DIY: Автомобильный комплект громкой связи для iPhone

Никто, наверное, не спорит, что комплект громкой связи для автомобиля это очень хорошо. Это безопасно, удобно, это еще и музыкально.
Раньше у меня был телефон марки Sony Ericsson, и я за пару часов сделал из автомагнитолы, разъема гарнитуры «fastport» и коробочки из радиомагазина одновременно подставку, зарядное устройство, комплект громкой связи и музыкальный плеер. Было удобно, а главное дешево.
Потом, Дед Мороз под Новый Год мне положил iPhone под ёлку. Ну а раз телефон новый – то и надо менять его окружение. Гарнитуру и комплект громкой связи.
«Переделаем в момент!», подумал я, и углубился в чтение теории, изучение распиновок и эксперименты.
Заодно изучил вопрос покупки готового комплекта громкой связи, оказалось, что не очень то и много вариантов, и стоят они совсем не бюджетненько. Самый толковый комплект – TomTom Car Kit for iPhone стоит около 100 у.е. в среднем. Не для DIY’щика!
Решено было делать «свое, родное». И буквально на старте я споткнулся – в iPhone нет сигналов гарнитуры на нижнем разъеме (accessory port). Вот те на…
Но обо всём по порядку.

Шаг 1. Организация усиления звука и питания.

Чтобы вывести звук разговора/музыки с телефона, нужен усилитель и акустические системы. Городить что-то отдельное, конечно смысла нет никакого, ведь есть штатная магнитола! Вот тут есть много вариантов, каким образом сделать ввод звука в магнитолу.
Easy level: если на магнитоле есть функция AUX IN, для этого варианта достаточно озаботиться необходимыми разъемами.
Medium level: если AUX отсутствует, но есть мануал к магнитоле, и можно эту функцию активировать.
Hard level: нет ни мануала, ни AUX IN функции. Придется врезаться между радиоприемником и микросхемой volume control. Это, как назло, и оказался мой вариант.

Суть переделки такова: необходимо найти микросхему регулировки уровня звука на плате магнитолы, найти на неё datasheet и отыскать входы для радио-тюнера. Если схемы нет, микросхему искать придется, последовательно вбивая маркировки в google. Найти нужные входы можно и «наобум», слушая помехи от пинцета на конденсаторах возле этой микросхемы в режиме радио.
Далее навесным монтажом собираем такую простую схему:

На схеме показан только один канал, реле необходимо с двумя группами контактов, например РЭС60 на 5В или любое импортное. Транзистор – любой, рассчитанный на максимальный ток данного реле. Обратите внимание на надпись «+5В», которые предстоит найти в дебрях магнитолы в любом случае. 5 вольт нам необходимо для питания реле и для зарядки устройства. Проблем быть не должно, пятивольтовое питание есть в любой магнитоле, с приличным током хорошей чистоты. Найти просто – тыкаемся тестером по крупным электролитам и ищем 5В. Желательно проверить нагрузочную способность этого питания, нагрузив резистором 5-10 Ом и проконтролировав падение напряжения.
Для эстетов, которые переживают за встроенный стабилизатор на 5В, можно вмонтировать банальную 7805, посадив на общий радиатор.

Выводим 5 сигналов из магнитолы к кредлу. Я для этого использовал провод от гарнитуры старого телефона, он как раз содержат экранирующую оплетку (это будет земля), провода левого и правого каналов, и еще два провода (это будет +5В и сигнал включения AUX).

Отлично, с доработкой магнитолы вроде как разобрались, можно приступать к созданию собственно комплекта громкой связи.

Шаг 2: делаем крэдл/подставку

Нам понадобится:

• Два USB кабеля для iPhone производства КНР. Стоимость вопроса 4-10 у.е за оба. Два – потому что выводов на разъеме не хватает, и мы переставим недостающие пины с второго кабеля.
• Корпус для «поделок» из радиомагазина. Я не особо заморачивался поиском необходимого корпуса, просто отправился в ближайший радиомагазин и купил «коробочку» примерно такого вида:

• Кабель для связи крэдла и магнитолы. Если в магнитоле есть AUX IN, хватит 4х жил (т.е. мы используем USB кабель из п.1). Если нет – нужен будет 5-и жильный кабель, их можно добыть из телефонных гарнитур.
• Bluetooth гарнитура. Совершенно любая, но чем меньше – тем лучше. Зачем – объясню далее. Это самый дорогой компонент нашей самоделки, но у меня получилось взять новую гарнитуру по цене около 14 у.е.
• Выносной микрофон с кнопкой отбоя/приема вызова. Идеальный вариант – использовать телефонную гарнитуру. Тут и кабель, и кнопка, и микрофон – всё есть. Я использовал кусок старой гарнитуры от SE Walkman.

Теория.

От комплекта громкой связи необходимо следующее:
• Зарядка iустройства. Для этого мы целиком и полностью используем первый USB кабель. Согласно Pinouts.ru для зарядки iphone необходимо подать на VBUS(23) 5В, на D-(25) 2.4-2.8В, на D+(27) 2.0-2.2В. В таком режиме iphone будет потреблять максимальный ток от зарядного устройства (магнитолы). Такие напряжения отлично реализуются 4мя резисторами (см. схему). Ток можно ограничить на уровне 500мА, для этого просто надо выкинуть из схемы нижние плечи делителя. Сопротивления оставшихся резисторов в таком случае совершенно не важны.
• Вывод звука из приложений «музыка», навигатора и пр. Для этого нам нужны контакты 3, 4 док-коннектора. Кроме музыки и звуков приложений на эти ноги не выводится ничего. Звука разговора там нет, как и ввода микрофона. Пичалька. В принципе для владельцев iPod этого и достаточно. Мне же разговаривать нужно. Поэтому…
• Передача голоса с телефона на акустические системы автомобиля и с выносного микрофона на телефон. Вариантов тут два – приколхозить еще и 3.5мм джэк на веревочке. Вставил телефон в кредл, воткни еще и разъем наушников. Ужасно. Либо использовать Bluetooth. Это оказалось даже проще, чем я думал. От гарнитуры оставляем плату и аккумулятор. Эту плату надо будет засунуть в корпус кредла, и распаять согласно схеме. На схеме ничего сложного нет. Зарядка гарнитуры происходит через два последовательно соединенных диода 1n4148 непосредственно на батарею. Такое решение выбрано потому, что гарнитура отключается при штатной зарядке. Мне не очень хотелось бы каждый раз включать гарнитуру при включении зажигания. Выход звука гарнитуры безо всяких хитростей подключен к входу усилителя. Это конечно не по фен-шую (выход мостовой, вход же не дифференциальный), но работает и так, хоть и шумит чуть более. Кнопка ответа подключена отдельными проводами к кнопке на выносном микрофоне, микрофон также отдельными проводами подключен к выносному микрофону (хватает 4х проводов, опять можно использовать USB кабель). Родной микрофон из гарнитуры надо удалить.

То, что получилось, на схеме выглядит так:

Практика.

Первым делом потрошим USB кабель(и).

Устроен кабель просто, на картинке видно, что ближняя белая рамка с защелками вставляется в корпус разъема, и фиксирует саму контактную группу. Разбирается, соответственно, при помощи выколупывания ближней рамки сбоку чем-нибудь острым.
Кабель необходимо отпаять от разъема, и распотрошить второй USB, с целью добавить пинов в первый.
Вот как выглядит тыльная сторона контактной группы:

На этой фотографии уже нет пинов (это фотография донора). Нумерация пинов справа налево (по картинке), задействованные выводы сидят в широких прорезях. Это как раз 1 (земля), 15, 16 (тоже земля), 23 (+5В), 25 (D-), 27(D+), 30 (земля). Пины есть только в четырех из них (экономия!), а именно 16, 23, 25, 27. Наша задача добавить пины со второго кабеля в позиции 3, 4, 11, 15. Для этого плоскогубчиками пин выдергивается из донора, аккуратно вставляется (с учетом положения) в нужную позицию на реципиенте. До конца он, разумеется, не влезет, потому довести его до штатного положения необходимо паяльником. Контролировать правильность установки пина необходимо с обратной стороны разъема, там же и проверяется его порядковый номер.

Теперь предстоит совместить корпус подставки и разъем. Я поступил просто – обвел острой «царапкой» контур корпуса разъема, насверлил по этому контуру отверстий Ф 1мм, и дорезал канцелярским ножом. Получилось аккуратненько, разъем сидел плотно. Для полного закрепления успеха осталось посадить его на клей, я не изобретал ничего нового, и клеил суперклеем. Держится отменно.
Теперь распаиваем необходимые провода на разъеме, выводим в корпус. Для изоляции соседних пинов крайне рекомендую пользоваться термоусадкой на 2-3мм.
По месту ищем, куда же воткнуть плату Bluetooth. Вот что должно (хотя надеюсь, что будет более аккуратно) получиться в итоге:

Тут же навесным монтажом спаиваем делитель (резисторы R2-R5) схемы, диоды зарядки Bluetooth, резистор R1. Выводим сигнальные провода через бок корпуса.
Ура! Почти готово. Осталось придумать, каким же образом, и куда поместить это творение в автомобиле.
Я не думал долго (и я не стесняюсь портить салон автомобиля), и прикрутил этот блок на два здоровенных самореза прямо к панели. Вот так:


Нда, с саморезами я конечно переборщил. Ну да ладно.
Что еще я не упомянул?
Светодиод состояния Bluetooth в моей конструкции оказался на обратной стороне платы. На лицевую сторону корпуса я подвел световод (на световых деревьях можно наломать, например).
Блок выносного микрофона с кнопкой приема вызова я расположил прямо за рулем над приборной панелью, нажимать удобно, и слышимость очень даже ничего.
Кстати о микрофоне, в телефонных гарнитурах кнопка отбоя подключена параллельно микрофону, и её надо отрезать обязательно и подключать отдельными проводами.
Схемотехнические решения, которые я применил, спорны. Например зарядка литиевого аккумулятора через два диода справедливо считается ересью. Но в данном конкретном случае страшного ничего не будет, напряжение зарядки аккумулятора не превысит 3.8В, что вполне безопасно. Ток зарядки будет сильно зависеть от степени разряда аккумулятора, но и на нижней границе ток не превысит 200 мА.

Результаты:

Штука получилась удобная. Навигатор во время езды не только отлично виден, но и слышен. Музыка играет качественно, переключать треки удобно. Звук разговора немного приглушен и зашумлен, по сравнению со старым (полностью проводным) комплектом громкой связи, но слышимость всё равно хорошая. А вот собеседник меня стал слышать лучше – дело скорее всего в алгоритмах шумоподавления Bluetooth гарнитуры. Шум от двигателя пропал полностью.
Ложка дегтя тоже есть. Дело в том, что когда iPhone заряжается и играет музыку образуется паразитный контур земли, через который течет ток зарядки. Этот ток создает падение напряжения на земляном проводе, а значит и наводку в динамик. Наводка не слишком сильная, хотя и слышимая. Позитивно то, что на 100% заряде телефона шум пропадает, также шум не слышен когда iphone молчит.
Ну и саморезы тоже нарушают гармонию.
Стоимость решения довольно доступная. Если даже покупать каждый компонент, включая гарнитуры, USB-кабели, SMD элементы, термоусадку, суперклей и саморезы, стоимость всего комплекта не превысит 25-30 у.е. Бюджетненько!