗匹配PCB设计-也是露营。我和一个朋友在美国国家公园的公路旅行中，我花了几个小时在路上阅读数据表和参考设计，每当我们通过手机服务范围时就下载Altium对话。

它真的只花了2天的时间来重新设计我的董事会周围的WLCSP，和某处，而开车通过科罗拉多州我送他们去制造。没有通过垫，更大的公差，更多的板空间意味着我甚至可以在板上添加NFC和状态LED !我想，通过使用NFC和移动应用程序，将AuraPlug与源发射器配对可能会很有用。

该设计还包括两个音量按钮，用于电池管理的NPM1100和用于监测电池电量的MAX17048。我很高兴找到了来自Same Sky的板装TRS音频插孔，并设计了一个简单的外壳来加强它。

设计发射机

我喜欢轻装旅行，并且有破坏硬件的倾向，所以我寻找小型NRF5340加密狗来取代我用来测试音频广播的音频DK和E83。令我吃惊的是，一个也没有!

我用与AuraPlug相同的原理图做了一个简单的设计，外形比边缘安装的USB-C插头略厚。

在运输过程中

在撰写本文时，这两种设计仍在生产中，因为我正在等待NRF5340-CEAA和NPM1100在世界各地发货。我在爱荷华州参加一个拖拉机黑客会议，焦急地等待着他们的到来，并继续修改我的设计，因为我在YouTube上滔滔不绝地讲着Rick Hartley的PCB设计讲座。

这个概念很简单：在没有任何软件的情况下，多个扬声器之间的低延迟、同步音频——最终将在无声迪斯科或带导游的博物馆参观等用例中实现——我们希望在手持控制台上进行迭代，以改善TWS在多语言影院广播等应用中的应用!

LE Audio正在为每个人重新定义可访问的音频技术，成为永无止境的RnD旅程的早期部分是很好的。感谢PCBWay， Hackster和Nordic的所有人使我们的项目成为可能!

本文编译自hackster.io