MP3-Player Modul mit JQ6500

Heute findet man in vielen Spielzeugen kleine Soundmodule mit Tiergeräuschen, Motorenbrummen oder einer Sprachausgabe. Zum Teil sind sogar mehrere Soundfiles über solche Module abrufbar. Was als akustischer Gag gilt, kann auch mit selbstbespielbaren Soundmodulen wie dem hier vorgestellten umgesetzt werden. Die in den Spielzeugen eingebauten Module haben entweder einen festen Wortschatz oder nur wenige Geräuscheffekte zu bieten. Dieses Modul hier kann mit beliebigen Geräuschen, ganzen Sätzen Sprachausgabe oder sogar mit ganzen Musikstücken bespielt werden. Das Überspielen der MP3-Dateien auf das Modul geschieht mit einem mitgelieferten USB-Kabel und einem kleinen Programm in wenigen Sekunden. Doch nun mehr Infos zu diesem Modul und seinen Eigenschaften.

In dieser kleinen Tüte verbirgt sich das kürzlich direkt aus China importierte Soundmodul, das zur Wiedergabe von mehreren MP3-Dateien in Mono oder Stereo dient. Mit einem Stückpreis von 1,75 Euro (Stand November 2018, mittlerweile dürften die Module wegen der Halbleiter-Lieferengpässe teurer sein) sind die Module unschlagbar günstig. Es handelt sich um MP3-Module mit einem Chip, der die Bezeichnung JQ6500 trägt. Die bestellten Module haben einen integrierten Speicher mit einer Kapazität von 32 Megabit (das entspricht etwa 4 Megabyte) auf. Es lassen sich zwar keine kompletten CDs in HiFi-Qualität auf ihnen abspeichern. Für kurze Durchsagen oder Geräuscheffekte in Anwendungen wie Spielzeugen oder ähnlichen Dingen reicht es aber allemal aus. Wird nur eine Datei in Mono mit einer entsprechend niedrigen Bitrate verwendet, reicht es sogar für eine recht ordentliche Spielzeit bis hin zu mehreren Minuten. Es lassen sich auch mehrere Audiodateien abspeichern.

Hier ist das ausgepackte MP3-Modul mit dem Chip JQ6500 zu sehen. Die Platine ist ca. 22 x 19 Millimeter groß. Die Höhe einschließlich Anschlussbeinchen liegt bei etwa 15 Millimetern. Die entsprechenden Anschlüsse am Modul wurden im Bild mit Abkürzungen gekennzeichnet. Hier sind deren Bedeutungen:

• K1 - K5: Über diese Anschlüsse können die ersten fünf Soundfiles auf dem Chip direkt abgerufen werden. Wird einer der Anschlüsse mit Masse verbunden, wird die jeweilige Datei abgespielt.
• GND: Dies sind die Masseanschlüsse des Soundmoduls
• Key bzw. Adkey: Über ein Widerstandsnetzwerk lassen sich verschiedene Funktionen über einen einzelnen Anschluss abrufen. Doch dazu mehr weiter unten.
• BS (Busy): Hier kann eine LED angeschlossen werden, die aufleuchtet, während eine Audiodatei abgespielt wird. Nach dem Abspielen erlischt die LED.
• LS+ und LS-: Diese Kontakte dienen zum Anschluss eines Lautsprechers. Ein kleiner Verstärker (in Mono) ist integriert.
• AR und AL: Die Ausgänge für den rechten und linken Kanal (Line-Out oder Kopfhörer).
• VCC: Die Stromversorgung des Moduls (5 Volt). Bei Nichtbenutzung fließt ein kleiner Ruhestrom, beim Anschluss an eine Batterie beachten.
• RX und TX: Serielle Schnittstelle zur Kommunikation mit Mikrocontrollern (zum Beispiel einem Arduino).

Hier ist die Unterseite des Moduls zu sehen. Die Stiftreihen waren bereits fertig mit dem Modul verlötet. Sie lassen sich gegebenenfalls entfernen (auslöten oder abschneiden), wenn nur wenig Platz für den Einbau des Moduls zur Verfügung steht. Auf der Unterseite befinden sich noch weitere ICs ist wie beispielsweise das für die Kommunikation mit einem Computer über den integrierten USB-Anschluss oder die integrierte Schaltung für die Kommunikation über die serielle Schnittstelle.

Über den Anschluss mit der Bezeichnung Key bzw. Adkey lassen sich verschiedene Funktionen des Moduls steuern. In diesem Schaltbild sehen Sie, wie bis zu neun Taster mit einem einzigen Anschluss des Moduls verbunden werden können, um unterschiedliche Funktionen des Soundmoduls zu steuern. Die Anschlüsse K1 – K5 entsprechen dabei den Eingängen am MP3-Modul. Mit den Tasten Prv/V- lässt sich der Titel herunter schalten (kurzer Tastendruck) oder die Lautstärke verringern (langer Tastendruck). Die Taste mit der Bezeichnung Nxt/V+ schaltet deinem kurzen Tastendruck auf den nächsten Titel, bei einem längeren Tastendruck wird die Lautstärke erhöht. Die Taste mit der Bezeichnung Play/Pause dürfte wohl selbsterklärend sein. Die Taste mit der Bezeichnung SRC wird bei diesem Chip nicht benötigt. Sie dient bei anderen Ausführungen der Bausteine (solche mit einem SD-Kartenleser) dazu, zwischen dem Speicher direkt auf dem Modul und den Inhalt der SD-Karte zu wählen.

In diesem Bild ist eine einfache Testschaltung mit angeschlossenem Lautsprecher zu sehen. Ich habe nur einen Teil des Widerstandsnetzwerkes für den Anschluss „Key“ verwendet. Lediglich die Tasten für das Vor- und Zurückschalten des Titels sowie die Wiedergabe und die Wiedergabepause wurden über entsprechende Widerstände angeschlossen, andere Funktionen wurden für den Test nicht benötigt. Es muss also nicht unbedingt das ganze Widerstandsnetzwerk aufgebaut werden, wenn nur einzelne Funktionen genutzt werden sollen. Das ist gut zu wissen, wenn das Modul mit nur wenigen Funktionen in einem Modell angesteuert werden soll.

Um die MP3-Dateien auf das MP3 Modul zu übertragen, wird auch eine Software benötigt. Diese ist im Normalfall auf dem Speicherchip des Moduls selbst enthalten. Das Soundmodul wird per USB-Kabel an den Computer angeschlossen und als "CAI CD002-1 USB Device" erkannt. Beim Anschluss an den Computer wird auch ein zusätzliches CD-Laufwerk angezeigt, über das die entsprechende Software gestartet werden sollte. Allerdings stellte sich bei meinen Modulen heraus, dass die Software sich nicht vom Speicherchip des Moduls starten ließ, sondern separat aus dem Internet heruntergeladen werden musste (den externen Link können Sie durch Klicken auf "Software" aufrufen). Auf das durch das Modul dargestellte CD-Laufwerk konnte nicht zugegriffen werden. Auch MP3-Files lassen sich nicht einfach mithilfe des Dateibrowsers wie dem Windows-Explorer auf das Modul überspielen, wie man das von MP3-Playern kennt, die meistens als USB-Datenträger erkannt werden.

Hier ist die unter dem Link heruntergeladene Software zu sehen. Es wurden bereits ein paar Soundfiles geladen, die anschließend auf das Modul übertragen werden sollten.

Nach dem Anschluss des Soundmoduls an den PC mithilfe eines USB-Kabels wird die Software entpackt und gestartet. Zuerst werden die entsprechenden Soundfiles nach dem Klicken auf den zweiten Reiter "Files" über den Button "Choose Files" ausgewählt. Danach wird das Soundmodul durch einen Klick auf den Button "Flash" mit dem Sounddateien beschrieben. Je nach Größe kann dieser Vorgang eine gewisse Zeit dauern. Die Abbildungen oben zeigt das "JQ6500 Update tool", das sehr einfach aufgebaut ist und sich quasi von selbst erklärt.

Hinweis für Windows 8:

Bei der Verwendung des Programms unter Windows 8 oder 8.1 kann es zu Problemen kommen. Kommt es beim Upload der MP3-Dateien auf das Modul zu einer Fehlermeldung wie dieser hier: "flashdata error, have not define program mode in flashdata.ini", muss das Programm im Kompatibilitäsmodus gestartet werden. Dazu das Programm mit der rechten Maustaste anwählen, die Eigenschaften auswählen (mit der linken Maustaste), auf den Reiter Kompatibilität klicken und dort den Kompatibilitätsmodus für Windows 7 aktivieren (einfach das entsprechende  Häkchen setzen). Anschließend auf OK klicken. Nun sollte es funktionieren.

Die möglichen Einsatzgebiete für dieses Modul sind sehr vielseitig. Vor allem im Modellbau finden solche Module häufig Anwendung, beispielsweise in Fahrzeugmodellen oder bei einer Modelleisenbahn. Aber auch in Spielzeugen anderer Art oder als Klingelmodule lassen sich solche Schaltungen sehr gut einsetzen. Das Gute an dieser Schaltung ist, dass sie über eine entsprechende Software über den USB-Anschluss direkt mit MP3-Dateien bespielt werden kann. Außerdem kann ein Lautsprecher mit einer Impedanz von 8 Ohm direkt an die Schaltung angeschlossen werden, ohne ein zusätzliches Verstärkermodul zu benötigen. Die Lautstärke ist recht hoch. In der Testschaltung oben im Bild habe ich einen Widerstand von etwa 75 Ohm zwischen dem Ausgang der Schaltung und dem Lautsprecher angeschlossen, um die Lautstärke etwas zu verringern.

Das Soundmodul kann gut in eine kleine Box eingesetzt werden. In diesem Fall war ein kleines Soundmodul aus einem Plüschteddy vorhanden. Dieses ließ sich soweit modifizieren, dass das JQ6500-Modul eingebaut werden konnte. Ein kleiner Lautsprecher war ebenfalls schon vorhanden. Auch die Stromversorgung wurde sichergestellt, nämlich durch ein integriertes Batteriefach. Die Bilder zeigen, wie das MP3-Modul mit dem JQ6500 in dieses Kunststoffgehäuse eingesetzt wurde. Ebenfalls zu sehen ist das ursprüngliche Soundmodul mit dem Erschütterungsschalter, das durch Klopfen darauf ein lautes Schnarchen im Lautsprecher aktivierte. Ich habe in diesem Fall zwei Leitungen zur Aktivierung des MP3-Moduls nach außen gelegt für einen externen Schaltkontakt. Da das Modul in ein Modellauto eingesetzt werden sollte, wurde ein entsprechendes Motorengeräusch aufgespielt. Einen Haken hat die Sache allerdings: Das Modul hat leider auch bei Nichtbenutzung eine relativ hohe Stromaufnahme (ca. 20mA), sodass die Knopfbatterien innerhalb kurzer Zeit entladen wurden. Diese müssen entweder herausgenommen werden oder die Stromversorgung wird durch einen zusätzlichen Schalter unterbrochen, wenn das Soundmodul nicht benutzt werden soll.

Die Stromversorgung kann über eine Spannungsquelle mit einer Ausgangsspannung zwischen etwa 3,5 und 5,0 Volt erfolgen (geringfügig höher oder niedriger dürfte auch noch funktionieren, gegebenenfalls ausprobieren. Es eignet sich daher auch für den Betrieb an einer Lithium-Ionen-Batterie. Auch der Betrieb über den USB-Anschluss sollte funktionieren, wenn die Stromstärke ausreicht. Wie schon erwähnt, lässt sich ein Lautsprecher verwenden. Dieser sollte eine Impedanz von 8 Ohm oder mehr haben. Die unterstützen Samplingraten sind folgende: 8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48 kHz. Sollen MP-3-Dateien mit mehr Speicherbedarf abgespielt werden, gibt es weitere Ausführungen der Module, die einen Steckplatz für SD-Speicherkarten haben. Solche Module sind etwas teurer und können auf Speicherkarten mit FAT32-Dateisystem zugreifen. Auf diese Weise lassen sich auch Soundfiles in besserer Qualität und mit längerer Spielzeit speichern und abspielen.