Streaming audio Bluetooth con mini casse

Mettete assieme un embedded dedicato alla decodifica audio MP3, un amplificatore digitale e un modulo bluetooth e avrete un diffusore wireless per il vostro smartphone o tablet.

La presenza del Bluetooth in smartphone e tablet è ormai data per scontata, sia perché consente il collegamento a una serie di dispositivi accessori quali vivavoce e GPS, sia perché dal punto di vista costruttivo sono gli stessi produttori di chip di comunicazione che offrono i combo WiFi/Bluetooth con poca spesa aggiuntiva rispetto al solo WiFi. Le possibilità che uno smartphone abbia il Bluetooth sono quindi molto elevate, anche sui modelli di tipo più semplice. Ma cosa si può fare con questa interfaccia oltre a collegare l’auricolare? La risposta non è immediata in quanto dipende dai profili supportati dal telefonino o dal tablet.

I profili
Quando è stato definito lo standard Bluetooth, lo si è fatto pensando a una soluzione che fosse l’opposto di USB. Con USB, l’interfaccia è molto semplice a livello di protocollo e ogni dispositivo va gestito tramite appositi driver, da scaricare di volta in volta e che sono anche specifici per sistema operativo ospite. Senza driver, la periferica è inutilizzabile, mentre se questa soluzione per un telefonino non era certamente ottimale e quindi è nata la soluzione a “profili”, ovvero una definizione puntuale ed esaustiva del protocollo di comunicazione dal livello più basso a quello delle funzionalità sovrastanti. Con questa soluzione, ogni dispositivo, trasmittente o ricevente, poteva dialogare e usufruire delle funzionalità proprio grazie ai .

Niente driver quindi, ma un insieme di funzioni specifiche per ciascun profilo, permettendo così il collegamento immediato profiliin ogni situazione in cui il profilo necessario è disponibile su chi trasmette e su chi riceve. Se invece manca uno specifico profilo a uno dei due dispositivi, non è possibile realizzare il “collegamento senza fili”.

Dai primi semplici sistemi di sostituzione del filo, tipicamente con un collegamento seriale, lo standard si è arricchito di una serie di profili dedicati alla stampa, al trasferimento dell’audio, allo scambio di dati (rubriche e contatti), fino alla musica stereofonica, alla condivisione delle risorse di rete e molto altro. Nel tempo il gruppo di standardizzazione di Bluetooth ha anche migliorato la velocità di trasferimento dei dati (Enhanced Data Rate – EDR) così come ha creato delle versioni successive fino ad arrivare all’attuale 4.0, definita a luglio 2010. Nella sostanza, la versione 2.1 con EDR è quella che sotto l’aspetto della connettività contempla e aggiunge praticamente tutti i profili significativi, dagli originali ai più recenti, mentre le due release successive sono nella direzione dell’integrazione con WiFi e del miglioramento dei consumi.

I ricevitori
Se dal lato dei telefonini, smartphone e tablet il Bluetooth incide in modo marginale sul costo dell’apparecchio e quindi fa parte del corredo quasi senza essere messo in discussione, i dispositivi e gli accessori compatibili con questo standard per offrire funzionalità aggiuntive sono ancora in fase di affermazione. Ci sono casi eclatanti dove autovetture da decine di migliaia di euro supportano malamente pochi profili, causando non poco disappunto negli utenti, mentre altri tendono a limitare nel telefonino le prestazioni ancora nella speranza di vendere accessori dedicati. Quello che però è certo è che se manca il profilo richiesto da una parte o dall’altra, non c’è nulla da fare, così come una implementazione errata del profilo può causare una serie di incompatibilità che si manifesta con il funzionamento con alcuni dispositivi, ma non con tutti – a parità di profilo disponibile.

Fortunatamente la tecnologia è arrivata a un elevato livello di maturità e ormai chi produce chip e moduli sa bene come offrire ai propri clienti il necessario per arrivare al risultato cercato. I moduli sono sostanzialmente delle soluzioni complete a cui basta collegare poco altro per ottenere il risultato, mentre con integrazioni più complesse si possono realizzare dispositivi multifunzionali che combinano al wireless Bluetooth anche altre caratteristiche.

Dopo i vivavoce, arriva la musica
La comunicazione con l’auricolare Bluetooth o il vivavoce in auto è obbligatoria e necessaria, per non perdere la concentrazione necessaria alla guida. Il tipo di audio trasportato con l’headset e l’hands free (i due profili usati per far parlare l’utente durante una telefonata) ha però delle caratteristiche tali da rendere i due profili inadatti alla trasmissione di musica. I profili HSP e HFP sono infatti stati pensati per il trasporto di voce già codificata secondo gli standard GSM, quindi in mono e con una banda ristretta, pur utilizzando uno stream di dati che può anche essere di 64Kbit/s. Questo non è stato ritenuto un problema per un po’ di anni, dato che i telefonini non erano ancora dotati di riproduttori musicali. La cosa inizia a cambiare quando il player audio diventa una caratteristica presente negli smartphone che, oltre a consentire di telefonare, acquistano appunto una certa ricchezza funzionale. In termini tecnologici, la reazione a questa nuova funzionalità richiede un tempo significativo e solo da qualche anno la diffusione di audio di qualità tramite Bluetooth è diventata tanto normale, quanto richiesta dagli utenti.

Per soddisfare questa esigenza, nascono due profili specifici: A2DP e AVRCP. Il primo è l’Advanced Audio Distribution Profile, mentre il secondo è l’Audio/Video Remote Control Profile. Con A2DP viene stabilito tutto il necessario per lo streaming dal trasmettitore (smartphone o tablet o addirittura trasmettitore dedicato con ingresso audio) al ricevitore che ha un ruolo passivo e di pura riproduzione di quanto ricevuto. Le codifiche che il trasmettitore e il ricevitore devono supportare sono varie e lo standard prevede che alcune siano necessariamente supportate per garantire una buona interoperabilità fra vari dispositivi. La codifica SBC (sub band coding) è quella base e obbligatoria, ma l’evoluzione tecnologica ha permesso l’aggiunta dei codec audio più diffusi nell’ambito musicale come  MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, AAC e ATRAC. Grazie a questo, l’audio in streaming non viene più ricodificato prima di essere trasmesso (cosa che facevano i piccoli trasmettitori bluetooth da collegare alla sorgente audio al posto della cuffia), ma viene inviato direttamente con la codifica originale in quanto il dispositivo ricevente è in grado di decodificarla correttamente. Il profilo AVRCP è invece necessario per impartire dalla ricevente dei comandi al player, più nello specifico, grazie a questo profilo si possono inviare Play, pausa, avanti e indietro. Questo permette di controllare il player sul telefonino o sullo smartphone senza intervenire su di esso fisicamente e la comodità di questa soluzione è notevole.

Un “dongle” che preleva l’audio dall’uscita cuffia di un dispositivo senza Bluetooth e lo invia in streaming a delle casse o a un ricevitore stereo con profilo A2DP.

I prodotti sul mercato
Un po’ per la diffusione degli smartphone, un po’ perché il mercato è sempre affamato di novità, anche le soluzioni audio Bluetooth hanno ricavato una propria nicchia nel mercato dell’audio. Si va dai sistemi di diffusione domestici di elevata qualità fino ai minuscoli diffusori autoalimentati e ricaricabili. In pratica ce n’è per tutte le tasche e per tutte le esigenze. Basta recarsi in un negozio di elettronica di consumo per trovare un certo assortimento di prodotti “importanti” per prezzo e prestazioni, ma la vera novità di questo periodo sono i diffusori micro, alimentati a batteria ricaricabile e basati sugli amplificatori digitali. Grazie alla diffusione di questa tipologia di amplificatori, 3 watt possono essere erogati partendo dai 3,7V delle batterie Li-Ion e quando l’altoparlante ha una buona efficienza, si riesce a generare un audio con volume decisamente “forte”. Anche la distorsione non è più marcata come una volta e quindi si riesce ad avere una cassa piccola, alimentata a batteria ricaricabile, ma in grado di generare un livello audio più che rispettabile prima che la distorsione renda il tutto sgradevole.

La produzione di questi dispositivi è ormai quasi interamente ad appannaggio della Cina, ma diversi prodotti riescono a combinare un design gradevole a una ottima qualità della componentistica, lasciando talvolta stupiti da quanto si possa ottenere con una spesa contenuta.

L’abilità dei produttori del Far East sta nella reinterpretazione di piatteforme ben consolidate e di provata affidabilità: una volta messo a punto il software e l’architettura di base, le variazioni sono sia di tipo estetico, sia di tipo funzionale, facendo del medesimo diffusore Wireless la versione mono, quella stereo, da 3 watt e da 10 watt, con la radio FM, senza la radio, ma con il lettore di microSD, oppure con la porta USB host con cui leggere la musica sulle chiavette USB. Insomma, date un chip a un produttore e questo vi declinerà il prodotto in almeno una decina di versioni diverse. Anche il prezzo, ovviamente, si aggancia alle funzionalità con una certa linearità, così da accontentare il più ampio segmento di mercato.

Fra i vari prodotti che abbiamo esaminato, uCOM A5 ha attirato la nostra attenzione per le sue caratteristiche e quindi abbiamo scelto di “guardarci dentro” per capire quali fossero i suoi segreti. Nelle immagini potete notare la scheda interna: è popolata con componenti ad elevata integrazione ed il modulo Bluetooth è su una schedina dedicata. Il jack a sinistra della presa microUSB accetta un segnale audio in ingresso e lo amplifica. Due led, uno rosso e uno bianco sono collegati con dei fili e illuminano la scritta del dispositivo per segnalare le varie modalità operative. Nell’apposito box forniamo una descrizione approfondita del prodotto e di come funziona.

La scheda di uCOM A5, un box amplificato che supporta sia lo streaming Bluetooth, sia la riproduzione da microSD di file MP3.

Certamente l’A5 non è né il primo né l’ultimo box audio amplificato wireless che vedremo, ma intanto merita di essere “ascoltato” perché in poco spazio e con una spesa tutto sommato ragionevole permette di dar voce al nostro smartphone per condividere con gli amici una canzone o vedere assieme un video da YouTube. Gli schermi di tablet e smartphone sono infatti diventati via via più grandi, ma per l’audio la situazione è ancora molto limitata e quindi avere un dispositivo in tasca, capace di amplificare con queste caratteristiche e questo impatto acustico, potrebbe essere l’asso nella manica da calare alla prossima occasione con i vostri amici.

uCOM A5

Il catalogo di Futura Elettronica si è arricchito recentemente di questo piccolo ma potente box. Il dispositivo ha le seguenti funzioni:
1) Bluetooth  2.0, EDR, multimedia audio device
2) Riproduttore di musica in formato MP3 memorizzata su supporto microSD,
3) Amplificatore audio

Al suo interno si trova un amplificatore da 3W RMS alimentato da una batteria ricaricabile Li-Ion e un microcontrollore multimediale dedicato per la riproduzione dei file MP3 e per la gestione dell’interfaccia Bluetooth, basata sul chip OVC3860 di OmniVision che si prende carico di tutta la parte di ricezione dello stream secondo il profilo A2DP e gestisce il player del trasmettitore comandandolo tramite il profilo AVRCP. Su un lato di A5 – da sinistra a destra – si trovano l’ingresso audio stereo con presa 3mm standard audio stereofonica, la presa microUSB per l’alimentazione e la ricarica della batteria, lo slot per schede di memoria microSD. Sul lato opposto si trovano – da sinistra a destra – il deviatore di accensione, avanti (Vol +) , Pausa e Play (seleziona MODO), indietro (Vol -)

Modalità di funzionamento:
REGOLAZIONE DEL VOLUME – In tutte le modalità di funzionamento, i due tasti Vol + e Vol – sono attivi. Vanno usati tenendoli premuti per almeno 3 secondi senza rilasciarli, altrimenti eseguono le funzioni Avanti e Indietro.
SELEZIONE MODALITÀ – Il tasto Play (il terzo da sinistra) serve a selezionare la modalità di funzionamento. All’accensione viene scelta per default quella Bluetooth. Premendo per almeno 3 secondi il tasto play si passa in rotazione ad Audio MP3, (Amplificatore) e Bluetooth Audio. Se è collegata una sorgente audio alla presa da jack 3mm il dispositivo attiva l’amplificazione di questo ingresso, altrimenti viene saltata l’opzione “Amplificatore” e si passa direttamente all’audio da Bluetooth a MP3 play. Se scollegate il jack da 3mm con A5 in modalità Amplificatore, A5 passa alla modalità MP3 e premendo Play si avvia la riproduzione dell’ultimo brano selezionato. L’ultimo brano ascoltato resta anche memorizzato fra un’accensione e l’altra.

Come Funziona
Accendere il dispositivo con l’interruttore. Dopo circa tre secondi verrà emesso un segnale acustico per annunciare la modalità Bluetooth. La scritta superiore uCOM lampeggia in rosso rapidamente se il dispositivo è in modalità di accoppiamento, altrimenti se è già stato accoppiato a un dispositivo e il collegamento è attivo, la scritta lampeggia in bianco. Durante la riproduzione audio la scritta resta illuminata in bianco. Per effettuare l’accoppiamento (pairing) basta attivare la ricerca sul proprio smartphone o tablet e accendere il dispositivo (lampeggio rosso frequente). Troverete un dispositivo “Bluetooth – A5” in elenco: selezionatelo e usate il pin “0000”. Al termine della procedura, cesserà il lampeggio rosso della scritta uCOM e i due dispositivi saranno accoppiati. Il profilo del dispositivo A5 è Audio Multimediale e se il vostro player lo supporta, potete usare i tasti Avanti, Play, Pausa e Indietro per pilotare il riproduttore software. Il dispositivo memorizza l’accoppiamento a più dispositivi e quindi una volta abbinato ai vostri vari dispositivi che supportano il profilo Audio Multimediale, potrete utilizzarli semplicemente accendendo A5 e il loro  Bluetooth: A5 ripristinerà in pochi istanti il collegamento. Il dispositivo A5 supporta ovviamente un solo collegamento attivo alla volta.
La cassa amplificata wireless uCOM A5 può essere acquistata presso Futura Elettronica http://goo.gl/G8lDn