Transformando um Fone Bluetooth em um Receptor Bluetooth Genérico de Áudio

Hoje é muito fácil comprar pequenos módulos receptores Bluetooth para adicionar áudio sem fio a amplificadores, caixas de som e equipamentos antigos.

Mas existe outra possibilidade bastante interessante para quem gosta de reaproveitar componentes:

transformar um antigo fone Bluetooth em um receptor Bluetooth genérico.

A ideia é aproveitar justamente a parte mais importante que já existe dentro do fone: o circuito capaz de receber o áudio transmitido pelo celular via Bluetooth e transformá-lo novamente em sinal de áudio.

No projeto deste vídeo, faço essa adaptação e coloco o circuito em uma pequena caixa, criando um receptor Bluetooth que pode ser utilizado em outros equipamentos.

O que existe dentro de um fone Bluetooth?

Um fone Bluetooth é muito mais do que um pequeno alto-falante conectado a uma antena.

Simplificando bastante, podemos imaginar:

CELULAR
   ↓
Bluetooth
   ↓
receptor / SoC Bluetooth
   ↓
decodificação de áudio
   ↓
DAC / estágio de áudio
   ↓
amplificador
   ↓
alto-falante do fone

Dependendo do aparelho, várias dessas funções podem estar integradas em um único circuito.

Isso significa que, quando um fone deixa de ser interessante para seu uso original, podemos ter dentro dele um receptor de áudio Bluetooth perfeitamente funcional.

O segredo é reaproveitar a saída que alimentava o fone

A ideia básica da adaptação é simples.

Originalmente temos:

Bluetooth
    ↓
circuito do fone
    ↓
alto-falante

Retirando ou desviando a conexão destinada ao transdutor, podemos aproveitar o áudio recebido para outra finalidade:

Bluetooth
    ↓
circuito do fone
    ↓
saída adaptada
    ↓
outro equipamento de áudio

Na prática, transformamos um produto dedicado em um módulo receptor reutilizável.

O que significa “receptor Bluetooth genérico”?

Aqui vale uma pequena precisão.

Não estamos transformando o fone em um receptor universal para qualquer tipo de comunicação Bluetooth.

Estamos reaproveitando-o principalmente como receptor de áudio Bluetooth.

No Bluetooth Classic, a distribuição de áudio de boa qualidade normalmente utiliza o perfil A2DP — Advanced Audio Distribution Profile. A especificação oficial define justamente os requisitos para distribuição de áudio entre dispositivos Bluetooth.

Assim, conceitualmente:

CELULAR
   │
   │ A2DP
   ↓
RECEPTOR BLUETOOTH
   ↓
ÁUDIO

É o mesmo princípio utilizado em módulos comerciais destinados a adicionar Bluetooth a equipamentos de áudio.

O fone funciona como A2DP Sink

Existe uma distinção muito útil:

Source = envia o áudio.

Sink = recebe o áudio.

Quando ouvimos música do celular em um fone Bluetooth convencional:

CELULAR
A2DP Source
     ↓
   Bluetooth
     ↓
FONE
A2DP Sink

A documentação técnica de módulos de áudio Bluetooth utiliza exatamente essa arquitetura: o dispositivo receptor atua como endpoint A2DP e disponibiliza o áudio recebido para o restante do circuito.

Ao modificar o fone, não precisamos necessariamente alterar essa parte.

O celular continua achando que está enviando música para um fone.

Quem mudou a utilização da saída fomos nós.

Por que fazer isso em vez de comprar um módulo?

Porque reaproveitar um circuito pronto é uma excelente forma de aprender eletrônica.

Além disso, podemos ter guardado um fone antigo que não utilizamos mais porque:

• a estrutura quebrou;
• as almofadas se deterioraram;
• o formato ficou desconfortável;
• o alto-falante apresentou problema;
• compramos outro modelo.

Se a eletrônica Bluetooth ainda funciona, existe ali um circuito potencialmente útil.

Em vez de descartar tudo:

FONE ANTIGO
    ↓
desmontagem
    ↓
placa Bluetooth
    ↓
nova aplicação

E ainda podemos aproveitar os controles

Uma vantagem interessante é que muitos fones já possuem controles integrados.

Dependendo do modelo, podemos encontrar:

liga/desliga, pareamento, volume, play/pause e mudança de faixa.

Alguns desses comandos de mídia são associados ao perfil AVRCP, utilizado junto com sistemas de áudio Bluetooth para controle remoto de funções de reprodução.

Portanto, ao reaproveitar a placa completa, podemos preservar muito mais do que apenas o receptor de áudio.

Isso é particularmente interessante no projeto porque podemos colocar os controles na própria caixa do novo receptor.

A caixa transforma a placa em um novo equipamento

Na imagem do projeto podemos ver justamente essa ideia.

A eletrônica reaproveitada deixa de ser simplesmente uma placa solta e passa a integrar uma pequena caixa com controles acessíveis.

A chave e os demais elementos ficam disponíveis externamente, enquanto a eletrônica permanece protegida no interior.

Isso faz bastante diferença.

Uma coisa é:

placa + fios sobre a bancada

Outra é:

┌─────────────────┐
│ RECEPTOR        │
│ BLUETOOTH       │
│                 │
│  [POWER]        │
│                 │
│     [BOTÃO]     │
└─────────────────┘

O segundo já começa a se comportar como um equipamento.

Podemos colocar uma saída de áudio

Uma possibilidade natural é instalar um conector para levar o áudio para outro aparelho.

Por exemplo:

CELULAR
   ↓
Bluetooth
   ↓
RECEPTOR ADAPTADO
   ↓
saída de áudio
   ↓
AUX / amplificador

Com isso, um amplificador antigo que não possui Bluetooth pode passar a receber música do celular sem fio.

É essencial, porém, descobrir que tipo de saída a placa original fornece antes de conectá-la a outro equipamento.

Saída de fone e saída de linha não são exatamente a mesma coisa

Se estamos retirando o sinal de um circuito originalmente projetado para alimentar os transdutores do fone, podemos estar diante de uma saída amplificada, não de uma verdadeira saída de linha.

Isso precisa ser considerado.

Uma entrada AUX ou LINE IN espera um determinado nível e uma carga de alta impedância.

Já uma saída destinada a fones foi projetada para fornecer corrente para uma carga muito menor.

Por isso, dependendo da placa reaproveitada, pode ser necessário controlar ou atenuar o nível antes de conectá-la à entrada de outro equipamento.

Não devemos simplesmente assumir:

“Se é áudio, posso ligar qualquer saída em qualquer entrada.”

Outro cuidado: algumas saídas podem ser diferenciais

Este ponto é ainda mais importante.

Nem toda placa de fone Bluetooth utiliza uma saída de áudio convencional em que um terminal do alto-falante é simplesmente o terra.

Alguns circuitos utilizam saída BTL/diferencial.

Nesse caso:

      AMP
     ↙   ↘
  OUT+   OUT-
     \   /
    FALANTE

Os dois terminais são ativos.

Isso significa que não devemos automaticamente ligar um deles ao GND para criar uma saída P2 convencional.

Há exemplos de reaproveitamento de eletrônica de fones Bluetooth em que a saída para o pequeno alto-falante é explicitamente diferencial/BTL.

Portanto, antes de fazer uma adaptação desse tipo em outro modelo, vale identificar a topologia da placa.

Como descobrir?

O ideal é localizar o circuito integrado utilizado e procurar seu datasheet.

Também podemos analisar a placa e medir os sinais.

Um osciloscópio é particularmente útil:

Bluetooth reproduzindo áudio
          ↓
 medir saída L/R
          ↓
comparar cada terminal com GND
          ↓
identificar a topologia

Isso é muito mais seguro do que presumir que todas as placas de fones funcionam da mesma maneira.

E se o fone for estéreo?

Um receptor de música Bluetooth pode receber dois canais:

Bluetooth
    ↓
  ┌─────┐
  │ DAC │
  └─────┘
   ↓   ↓
   L   R

O próprio A2DP contempla modos de áudio estéreo, entre outras configurações.

Se conseguirmos preservar os dois canais, podemos construir um receptor Bluetooth estéreo para alimentar uma entrada auxiliar.

Isso é bastante interessante para:

amplificadores, caixas amplificadas, aparelhos de som antigos e projetos de áudio DIY.

E se quisermos transformar estéreo em mono?

Aqui aparece novamente um cuidado que já vimos em outros projetos.

Não devemos simplesmente unir L e R diretamente.

Fazer:

L ──┐
    ├── MONO   ← não é uma boa ideia
R ──┘

pode fazer com que uma saída tente alimentar a outra.

Uma forma simples de realizar a soma passiva utiliza resistores:

L ── R ──┐
         ├── MONO
R ── R ──┘

Os valores precisam ser escolhidos considerando as características do circuito.

E a bateria?

O fone Bluetooth já foi projetado para funcionar de maneira portátil.

Isso significa que normalmente encontramos também:

BATERIA
   ↓
circuito de alimentação
   ↓
Bluetooth + áudio

Em alguns aparelhos existe ainda o circuito de recarga da bateria.

Se essa parte estiver funcionando corretamente, podemos preservar a característica portátil do novo receptor.

Mas baterias de íons de lítio merecem atenção especial.

Se a célula estiver inchada, danificada, perfurada ou apresentar comportamento anormal, não deve ser reaproveitada apenas porque a placa Bluetooth ainda funciona.

A placa e a bateria são componentes diferentes do projeto e devem ser avaliados separadamente.

Veja a transformação do fone Bluetooth

No vídeo mostro como aproveitei a eletrônica do fone e a adaptei para uma nova utilização como receptor Bluetooth.

A imagem também é interessante para este artigo porque mostra o resultado físico da adaptação: o circuito ganhou uma nova caixa e os comandos ficaram acessíveis externamente.

Eu usaria essa imagem dentro do artigo, próxima desta seção. Ela ajuda o leitor a entender imediatamente que não estamos falando apenas de retirar uma placa, mas de transformar o conjunto em outro equipamento.

Um receptor para modernizar aparelhos antigos

Depois de pronto, o circuito abre várias possibilidades.

Imagine um amplificador antigo com entrada AUX:

CELULAR
   ↓
BLUETOOTH
   ↓
receptor reaproveitado
   ↓
AUX
   ↓
AMPLIFICADOR ANTIGO

O amplificador não precisa saber absolutamente nada sobre Bluetooth.

Para ele, o receptor é apenas uma fonte de áudio.

Essa separação é bastante interessante:

Bluetooth cuida da comunicação sem fio.

O amplificador continua cuidando da amplificação.

Também podemos utilizar em projetos novos

O receptor não precisa necessariamente ser conectado a um equipamento antigo.

Podemos incorporá-lo a um projeto próprio:

Bluetooth
    ↓
receptor
    ↓
controle de volume
    ↓
amplificador
    ↓
alto-falantes

Isso conversa diretamente com vários projetos que já fiz utilizando pequenos amplificadores de áudio.

Podemos, por exemplo, combinar o receptor com um circuito baseado em TDA2003, TDA7052 ou outro amplificador adequado.

Nesse caso, transformamos duas montagens independentes em um sistema completo.

Reaproveitar eletrônica é também entender blocos funcionais

Esse talvez seja o aspecto mais interessante do projeto.

Quando olhamos para um fone Bluetooth como um produto fechado, vemos:

um fone.

Quando começamos a pensar eletronicamente, vemos:

┌──────────────────────────┐
│ FONE BLUETOOTH           │
│                          │
│ receptor Bluetooth       │
│ controle                 │
│ decodificação            │
│ conversão de áudio       │
│ amplificação             │
│ bateria                  │
│ carregamento             │
│ botões                   │
│ alto-falantes            │
└──────────────────────────┘

Não precisamos necessariamente reaproveitar tudo.

Podemos identificar o bloco que nos interessa e dar a ele uma nova função.

É exatamente esse tipo de raciocínio que transforma equipamentos antigos em uma excelente fonte de componentes e módulos para novos projetos.