_SKU_DFR0954_I2S_Amplifier

1. 产品简介

MAX98357 I2S功放模块是采用美信MAX98357 芯片开发的I2S数字D类功率放大器模块。与ESP32等具有I2S接口的主控相结合，可广泛用于物联网节点、智能家居设备、蓝牙音频播放器等项目。

本产品支持3.3V~5V供电。在5V供电、4Ω喇叭的状态下，具备2.5W以上的输出功率。并且，可通过修改SD端口电阻的方式设置多种模式：放大器关闭、输出左声道、输出右声道、输出混合声道。在产品上，默认设置为混合声道，并且引出了SD接口，可通过外接不同电阻的方式切换功能。

本产品体积小巧，邮票孔设计、可直插或者贴装在项目PCB上或面包板上。输出支持PH2.0喇叭接口与邮票孔两种连接方式，灵活方便。

2. 产品特性

MAX98357 I2S数字式D类功放，功率＞2.5W
3.3V~5V宽电压供电
声道可切换
增益大小可调节
邮票孔设计，可贴片与直插安装
PH2.0与邮票孔两种喇叭连接方式

3. 应用场景

蓝牙音频播放器
物联网节点声音播放
智能家居语音交互
机器人设备语音播放

4. 引脚排列图

引脚排列图

引脚	引脚功能	备注
SPK-	喇叭负极	喇叭参数：4Ω/8Ω ＜3W
VCC	电源输入	DC 3.3V-5V
GND	接地
NC	空脚
SD	关闭功放，调节声道	详见4.1.2 SD模式（SD）说明
GAIN	调节放大器增益	默认9dB 详见4.1.1 增益控制（GAIN)说明
SPK+	喇叭正极	喇叭参数：4Ω/8Ω ＜3W
DIN	数字输入信号
BCLK	位时钟输入	Bit Clock Input
LRC	帧时钟	I2S和LJ模式的左/右时钟。TDM模式的同步时钟。

4.1 特殊引脚功能

4.1.1 增益控制（GAIN)

如果GAIN和GND之间连接100K电阻，则为15dB
如果GAIN直接连接到GND，则为12dB
如果GAIN未连接到任何设备，则为9dB （默认状态）
如果GAIN直接连接到 VCC，则为 6dB
如果GAIN和VCC之间连接了100K电阻，则为3dB

4.1.2 SD模式（SD）

SD接GND（电压在0.16V以下），则放大器关闭
SD上的电压介于0.16V和0.77V之间，R1电阻为680K，则输出为混合声道（默认）
SD上的电压介于0.77V和1.4V之间，R1电阻为330K，则输出为右声道
SD上的电压高于1.4V，R1电阻为100K，则输出为左声道

yuanlitu

电阻替换图

5. 规格参数

模块参数

主芯片型号：MAX98357A
工作电压：DC 3.3V~5V
输出功率：8Ω 1.8W / 4Ω 2.5W （12db时）
输出通道：单通道
通讯接口：I2S接口
工作温度范围：-40℃＋80℃
存储温度范围：-40℃＋80℃
产品尺寸（不含包装）：18mm × 18mm

芯片音频相关参数

VDD = 5V, VGND = 0V, GAIN_SLOT = VDD. BCLK = 3.072MHz, LRCLK = 48kHz
speaker loads (ZSPK) connected between OUTP and OUTN, ZSPK = J, TA = TMIN to TMAX
unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25NC.
采样率：8kHz~96kHz
总谐波失真：

0.02% （f = 1kHz, POUT = 1W, TA = +25NC, ZSPK = 4I + 33FH, TQFN）

0.013%（f = 1kHz, POUT = 0.5W, TA = +25NC, ZSPK = 8I + 68FH）
动态范围：105DB （A-weighted, VRMS = 2.54V, 24- or 32-bit data）
输出噪音：25FVRMS （A-weighted, 24- or 32-bit data (Note 4)）
增益（相对于2.1dBV参考水平）：

GAIN_SLOT = GND through 100kΩ ：最小14.4dB 典型15dB 最大15.6dB

GAIN_SLOT = GND：最小11.4dB 典型12dB 最大12.6dB

GAIN_SLOT = unconnected：最小8.4dB 典型9dB 最大9.6dB

GAIN_SLOT = VDD：最小5.4dB 典型6dB 最大6.6dB

GAIN_SLOT = VDD through 100kΩ：最小2.4dB 典型3dB 最大3.6dB
效率：92% （ZSPK = 8I + 68FH, THD+N = 10%, f = 1kHz, gain = 12dB）
DAC增益误差：1%
频率响应：±0.2dB
D类开关频率：330kHz
扩频带宽：±12.5kHz

6. 产品尺寸图

尺寸图

7. 使用教程

7.1 蓝牙播放音乐实验

7.1.1 硬件准备

FireBeetle 2 ESP32-E主控板 (SKU:DFR0654) ×1
全频腔体喇叭（4Ω2W）（SKU:FIT0824）×1
带蓝牙功能的手机
杜邦线若干

7.1.2 软件准备

下载Arduino IDE：点击下载Arduino IDE
安装SDK：点击进入FireBeetle 2 ESP32-E主控板 WIKI页面查找SDK安装教程
下载Arduino库：点击下载I2S功放模块程序库关于如何安装库文件：如何加载库文件

7.1.3 硬件连接

蓝牙连线图

管脚连接说明:

I2S功放模块：VCC引脚---(连接)---ESP32-E主控： 3V3；

I2S功放模块：GND引脚---(连接)---ESP32-E主控：GND；

I2S功放模块：LRC引脚---(连接)---ESP32-E主控： 26/D3；

I2S功放模块：BCLK引脚---(连接)---ESP32-E主控： 25/D2；

I2S功放模块：DIN引脚---(连接)---ESP32-E主控： 14/D6；

I2S功放模块：SPK＋引脚---(连接)---喇叭：正极

I2S功放模块：SPK－引脚---(连接)---喇叭：负极

7.1.4 演示代码

程序功能:打开ESP32-E的蓝牙功能，创建名称为bluetoothAmplifier的蓝牙节点，用带蓝牙功能的手机连接bluetoothAmplifier节点来播放音乐。

#include <DFRobot_MAX98357A.h>
DFRobot_MAX98357A amplifier;  

void setup(void)
{
  Serial.begin(115200);//串口速率设置为115200
  while( !amplifier.begin(/*btName=*/"bluetoothAmplifier", /*bclk=*/GPIO_NUM_25, /*lrclk=*/GPIO_NUM_26,/*din=*/GPIO_NUM_14) ){
    Serial.println("Initialize failed !");//没有检测到I2S引脚信号，则初始化失败
    delay(3000);
  }
  Serial.println("Initialize succeed!");//检测到I2S引脚信号，则初始化成功
}

void loop(void)
{
  delay(3000);
}

7.1.5 实验过程

打开Arduino IDE，开发板选择为FireBeetle2 ESP32-E，上传速率设置为921600。

主控选择

将代码拷贝到Arduino IDE上，编译烧录代码到FireBeetle2 ESP32-E里。

代码的上传

打开手机蓝牙功能，连接上bluetoothAmplifier节点，使用音乐播放器播放音乐。

7.2 SD卡播放音乐实验

7.2.1 硬件准备

FireBeetle 2 ESP32-E主控板 (SKU:DFR0654) ×1
全频腔体喇叭（4Ω2W）（SKU:FIT0824）×1
MicroSD Module (SKU:DFR0229) ×1
闪迪至尊高速移动microSD (SKU:FIT0394)×1
川宇C289 TF卡/MicroSD卡读卡器 (SKU:FIT0548)×1
杜邦线若干

7.2.2 软件准备

下载Arduino IDE：点击下载Arduino IDE
安装SDK：点击进入FireBeetle 2 ESP32-E主控板查找SDK安装教程
下载Arduino库：点击下载I2S功放模块程序库关于如何安装库文件：如何加载库文件

7.2.3 硬件连接

SD卡模块

管脚连接说明:

I2S功放模块：VCC引脚---(连接)---ESP32-E主控： 3V3；

I2S功放模块：GND引脚---(连接)---ESP32-E主控：GND；

I2S功放模块：LRC引脚---(连接)---ESP32-E主控： 26/D3；

I2S功放模块：BCLK引脚---(连接)---ESP32-E主控： 25/D2；

I2S功放模块：DIN引脚---(连接)---ESP32-E主控： 14/D6；

SD卡模块：5V引脚---(连接)---ESP32-E主控板：VCC；

SD卡模块：GND引脚---(连接)---ESP32-E主控板： GND；

SD卡模块：MOSI引脚---(连接)---ESP32-E主控板：23/MOSI；

SD卡模块：SS引脚---(连接)---ESP32-E主控板：4/D12；

SD卡模块：SCK引脚---(连接)---ESP32-E主控板：18/SCK；

SD卡模块：MISO引脚---(连接)---ESP32-E主控板： 19/MISO；

I2S功放模块：SPK＋引脚---(连接)---喇叭：正极;

I2S功放模块：SPK－引脚---(连接)---喇叭：负极;

7.2.4 演示代码

代码意义: 接入SD卡模块之后，连接成功后，直接播放SD卡里面的音乐，按下RST按钮，从头开始播放

#include <DFRobot_MAX98357A.h>

DFRobot_MAX98357A amplifier;   

String musicList[100];   // SD卡音乐菜单
void setup(void)
{
  Serial.begin(115200);
  while ( !amplifier.initI2S(/*_bclk=*/GPIO_NUM_25, /*_lrclk=*/GPIO_NUM_26, /*_din=*/GPIO_NUM_14) ){
    Serial.println("Initialize I2S failed !");
    delay(3000);
  }
  while (!amplifier.initSDCard(/*csPin=*/GPIO_NUM_4)){
    Serial.println("Initialize SD card failed !");
    delay(3000);
  }
  Serial.println("Initialize succeed!");
  amplifier.scanSDMusic(musicList);
  printMusicList();
  amplifier.setVolume(5);
  amplifier.closeFilter();
  amplifier.openFilter(bq_type_highpass, 500);
  amplifier.SDPlayerControl(SD_AMPLIFIER_PLAY);
  delay(5000);   
  if(musicList[1].length()){
    Serial.println("Changing Music...\n");
    amplifier.playSDMusic(musicList[1].c_str());
  }else{
    Serial.println("The currently selected music file is incorrect!\n");
  }
}
void loop()
{
  parseSerialCommand();
  delay(500);
}
void printMusicList(void)
{
  uint8_t i = 0;
  if(musicList[i].length()){
    Serial.println("\nMusic List: ");
  }else{
    Serial.println("The SD card audio file scan is empty, please check whether there are audio files in the SD card that meet the format!");
  }

  while(musicList[i].length()){
    Serial.print("\t");
    Serial.print(i);
    Serial.print("  -  ");
    Serial.println(musicList[i]);
    i++;
  }
}
void parseSerialCommand(void)
{
  String cmd;   
  float value;   
  if(Serial.available()){   
    cmd = Serial.readStringUntil('-');   

    if(cmd.equals("hp")){   
      Serial.println("Setting a High-Pass filter...\n");
      value =Serial.parseFloat();
      amplifier.openFilter(bq_type_highpass, value);
    }else if(cmd.equals("lp")){   
      Serial.println("Setting a Low-Pass filter...\n");
      value =Serial.parseFloat();
      amplifier.openFilter(bq_type_lowpass, value);
    }else if(cmd.equals("closeFilter")){   
      Serial.println("Closing filter...\n");
      amplifier.closeFilter();
    }else if(cmd.equals("vol")){
      Serial.println("Setting volume...\n");
      value =Serial.parseFloat();
      amplifier.setVolume(value);
    }else if(cmd.equals("start")){   
      Serial.println("starting amplifier...\n");
      amplifier.SDPlayerControl(SD_AMPLIFIER_PLAY);
    }else if(cmd.equals("pause")){   
      Serial.println("Pause amplifier...\n");
      amplifier.SDPlayerControl(SD_AMPLIFIER_PAUSE);
    }else if(cmd.equals("stop")){   
      Serial.println("Stopping amplifier...\n");
      amplifier.SDPlayerControl(SD_AMPLIFIER_STOP);
    }else if(cmd.equals("musicList")){   
      Serial.println("Scanning music list...\n");
      amplifier.scanSDMusic(musicList);
      printMusicList();
    }else if(cmd.equals("changeMusic")){   
      cmd = musicList[Serial.parseInt()];
      if(cmd.length()){
        Serial.println("Changing Music...\n");
        amplifier.playSDMusic(cmd.c_str());
      }else{
        Serial.println("The currently selected music file is incorrect!\n");
      }

    }else{   
      Serial.println("Help : \n \
      Currently available commands (format: cmd-value):\n \
        Start playback: e.g. start-\n \
        Pause playback: e.g. pause-\n \
        Stop playback: e.g. stop-\n \
        Print music list: e.g. musicList-\n \
        Change songs according to the music list: e.g. changeMusic-1\n \
        Set and open high-pass filter: e.g. hp-500\n \
        Set and open low-pass filter: e.g. lp-15000\n \
        Close filter: e.g. closeFilter-\n \
        Set volume: e.g. vol-5.0\n \
      For the detailed meaning, please refer to the code comments of this demo.\n");   
    }
    while(Serial.read() >= 0);   
  }
}

7.2.5 实验过程