立创开源：基于AC6965A与TPA3116的TWS无损三模蓝牙音箱DIY全攻略

立创开源：基于AC6965A与TPA3116的TWS无损三模蓝牙音箱DIY全攻略

最近有不少朋友问我，想自己动手做一个音质不错、功能又全的蓝牙音箱，有没有好的开源方案？正好，我在立创开源平台找到了一个非常棒的项目——一个支持TWS（真无线立体声）、蓝牙5.1、AUX和U盘/TF卡播放的“三模”蓝牙音箱。我自己跟着做了一遍，效果相当不错，今天就把从硬件选型、焊接调试到功能实现的完整过程，手把手分享给大家。

这个项目的核心思路很清晰：用天问51单片机做语音控制和系统管理，AC6965A蓝牙芯片负责无线连接和TWS配对，音频信号经过NE5532运放做前级放大，最后由TPA3116数字功放芯片驱动喇叭。电源部分也考虑得很周到，支持Type-C PD快充和DC5520直流输入。下面，咱们就一步步来复刻它。

1. 项目整体设计与核心芯片介绍

在动手之前，我们先搞清楚这个音箱的“大脑”和“器官”都是什么，以及它们是怎么协同工作的。

整个系统的核心控制由一块天问51开发板完成。它在这里主要扮演“管家”的角色，负责语音识别（比如你说“播放音乐”、“音量加大”）、模式切换以及管理蓝牙模块的TWS配对指令。如果你不想做语音控制，这部分电路完全可以不焊接，用跳线短接即可，非常灵活。

音频的无线接收和传输则交给了AC6965A这颗蓝牙音频芯片。它支持最新的蓝牙5.1协议，传输更稳定，功耗也更低。最关键的是，它内置了TWS功能，这意味着你可以轻松地将两个这样的音箱配对，组成真正的左右声道立体声系统，这是本项目的一大亮点。

音频信号处理部分分为两级：前级和功放。前级采用了经典的NE5532双运放芯片。它的作用是进行电压放大和音色调节，为后级功放提供一个“干净有力”的信号源。后级功放则采用了TPA3116D类数字功放芯片。这类芯片效率极高（通常超过90%），发热小，输出功率大，非常适合驱动书架音箱或便携音箱的喇叭，能保证不错的音质和足够的音量。

为了方便大家采购，我把几个关键芯片的购买信息整理成了表格：

注意：所有元器件的具体型号和参数，请务必以项目原始的BOM（物料清单）为准，在立创EDA工程文件中可以找到。本文提到的型号是核心参考。

2. 电源系统：安全稳定的能量中心

电源是电子设备的“心脏”，尤其对于功放这种“大胃口”的电路，稳定可靠的供电至关重要。这个设计采用了双电源输入，考虑得很周全。

2.1 双输入接口与电压选择

板子上有两个电源接口：一个是Type-C，另一个是DC5520（一种常见的圆口直流插座）。

• Type-C口：已经配置了PD3.0协议芯片（CH224K），这意味着你可以直接使用支持PD快充的充电头或充电宝供电，它能自动申请20V电压，非常方便。
• DC5520口：这是一个传统的直流输入口，建议输入电压在12V到24V之间。你可以使用传统的12V/2A以上的电源适配器。

重要提醒：两个接口不要同时插入电源！选择其中一个使用即可。

为什么电压范围是12-24V？这是因为后级的TPA3116功放芯片的最佳工作电压就在这个范围。电压太低，输出功率不足；电压超过26V，则可能损坏芯片。

2.2 核心降压电路：TPS5450

主板上的其他芯片（如蓝牙模块、单片机、运放）需要的是5V或3.3V等低压电。因此，需要一个降压电路将输入的高电压（如20V）稳定地降到5V。这里采用了非常经典的TPS5450降压芯片方案。

在焊接这个部分时，有两个坑我踩过，大家一定要避开：

1. 输入电容耐压值：TPS5450旁边的输入滤波电容（C21，原理图上标为4.7μF），原文特别强调要用0603封装、耐压35V的。千万别用耐压值低的，比如16V或25V的，在插拔电源的瞬间，高压可能会将其击穿。
2. TVS保护二极管：原理图中的D7是一个瞬态电压抑制二极管（TVS），用于吸收电源插拔时产生的浪涌电压。强烈建议不要省略它！尤其是如果你买的TPS5450芯片价格特别便宜（可能体质一般），没有这个保护二极管，很容易在插电瞬间“炸芯片”。我一开始为了省事没焊，结果坏了两片芯片才找到原因。

2.3 语音控制部分的特殊供电警告

这是整个项目中最需要警惕的安全问题，涉及天问51语音控制模块的调试供电。

• 调试时：需要短接2、3号跳线，并焊接D8二极管，才能通过Type-C口给天问51烧录程序。
• 调试完成后：必须焊下D8二极管，并改为短接1、4号跳线。
• 核心禁令：绝对禁止在焊接着D8二极管的情况下，使用支持PD协议的充电器供电！否则会因电压过高直接烧毁板子。

简单理解：D8二极管在调试时引导电路使用5V供电；调试完成后，电路需要直接使用PD芯片提供的20V高压，如果D8还在，高压就会灌入不该去的地方，导致“炸板”。所以，焊上D8就只用普通5V充电器调试，调试完立刻焊掉D8再用PD快充。

3. 蓝牙与TWS功能实战

蓝牙模块是连接手机和实现立体声的关键，这部分操作步骤性强，跟着做就行。

3.1 模块准备与按键功能

你需要购买的是已经烧录好特定程序的AC6965A模块。购买时确认模块上的丝印或询问卖家，确保程序支持本项目的功能。蓝牙天线建议选用2.4G胶棒天线，L形的更方便在箱体内摆放。

模块上有几个按键，功能定义如下（从上到下）：

1. 模式键：短按切换蓝牙模式和AUX有线输入模式；双击则进入TWS配对模式。
2. 音量减键：短按音量减小；长按播放上一首。
3. 播放/暂停键：短按切换播放和暂停。
4. 音量加键：短按音量增加；长按播放下一首。

3.2 TWS配对步骤详解

实现两个音箱组成左右声道立体声（TWS）是这个项目最酷的功能。配对过程非常简单：

1. 分别上电：给两个完全一样的音箱主板通电。
2. 进入配对模式：确保两个模块当前都处于蓝牙模式（蓝色指示灯慢闪，未连接手机）。然后，在其中一个音箱上，双击模式键（或者使用语音命令“配对模式”）。
3. 自动连接：此时，你操作的这个主音箱会主动搜索并连接另一个副音箱。连接成功后，两个音箱的指示灯会变为同步闪烁。
4. 连接手机：用手机蓝牙搜索并连接主音箱（蓝牙名称为TD5161A）。现在，播放音乐，声音就会从两个音箱同步播出，形成立体声场。

如果想解除TWS，恢复为两个独立的单声道音箱，只需在主音箱上再次双击模式键即可。

4. 语音控制模块的烧录与配置

如果你想要“动口不动手”的语音控制功能，就需要搞定天问51模块。

4.1 烧录环境搭建与步骤

天问51使用图形化编程工具天问Block进行开发。项目作者已经提供了写好的源文件（.twen文件），我们只需要烧录进去。

1. 硬件准备：在烧录前，需要先给主板焊接上D8二极管，并用跳线帽短接2、3号跳线（参考原文图7）。然后用Type-C线连接电脑（此时务必使用普通5V充电器或电脑USB口，禁用PD充电器！）。
2. 软件操作：打开天问Block软件，导入项目源文件。
   • 第一步：在软件中选择设备型号为ASRPRO。
   • 第二步：选择正确的串口。在电脑的设备管理器中，端口列表里会看到一个CH340的串口，记住它的COM号（如COM3）。
   • 第三步：点击“生成模型”。这一步需要你注册登录天问账号。
   • 第四步：点击“烧录”。软件会自动完成编译和下载。

4.2 调试与最终配置

烧录完成后，你可以通过DC5520接口供电进行语音测试。如果发现语音唤醒不灵敏或识别距离短，可以尝试更换更好的麦克风，例如型号为C233793的驻极体麦克风。

测试完毕后，必须进行以下操作，才能正常使用PD快充供电：

1. 焊下D8二极管。
2. 将跳线从短接2、3改为短接1、4。
3. （可选）可以将CH340串口芯片也焊下来，以后若需重新烧录再焊上。

完成这些后，语音控制功能就生效了。你可以通过“小智小智”唤醒，然后命令它“播放音乐”、“音量加大”、“切换模式”等，具体指令列表可以参考原文中的图4。

4.3 不使用语音控制的简化方案

如果你觉得语音控制不是必须的，完全可以简化。操作非常简单：直接短接主板上的1、4号跳线，并且不要焊接天问51芯片、其周边的电阻电容、麦克风以及CH340芯片等所有语音控制相关的元器件（对应原文图5、图6所示的区域）。这样，主板就变成了一个纯硬件控制的蓝牙音箱，成本更低，焊接也更简单。

5. 功放与音频部分的装配要点

功放部分决定了最终音质的好坏，焊接和选料有些细节要注意。

5.1 TPA3116外围电路

TPA3116芯片周围有很多电容和电感，它们共同决定了功放的稳定性、滤波效果和音质。

• 电容选型：BOM清单上给出的电容型号是经过验证的。如果你想替换，必须保证容值和封装一致，并且耐压值不低于35V。特别是电源引脚附近的大电容（如470μF），建议选用高频低阻的电解电容，这对提升大动态下的音质有帮助。
• 电感选择：输出滤波电感要求是12*12mm尺寸、10μH的电感。不一定非要追求昂贵的TDK品牌，很多国产同规格电感完全可用，性价比更高。

5.2 NE5532前级运放

NE5532是一颗经久不衰的“运放之星”。这里使用最普通的SOP-8封装即可。国产的（可能标为XX5532）和TI原装的在听感上差异很小，除非你是金耳朵，否则用国产的完全没问题，还能省点预算。

5.3 一个容易忽略的细节

在NE5532的供电部分，有一个由R32和R33电阻组成的分压电路，为运放提供参考电压。这两个电阻的精度对音质有细微影响。建议使用精度为1%的100K、0603封装的电阻，能保证左右声道更好的一致性。

6. 物料采购、外壳与总结

6.1 如何高效采购元器件

这个项目的所有元器件都可以在立创商城找到。为了省钱，这里有个小技巧：立创商城允许一个手机号注册多个账户，新注册的用户通常有优惠券（比如30减15）。你可以通过项目作者提供的专属注册链接（见原文）新注册一个号，用优惠券下单，能省下一笔。

所有元器件的准确型号、封装和数量，请务必下载项目原始的立创EDA工程文件，从中导出BOM清单，照着清单购买最保险。

6.2 外壳选择与安装

开源项目提供了两种尺寸的PCB：100mm和116mm版本。

• 推荐116mm版本：虽然可能需要付费打样（嘉立创每月有免费券），但它的布局更合理，音频输出端子直接在板子上，集成度更高。
• 100mm版本：可以作为免费打样选择，但输出端子需要引线到板外。

外壳方面，你可以：

1. 直接购买现成的116mm铝合金外壳（作者提供了链接）。
2. 购买通用的71*27 100mm/116mm K49型号铝合金外壳主体，然后利用开源文件中的前后端盖.step文件，自己3D打印前后面板，这样成本更低，也更有个性。

焊接完成、装好外壳、接上喇叭（注意喇叭阻抗和功率要匹配TPA3116），你的TWS无损三模蓝牙音箱就大功告成了。从手机蓝牙连接，体验无线音乐的便利；用AUX线连接电脑，获得更稳定的音源；插上存满音乐的U盘，它就是一个独立的播放器。最重要的是，当你拥有两个时，一键配对即可享受震撼的立体声。整个过程虽然有些步骤需要耐心，但成功后的成就感和实用性，绝对值得。如果在制作中遇到问题，别忘了原文末尾有交流群号，可以进去和作者以及其他DIY爱好者一起讨论。