Ինչպես պատրաստել կարգավորվող հաճախականությամբ ռադիո

Ինչպես պատրաստել կարգավորվող հաճախականությամբ ռադիո

Ռադիոները տանը կառուցելու ամենահետաքրքիր էլեկտրոնային սարքերից մեկն են, որոնք համատեղում են էլեկտրականության, էլեկտրամագնիսական ալիքների և ձայնային շղթաների հիմնական սկզբունքները: Կառուցելով կարգավորվող ռադիո, դուք ոչ միայն կսովորեք, թե ինչպես ընդունել հեռարձակումները, այլև կսովորեք, թե ինչպես ընտրել մեկ կայան օդում ցրված բազմաթիվ ազդանշաններից: Այս հոդվածում կքննարկվի, թե ինչպես կառուցել պարզ կարգավորվող ռադիո՝ կենտրոնանալով FM ռադիոների վրա, քանի որ բաղադրիչներն ու մոդուլները համեմատաբար հեշտությամբ հասանելի են, և արդյունքները անմիջապես են:

-

1. Հասկացեք կարգավորվող ռադիոյի հայեցակարգը

Կարգավորվող ռադիոները աշխատում են՝ ընտրելով որոշակի հաճախականություններ անտենայից, այնուհետև ուժեղացնելով դրանք և փոխակերպելով ձայնային ազդանշանի՝ բարձրախոսների կամ ականջակալների համար: Ժամանակակից ռադիոներում այս գործընթացը սովորաբար իրականացվում է կարգավորիչի ինտեգրալ սխեմայի կամ ինտեգրված ընդունիչի մոդուլի միջոցով:

FM ռադիոյում հեռարձակման հաճախականության դիապազոնը սովորաբար 88–108 ՄՀց է: Հաճախականությունը կարգավորելու համար մեզ անհրաժեշտ է կարգավորման մեխանիզմ, օրինակ՝

1. Անալոգային կարգավորում՝ օգտագործելով փոփոխական կոնդենսատորներ և LC ռեզոնանսային սխեմաներ (ավելի դժվար):
2. Թվային կարգավորում՝ օգտագործելով IC ռադիո մոդուլ (ավելի հեշտ, ավելի կայուն և խորհուրդ է տրվում սկսնակների համար):

Այս հոդվածում մենք կընտրենք FM մոդուլով թվային կարգավորումը, որը լայնորեն օգտագործվում է ինքնուրույն աշխատանքներում:

-

2. Անհրաժեշտ գործիքներ և նյութեր

Ահա էլեկտրոնիկայի խանութներում և շուկաներում համեմատաբար հեշտ գտնվող բաղադրիչների ցանկը.

Հիմնական բաղադրիչներ
– Կարգավորելի FM ռադիո մոդուլ (օրինակ՝ TEA5767 կամ RDA5807): Երկուսն էլ հայտնի են, աջակցում են թվային կարգավորումը I2C-ի միջոցով:
– Միկրոկառավարիչ (Arduino Uno/Nano-ն ավելի հեշտ է սկսնակների համար):
– Աուդիո ուժեղացուցիչի մոդուլ (օրինակ՝ PAM8403 3W կամ LM386):
– Փոքր 4–8 օհմ բարձրախոսներ (կամ օգտագործեք ականջակալների միակցիչ, եթե ցանկանում եք պարզ պահել):

Աջակցող բաղադրիչներ
– Անտենա. փորձարկման համար բավարար է 60–100 սմ երկարությամբ մալուխ։
– Պոտենցիոմետր (ըստ ցանկության, ձայնի համար, եթե ուժեղացուցիչը աջակցում է պոտենցիալի մուտքը):
– 2 սեղմակոճակ (հաճախականությունը մեծացնելու/նվազեցնելու համար) կամ պտտվող կոդավորիչ (ավելի հարմար):
– Փոքր LCD/OLED (ըստ ցանկության՝ ընտրված հաճախականությունը ցուցադրելու համար):
– Հացատախտակ և միացման մալուխներ։
– Սնուցման աղբյուր՝ 5 Վ USB-ից կամ մարտկոցից + մոդուլի անհրաժեշտության դեպքում՝ բարձրացում/փոքրացում։

-

3. Պարզ համակարգի դիզայն

Ինքնուրույն կարգավորվող ռադիոհամակարգը կարելի է ամփոփել հետևյալ կերպ.

1. Անտենան բռնում է FM ազդանշանը
2. FM ռադիո մոդուլը ընտրում է հաճախականությունը (կարգավորում) և արտածում է աուդիո (ձախ/աջ)
3. Ուժեղացուցիչը ուժեղացնում է ձայնը
4. Բարձրախոսը ձայն է արտադրում
5. Միկրոկառավարիչը սահմանում է հաճախականությունը՝ հիմնվելով կոճակի/կոդավորիչի վրա և (ըստ ցանկության) ցուցադրում է հաճախականությունը էկրանին։

Այս տեսակի սխեման գործնական է, քանի որ ձեզ հարկավոր չէ նախագծել բարդ RF ֆիլտր, պարզապես օգտագործեք ռադիոազդանշանները մշակելու համար հատուկ նախագծված լարող մոդուլ։

-

4. Միացման սխեմա (ուրվագիծ)

Ա. TEA5767/RDA5807 մոդուլի միացումը Arduino-ին (I2C)
Սովորաբար մոդուլն օգտագործում է I2C կապը.

– VCC → 5V (կամ 3.3V՝ կախված մոդուլից)
– GND → GND
– SDA → Arduino SDA (A4 Uno/Nano-ում)
– SCL → SCL Arduino (A5 Uno/Nano-ի վրա)

Բ. Ձայնային միացում ուժեղացուցիչին
– Մոդուլից ձախ/աջ աուդիո ելք → ուժեղացուցիչի մուտք (կարող է խառնվել մոնոյի, եթե ուժեղացուցիչը մոնո է)
– Ուժեղացուցիչի ելք → բարձրախոս

Գ. Կարգավորման կոճակ
– «ՎԵՐԵՎ» կոճակ → Arduino թվային քորոցներից մեկը (օգտագործեք ներքին քաշող կոճակ)
– «ՆԱԽ» կոճակ → մեկ այլ թվային PIN կոդ

Եթե ​​ցանկանում եք ավելի նուրբ լինել, պտտվող կոդավորիչը կարող է փոխարինել կոճակը, որպեսզի ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ պտտվելը մեծացնի հաճախականությունը և հակառակը։

-

5. Ծրագրային տրամաբանության օրինակ (հայեցակարգ)

Դուք կարող եք օգտագործել ռադիո գրադարան TEA5767-ի կամ RDA5807-ի համար (շատերը հասանելի են): Ըստ էության, ծրագիրը կանի հետևյալը.

1. Որոշեք մեկնարկային հաճախականությունը (օրինակ՝ 99.9 ՄՀց)
2. Եթե սեղմվում է UP կոճակը, հաճախականությունը մեծանում է (օրինակ՝ +0.1 ՄՀց):
3. Եթե սեղմվում է DOWN կոճակը, հաճախականությունը նվազում է (-0.1 ՄՀց)
4. Ուղարկեք հաճախականության արժեքը մոդուլին I2C-ի միջոցով
5. (Ըստ ցանկության) LCD/OLED էկրանի ցուցադրման հաճախականությունը

Կարևոր խորհուրդներ.
– FM-ը շատ տարածքներում օգտագործում է 100 կՀց (0.1 ՄՀց) կամ 50 կՀց հաճախականության ալիք։ Պարզության համար օգտագործեք 0.1 ՄՀց։
– Սահմանեք սահմանափակումներ այնպես, որ դրանք չգերազանցեն 88.0 կամ 108.0 ՄՀց:

-

6. Արտադրական քայլեր

Քայլ 1. Պատրաստեք հացաթխման տախտակը և միացրեք ռադիո մոդուլը:
Սկսեք VCC, GND, SDA և SCL միացումներից։ Համոզվեք, որ մոդուլը ստանում է նշված լարումը։ Որոշ մոդուլներ աջակցում են 3.3–5 Վ, մինչդեռ մյուսները անվտանգ են միայն 3.3 Վ-ի դեպքում։

Քայլ 2. Տեղադրեք անտենան
Պարզապես միացրեք մալուխը մոդուլի անտենայի միակցիչներին (կամ ANT բարձիկին, եթե կա): Ավելի լավ ընդունման համար մալուխը դրեք երկայնքով:

Քայլ 3. Միացրեք ուժեղացուցիչը և բարձրախոսները
Միացրեք մոդուլի աուդիո ելքը ուժեղացուցիչի մուտքին: Եթե մոդուլի ելքը ստերեո է, իսկ ձեր ուժեղացուցիչը մոնո է, կարող եք համատեղել ձախ և աջ ալիքները՝ օգտագործելով դիմադրություններ (օրինակ՝ յուրաքանչյուրը 1 կΩ)՝ ալիքների խանգարումը կանխելու համար:

Քայլ 4. Տեղադրեք կարգավորման կոճակը
Միացրեք վերև/ներքև կոճակները Arduino-ին: Միացրեք կոդում ներքին քաշող կոճակը՝ լարերը նվազագույնի հասցնելու համար (կոճակը սեղմելիս միացնում է pin-ը GND-ին):

Քայլ 5. Ներբեռնեք կարգավորման ծրագիրը
Օգտագործեք համապատասխան գրադարանը։ Բեռնելուց հետո փորձեք սեղմել կոճակը և լսել, թե արդյոք կայանը փոխվում է։ Եթե գտնվում եք թույլ ազդանշան ունեցող տարածքում, փորձեք տեղափոխել անտենան կամ օգտագործել ավելի երկար մալուխ։

Քայլ 6. Կարգավորեք և ստեղծեք մշտական ​​տարբերակ
Հացատախտակի վրա այն հաջողությամբ տեղադրելուց հետո կարող եք այն տեղափոխել ծակոտկեն տպատախտակի/ծակոտկեն տախտակի վրա: Ավելի կոկիկ տեսքի համար ավելացրեք պատյան, ինչպես նաև կոճակներ/կոդավորիչներ՝ ավելի ռադիոնման փորձի համար:

-

7. Խորհուրդներ ավելի լավ արդյունքների համար

1. Օգտագործեք մաքուր սնուցման աղբյուր. էժան ադապտերներից առաջացող աղմուկը կարող է ներթափանցել ձայնի մեջ: Եթե լսում եք բզզոց, փորձեք այն սնուցել որակյալ էներգաբանկից կամ մոդուլի մոտ ավելացնել անջատիչ կոնդենսատոր (100nF + 10µF):
2. Ուշադրություն դարձրեք աուդիո հողանցմանը. վատ հողանցման ուղին հաճախ «ճռռոցի» ձայն է առաջացնում:
3. Անտենայի դիրքը շատ ազդեցիկ է. անտենայի ուղղությունը շրջեք, սովորաբար ավելի լավ է պատուհանի մոտ լինելը։
4. Ավելացրեք էկրան. 0.96 դյույմանոց I2C OLED-ը հեշտացնում է ընտրված հաճախականության տեսանելիությունը։
5. Ավելացնել սկանավորման գործառույթ. ստեղծել կոճակ՝ կայաններ ավտոմատ կերպով որոնելու համար (seek):

-

8. Այլընտրանք. Անալոգային կարգավորում փոփոխական կոնդենսատորներով (ավելի դժվար)

Եթե ​​իսկապես ցանկանում եք «դասական ռադիոյի» զգացողություն, կարող եք կառուցել անալոգային ռադիո՝ օգտագործելով LC սխեմա (ինդուկտոր + փոփոխական կոնդենսատոր)՝ հաճախականությունը ընտրելու համար: Այնուամենայնիվ, FM-ի համար RF մասը շատ զգայուն է և պահանջում է զգույշ նախագծում և դասավորություն: Այս նախագիծը հետաքրքիր է, բայց դրա հաջողության մակարդակը սկսնակների համար ավելի ցածր է, քանի որ՝

– Բարձր հաճախականությունները (88–108 ՄՀց) զգայուն են մալուխի երկարության նկատմամբ։
– Պարազիտային բաղադրիչները (թափառող տարողունակություններ/ինդուկտիվություններ) ազդում են կարգավորման վրա
– Կալիբրացիան և կարգավորումը (տրիմերը) ավելի բարդ է

Հետևաբար, թվային մոդուլները արագ սովորելու և իրական արդյունքներ ստանալու լավագույն միջոցն են։

-

9. Եզրակացություն

Կարգավորվող ռադիո կառուցելը զվարճալի և կրթական «ինքդ արա» նախագիծ է: TEA5767 կամ RDA5807 FM մոդուլի միջոցով դուք կարող եք կառուցել կարգավորվող ռադիո ընդամենը մի քանի բաղադրիչներով՝ միկրոկառավարիչ՝ հաճախականությունը կարգավորելու համար, լարող մոդուլ՝ կայանները որսալու համար և ուժեղացուցիչ՝ ձայնը արտածելու համար: Երբ ունենաք հիմնական տարբերակը, կարող եք ընդլայնել այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են կայանների նախապես կարգավորումների պահպանումը, ավտոմատ սկանավորումը, OLED էկրանը և նույնիսկ լիցքավորվող մարտկոց ավելացնելը՝ ռադիոն դյուրակիր դարձնելու համար:

Եթե ​​ցանկանաք, կարող եմ օգնել կոնկրետ բաղադրիչների ցանկերով (մոդուլի տեսակի հղումներ), մանրամասն սխեմաներով և Arduino կոդի ամբողջական օրինակներով՝ կախված ձեր ընտրած մոդուլից (TEA5767 կամ RDA5807) և նրանից, թե արդյոք ցանկանում եք օգտագործել կոճակներ, կոդավորիչներ և էկրան։