用报废耳机自制助听器
? ? ? ?平常戴著跑步的外掛耳機(jī)被洗衣機(jī)洗了，不是進(jìn)水馬上撈起來的那種洗，就是全機(jī)包括充電盒都在洗衣機(jī)里走了一遍洗衣的流程，在晾曬衣服時(shí)才發(fā)現(xiàn)衣兜里的這付耳機(jī)，再進(jìn)行啥挽救處理都已為時(shí)過晚，好在這付耳機(jī)并不貴，當(dāng)時(shí)選它是因?yàn)樗蝗攵脑O(shè)計(jì)可以在運(yùn)動(dòng)時(shí)也能聽到環(huán)境聲音，比較安全，且價(jià)格便宜，壞了也無大損失。耳機(jī)晾干后試了下，已無法正常工作和正常充電了，把耳機(jī)拆解后，耳機(jī)里就這點(diǎn)東西：上下外殼、佩戴掛鉤、耳機(jī)主板，聚合物鋰電池（400909）、10mm的揚(yáng)聲器喇叭。
圖1. 耳機(jī)里的元件
圖2. 充電盒開蓋圖
? ? ? ? 充電盒里也蠻簡單，外殼、主板（帶type-c充電接口）、電池、在兩個(gè)耳機(jī)充電接口處還各有兩個(gè)磁性吸盤。盒內(nèi)充電電池的容量是2000mAh的。
? ? ? ? 用酒精清洗處理后試了發(fā)現(xiàn)耳機(jī)主板、電池、充電盒的主板都?jí)牧瞬荒苡?#xff0c;本著廢物利用的原則，想用這付壞耳機(jī)剩下的外殼和發(fā)聲元件制作一付外掛的助聽器，家里正好有老人需要，平時(shí)長期佩帶內(nèi)耳式助聽器，中耳經(jīng)常發(fā)炎，如果用外掛式的就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題。充電盒則換個(gè)通用的充電板繼續(xù)用。
? ? ? ? 在利用原耳機(jī)外殼和發(fā)聲器件這個(gè)思路下，助聽器的設(shè)計(jì)方案就是選擇合適的拾音和音頻處理元件，然后按照耳機(jī)原主板的大小和形狀設(shè)計(jì)PCB板，打樣后焊上元件，選購與耳機(jī)空腔大小匹配的充電電池，然后主板連上電池、發(fā)聲器件并裝進(jìn)原外殼里成為一個(gè)外掛式的助聽器。
? ? ? ? 實(shí)測(cè)了下原耳機(jī)主板的尺寸，長度最大處約為1.7-1.8cm，寬度最大約為1.0-1.2cm，高度（雙面器件再加上觸摸感應(yīng)桿高度）約0.65cm。這就為拾音和音頻處理元件選型給出了限制條件：盡量小、薄，所以只能選擇貼片元件，但因?yàn)樽罱K還是要本人手工焊接，太小了焊接操作困難，所以電阻和電容首選0805封裝，最大不超過1206封裝；芯片選前置與功放一體的，耳機(jī)里的空間小，原耳機(jī)內(nèi)電池的容量是30mAh，用來播放音樂連續(xù)2-3個(gè)小時(shí)應(yīng)該不成問題，但助聽器的續(xù)航能力我認(rèn)為至少應(yīng)該達(dá)到8-10小時(shí)，這樣才不會(huì)對(duì)使用產(chǎn)生大的影響。因而低功耗也是音頻芯片選擇的重要指標(biāo)。如果整機(jī)的靜態(tài)電流能控制在3-4mA左右，則續(xù)航能力有望達(dá)到8小時(shí)以上。EQ是助聽器應(yīng)有的重要功能，但如果沒有專業(yè)助聽器芯片，用數(shù)字化音頻處理芯片或者模擬器件搭建這個(gè)單元恐沒有足夠的空間和能量。因此這款助聽器還是簡易的，只是解決能聽到聲音的問題，更高級(jí)的個(gè)性化調(diào)節(jié)功能，還是讓專業(yè)的助聽器解決吧。不過我覺得奇怪的是國內(nèi)很多機(jī)構(gòu)都聲稱研制成功了專業(yè)的助聽器芯片，比如MA1180、MT2110、HA601SC、Lark L158x...，但市場(chǎng)上一個(gè)也見不到，無論是某寶還是專業(yè)的芯片商城都不見蹤影，包括國外專業(yè)的助聽器芯片也是如此，都說助聽器行業(yè)暴利，莫非專業(yè)芯片不向業(yè)外開放是助聽器行業(yè)的潛規(guī)則？
? ? ? ? 在開始動(dòng)手之前，學(xué)習(xí)了網(wǎng)上很多大師DIY助聽器的文章，收益頗豐，也找到了一些助聽器設(shè)計(jì)的原理圖，看介紹效果應(yīng)該是很不錯(cuò)的，但我曾經(jīng)完全按照一個(gè)有很詳盡信息的原理圖在面包板上搭建了一個(gè)助聽器，效果與介紹的相差太遠(yuǎn)，根本無法使用，也曾經(jīng)用網(wǎng)購的MIC前置放大板+音頻功放板+喇叭組建過聲音的拾放系統(tǒng)，雖然效果說得過去，但無法裝進(jìn)耳機(jī)內(nèi)，所以說還是親自動(dòng)手最實(shí)在！
? ? ? ? 按照小、薄的選件原則，拾音器件選擇了Φ4mm高度1.5mm駐極體咪頭，在某寶上單價(jià)從0.2元到幾元不等，我買的是3.75元（包括郵費(fèi)）5個(gè)的那種。實(shí)際上我也試過不同直徑如Φ6和不同價(jià)格如進(jìn)口原裝的Φ4的咪頭，但總的感覺從拾取到的聲音效果來說，直徑大的優(yōu)于小的，而同樣直徑的咪頭不管是便宜的還是貴的，基本聽不出來有啥差別，也許我是木耳朵吧。
? ? ? ? 芯片的選擇費(fèi)了一些心思，雖然網(wǎng)上DIY助聽器的文章不少，但單芯片的不多，我看到的文章中所用的芯片只有TDA2822和TDA2320兩種，把這兩種芯片買來試了下，TDA2822聲音大，但音質(zhì)不佳，有沙音，而且靜態(tài)電流7mA多，能保證續(xù)航能力8小時(shí)又能放得進(jìn)耳機(jī)殼里的電池難得找到。TDA2320聲音效果可以，能耗也比較低，但體積有點(diǎn)大，看它的datasheet只有一種dip 8封裝，占用空間10.92mm*6.6mm*3.3mm，用了它其他的元件怕沒有地方放啦，所以只能放棄。看來只能自行再尋找芯片了，所幸有的芯片商城具有參數(shù)篩選功能，不需要大海撈針，最終從參數(shù)篩選后推薦的芯片中選擇了兩款：NJM2113和MC34119，選中它們除了功耗和尺寸都基本符合要求外的另一個(gè)重要原因它們都能在寶上買到，在功耗上，NJM2113的操作電流是2.7mA，MC34119的靜態(tài)電流也是2.7mA，在尺寸上，兩款芯片都有小于sop 8封裝的ssop 8封裝的產(chǎn)品，只不過MC34119的封裝是tssop 8封裝，比ssop 8封裝更薄一些罷了，還有一個(gè)巧合，兩款芯片的引腳分布完全相同，實(shí)驗(yàn)證明，它們完全可以相互替換，最終助聽器芯片選用了ssop 8封狀的NJM2113V，某個(gè)天貓店它的報(bào)價(jià)是0.85元/片，聲稱一片就包郵，原先以為這個(gè)是虛價(jià)，實(shí)價(jià)是這個(gè)報(bào)價(jià)的至少數(shù)倍到數(shù)十倍，寶上很多芯片店都這樣，咨詢客服才知道這個(gè)是實(shí)價(jià)，到手后實(shí)測(cè)其功能都是正常的，圖3是顯微鏡下拍的芯片外觀照。
圖3. NJM2113V外觀
? ? ? ? 用NJM2113設(shè)計(jì)的助聽器的原理圖如圖4所示。
圖4. 助聽器原理圖
? ? ? ? 圖4電路是本人參照芯片datasheet中推薦的應(yīng)用電路搭建實(shí)物，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化參數(shù)后的結(jié)果，暫且叫它V1版吧。它是不是最優(yōu)的結(jié)果不得而知，但本人認(rèn)為這個(gè)助聽器有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
9、背噪聲小，試了下輸出接Φ16mm的骨傳導(dǎo)振子，幾乎感覺不到噪聲；
10、推力強(qiáng)，并行推兩只Φ16mm的骨傳導(dǎo)振子（32Ω）不在話下，如果有合適的外殼，可以直接換骨傳導(dǎo)助聽器；
?11、無須考慮外殼問題。
? ? ? ? 于是按圖4的原理圖和圖1的耳機(jī)主板尺寸設(shè)計(jì)了PCB板，這個(gè)PCB板的形狀跟原主板有些差別，耳機(jī)原主板的邊緣有些部分是弧線，在這里我全都改成了直線，不影響使用就行了，不在乎那些形式。最后打樣做出來助聽器PCB板是這樣的：
圖5. V1版助聽器的成品PCB板
? ? ? ? 把芯片和其他元件全部手工焊上后PCB板的頂面和底面如圖6和圖7所示。
圖6. 焊上元件后PCB板頂面圖
圖7. 焊上元件后PCB板底面圖
? ? ? ? 再把PCB板接上電池和喇叭，裝進(jìn)耳機(jī)外殼一只外掛式的助聽器就完成啦，圖8是PCB板接上電池和喇叭后的模樣：
圖8. 助聽器元件接線完成
? ? ? ? 再來改造原耳機(jī)的充電盒，取下原充電主板，焊上網(wǎng)購的4056充電板板，如圖9。把4056充電板固定在原type-c口附近，這樣不用另外開口就能給充電盒內(nèi)的電池充電啦，如圖10。
圖9. 在原充電盒內(nèi)換上新的充電板
圖10. 新的充電板的接口固定在原接口處
? ? ? ? 利用報(bào)廢耳機(jī)制作的助聽器和它的充電盒改造都已經(jīng)完成，這個(gè)助聽器可以使用啦，圖11是它裝完成的助聽器和改造好的充電盒合影，看著不錯(cuò)吧。
圖11. 制作完成的助聽器與充電盒
? ? ? ?美中不足的是在原接口處安裝新的充電板后高度有點(diǎn)不合適，充電盒的面板跟后蓋不能完全閉合，面板上原來的電量顯示也沒有了。但正常使用和充電是沒有問題了。
? ? ? ? 到這里把報(bào)廢耳機(jī)改成助聽器的過程已經(jīng)全部介紹完了，本來文章到這里也應(yīng)該結(jié)束了，然而我還是分享一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)，也許這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)于那些想做外掛式助聽器的會(huì)有所幫助呢。這個(gè)新的發(fā)現(xiàn)就是我在1688上看到了與我報(bào)廢耳機(jī)幾乎一模一樣的商品，喜人的是它的價(jià)格還不到30元，也就是一塊稍貴芯片的價(jià)格，如果想做外掛式助聽器，完全可以買付這種耳機(jī)，換塊PCB板就成了，原充電器都不用改，可以拿來直接用的哦，為了對(duì)上面的助聽器進(jìn)行改進(jìn)，我買了付這款耳機(jī)，圖12和圖13就是它的實(shí)物照。如果想做外掛式的助聽器，買付這款耳機(jī)進(jìn)行改裝是個(gè)不錯(cuò)的選擇，這也是我分享新發(fā)現(xiàn)的目的。
圖12. 適合改外掛式助聽器的TWS之一
圖13. 適合改外掛式助聽器的TWS之二?
? ? ? ? 這款耳機(jī)的內(nèi)部跟我的那個(gè)報(bào)廢耳機(jī)還是有所差別的，但主板的形狀的面積差別不大，圖14是拆解了耳機(jī)后的樣子。
圖14. 耳機(jī)拆解后的散件
? ? ? ? 從結(jié)構(gòu)上看，這款耳機(jī)的充電電極是焊在PCB板上的而不是裝在外殼上的，所以要重新設(shè)計(jì)PCB板，借這個(gè)機(jī)會(huì)，我又稍微改進(jìn)了一下電路，并針對(duì)V1完成后的元件布局的某些缺陷如咪頭的拾音面向耳內(nèi)等進(jìn)行了改進(jìn)，把所有高度稍大的元件放到PCB板的底層，以便加大電池空間選擇容量更大的電池等等，改進(jìn)后形成了助聽器的V2版。圖15是新的原理圖，電路改變不大，精減了一只電容而已。
?
圖15. V2版原理圖
圖16是與V2版原理圖對(duì)應(yīng)的PCB板的設(shè)計(jì)圖。
圖16. V2版的PCB板（L）
? ? ? ? 因?yàn)槭耙舻倪漕^和發(fā)音的喇叭都安裝在一個(gè)空間里，所以在布局PCB的時(shí)候，要注意把咪頭的背面對(duì)著耳機(jī)的發(fā)音元件，否則會(huì)產(chǎn)生自激嘯叫。
? ? ? ? 由于空間實(shí)在有限，所以這個(gè)助聽器沒有設(shè)置電源開關(guān)，它一直會(huì)處于開機(jī)狀態(tài)，如果電量不足，則指示的發(fā)光二極就熄滅，需要把它放到充電盒中充電，大概充一到兩個(gè)小時(shí)就可再工作了。充電盒沒有進(jìn)行過改裝，所以它的自動(dòng)充電功能應(yīng)該是完善的，在耳機(jī)電池電量充滿后會(huì)自動(dòng)停止充電。
? ? ? ? 在這一版本的助聽器中，我選擇了鈕扣式的充電電池，比較了一下，軟包的聚合物鋰電的電池容量沒有鈕扣式電池容量實(shí)在。
? ? ? ? 我試聽過家里老人佩戴的專業(yè)助聽器，主觀感覺自制的助聽器在音質(zhì)音量還是有些許差別，但就目前條件來說，自制的助聽器只是作為佩戴方式一種選擇，對(duì)于耳朵而言外掛式的助聽器應(yīng)該比內(nèi)置式的要友好。就發(fā)聲單元來說，這個(gè)芯片是可以直接驅(qū)動(dòng)骨傳導(dǎo)振子的，也適用空氣傳導(dǎo)的喇叭。
? ? ? ?最后聲明一下：這篇文章為hhyyqq原創(chuàng)，首發(fā)于CSDN，如轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的用报废耳机自制助听器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 威纶通触摸屏与2台台达温控器modbus
- 下一篇： android studio+webap