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Jan 13, 2024

Saída de áudio através de um UART com um FTDI USB

Qual é a maneira mais fácil de obter o áudio de um arquivo WAV em um formato de nível de linha, pronto para ser conectado ao amplificador de um conjunto de áudio HiFi (ou alto-falante portátil)? Como [Konrad Beckmann] demonstrou em

Qual é a maneira mais fácil de obter o áudio de um arquivo WAV em um formato de nível de linha, pronto para ser conectado ao amplificador de um conjunto de áudio HiFi (ou alto-falante portátil)? Como [Konrad Beckmann] demonstrou no Twitter, tudo o que você realmente precisa é de um UART, um cabo e um plugue fono TRS. Neste caso, um adaptador USB-TTL baseado no IC FTDI FT232R: o adaptador TTL-232R-3V3-AJ com USB de 12 Mbps em uma extremidade e um UART de 3 Mbps na outra extremidade.

[Konrad] disponibilizou o código baseado em C no GitHub. Essencialmente, o que acontece nos bastidores é que ele contém um arquivo codificado em PCM (por exemplo, WAV). Como projeto de demonstração, ele exige que os arquivos PCM de entrada tenham uma taxa de amostragem específica, conforme listado no README, que combina as amostras com a taxa de transmissão do UART. Depois disso, é uma questão de codificar o arquivo de áudio e compilar o binário uart-sound.

O arquivo de saída são os dados de áudio brutos, que são codificados em PDM, ou Pulse-Density Modulation. Ao contrário da modulação por código de pulso (PCM), este método de codificação não codifica o valor absoluto da amostra, mas usa pulsos binários, cuja densidade corresponde ao nível do sinal. Ao enviar dados PDM pela linha TX do UART, o outro lado receberá esses bits. Se o referido dispositivo receptor for um receptor de áudio com um ADC, ele receberá e reproduzirá com prazer o sinal PDM como áudio. Como se pode ouvir no vídeo incorporado no tweet, o resultado final é muito bom.

Se olharmos a folha de dados do cabo adaptador TTL-232R-3V3-AJ, podemos ver como ele está conectado:

Quando comparamos isso com a fiação de um conector TRS de áudio padrão, podemos ver que os aterramentos correspondem em ambas as fiações, e TX (RX no dispositivo receptor) combinaria com o canal esquerdo, com o canal direito não utilizado. Uma nota de cautela aqui também é necessária: esta é a versão do adaptador de 3,3 V e lista sua alta tensão de saída típica como 2,8 V, que está dentro das tolerâncias para entradas de nível de linha. Entretanto, nem todas as entradas serão igualmente tolerantes a tensões mais altas.

Conectar dispositivos aleatórios equipados com TRS em um aparelho HiFi, telefone ou boombox é melhor feito somente depois de verificar que nenhum dano provavelmente ocorrerá. Esteja seguro e curta a música.