В настоящее время звук и видео в каждой комнате переходят из разряда роскоши в категорию дополнительного удобства.
Для того, чтобы избежать необходимости установки комплекта мультимедийного оборудования в каждой комнате, используются системы «мультирум».

Мультирум — это мультимедийная система распределения аудио и видеосигналов в некотором помещении или за его пределами. Является дополнением к системе умного дома. Обычно используется в квартирах, частных домах или других помещениях с большим количеством комнат. [Wikipedia]

Пользователь получает возможность переключать источники сигнала в разные комнаты как вручную, так и по определенным сценариям в автоматизированном режиме.

В данной статье речь пойдёт о нашей разработке для «умного дома» — контроллере аудио мультирума MR-01.



Статья носит ознакомительный характер и в ней не рассматриваются электрическая схема и код прошивки.

Изначально мы решили делать модульную архитектуру всех наших устройств, поэтому для подключения разрабатываемого контроллера мультирума к системе «умный дом» мы запланировали использовать ранее изготовленный Ethernet-модуль EM-01.

В зависимости от количества комнат в квартире может потребоваться разное количество аудио-выходов у контроллера.
Кроме того, мы пытались добиться удешевления конструкции и максимальной универсальности. Чтобы не возникало ситуации, когда у пользователя в доме 8 комнат, а у контроллера сделано, например, 20 выходов. Зачем человеку переплачивать за неиспользуемые мощности?
В результате было решено использовать «многоэтажную» концепцию подключения модулей внутри контроллера мультирума. В данном варианте можно без проблем наращивать количество выходов при необходимости:


В качестве усилителя была выбрана TDA2050 — монолитная интегральная схема в корпусе Pentawatt (производитель — STMicroelectronics).
На основе этих микросхем была разработана плата двухканального усилителя, имеющая свой уникальный (внутри устройства) адрес, по которому управляющий модуль данного устройства будет обращаться к ней и отдавать команды.

Для ввода аудио-сигналов, подключения сетевого модуля EM-01 и передачи аудиосигналов и команд на платы усилителей была разработана плата управляющего модуля.
На фотографии ниже — платы управляющего модуля и усилителя в процессе сборки:


В качестве источника питания мы хотели использовать как переменное, так и постоянное напряжение, для чего разработали плату модуля питания, встраиваемую в устройство.

В итоге устройство имеет модульную архитектуру и состоит из следующих плат:

• модуль питания;
• сетевой модуль EM-01;
• управляющий модуль;
• до 16 плат адресуемых усилителей.

Сборка первого экземпляра мультирума (прошу прощения за качество фото):




В минимальной конфигурации достаточно модуля питания, сетевого модуля, управляющего модуля и одной платы усилителя, но в таком случае это будет уже не мультирум-контроллер, а просто стерео-усилитель, управляемый по Ethernet :)

Собранный нами первый экземпляр контроллера содержит 10 плат усилителей и имеет на корпусе следующие разъемы

• винтовые клеммы для питания (максимальный диаметр кабеля — 4 мм);
• 4 аудиовхода типа «стерео-джек» 3.5 мм;
• 1 аудиовход типа «моно-джек» 3.5 мм;
• 1 разъем RJ-45;
• 20 нажимных клеммников для подключения кабелей от колонок.

Для данного экземпляра был разработан корпус из акрила. Для точной подгонки размеров корпуса были созданы 3D-модели плат, скомпонованы в целое устройство и уже под них разрабатывался акриловый корпус:


Для охлаждения усилителей используется большой радиатор и 2 кулера: радиатор расположен вдоль самой длинной стенки устройства, сам прибор вешается на стенку так, чтобы радиатор находился вертикально, нижний кулер засасывает воздух в корпус, верхний — вытягивает нагретый воздух вверх.





Затем мы заказали лазерную резку акрила по нашим чертежам и после получения частей корпуса и сборки устройства получили такой результат (полоски и царапины не на самом корпусе, а на защитной плёнке):
(картинки кликабельны)

Ключевые характеристики устройства

Железо

• процессор: ATmega 328;
• усилитель звуковой частоты: TDA2050;
• класс усилителя: AB
• выходная мощность:
  
  • колонки 4 Ом: 28 Вт
  • колонки 8 Ом: 18 Вт
• интерфейс Ethernet для подключения к сети;
• Ethernet-контроллер: ENC28J60;
• напряжение питания:
  
  • постоянное: 12 В — 35 В;
  • переменное: 12 В — 24 В.
• аудиовходы: 4 стерео / 1 моно;
• аудиовыходы: максимум 32.

Прошивка

• встроенный web-сервер для управления и настройки;
• управление http-запросами (методом GET);

Физические характеристики

• акриловый корпус;
• габаритные размеры: 460х125х138 (мм);
• масса: 2 кг;
• рабочий диапазон температур: -25°C до 65°C.

Установка мультирума в коттедже друзей (кликабельно):



У друзей в коттедже в каждой комнате установлены потолочные колонки (10 комнат по 2 колонки — задействованы все 20 выходов собранного устройства).
Нам очень понравилось, как звучит устройство!
У меня есть видеозаписи работы мультирума, сделанные на телефон, но, к сожалению, записи не отличаются качественным звуком, поэтому приводить их здесь я не вижу смысла.

Управление мультирумом на данном этапе производится посредством веб-интерфейса с компьютера и ноутбуков.
Дополнительно планируется автоматизированное управление на основании информации от детекторов присутствия и ИК-барьеров, которую будет собирать центральный модуль умного дома, а также с помощью мобильных устройств и сенсорной управляющей панели, расположенной в холле первого этажа.

Спасибо за внимание!

В следующих статьях я расскажу о наших устройствах для:

• Сбора информации от датчиков движения.
• Управления электрическим тёплым полом.
• Управления освещением лестницы.