Հաճախականության սենսորով ռադիոյի հավաքման ձեռնարկ

Հաճախականության սենսորով ռադիոյի հավաքման ձեռնարկ

Ռադիոն մնում է հետաքրքրաշարժ էլեկտրոնային սարք սովորելու համար, հատկապես սկսնակների համար, ովքեր ցանկանում են հասկանալ սխեմաների, էլեկտրամագնիսական ալիքների և ձայնային ազդանշանների մշակման հիմունքները: Թվային դարաշրջանում ռադիոյի հավաքումը միայն «հեռարձակումների որսալը» չէ, այլ կարող է նաև բարելավվել լրացուցիչ հնարավորություններով, ինչպիսիք են հաճախականության սենսորը՝ ստացված հաճախականությունը վերահսկելու կամ կարդալու համար: Այս հոդվածը ներառում է հաճախականության սենսորով հագեցած պարզ ռադիոյի հավաքման ձեռնարկ՝ սկսած հայեցակարգից և բաղադրիչների ցանկից մինչև հավաքման և փորձարկման քայլերը:

-

1. Հասկացեք հայեցակարգը՝ Ռադիո + հաճախականության սենսոր

Ընդհանուր առմամբ, ռադիոընդունիչը աշխատում է՝ RF (ռադիոհաճախականության) ազդանշանները որսալով անտենայի միջոցով, ընտրելով որոշակի հաճախականություն (կարգավորում), այնուհետև այն վերածելով աուդիո ազդանշանի, որը կարելի է լսել բարձրախոսներով կամ ականջակալներով: Ժամանակակից ռադիոներում հաճախականության ընտրության գործընթացը հաճախ աջակցվում է կարգավորիչի ինտեգրալ սխեմայի միջոցով:

Միևնույն ժամանակ, ռադիոնախագծի համատեքստում «հաճախականության սենսոր» սովորաբար վերաբերում է մոդուլի/IC-ի, որը կարող է կարդալ կամ հաշվարկել ժամացույցի ազդանշանի կամ տեղային օսցիլյատորի (LO) հաճախականությունը: FM ռադիոյում «ստացված» հաճախականությունը սերտորեն կապված է տեղային օսցիլյատորի հաճախականության հետ: Լոուների մոդուլից LO-ն կամ հղման ազդանշանը չափելով՝ մենք կարող ենք էկրանին ցուցադրել հաճախականությունը (օրինակ՝ 88.1 ՄՀց, 101.7 ՄՀց):

Իրատեսական և հեշտ «ինքդ արա» նախագծի համար ամենագործնական մոտեցումը հետևյալն է.
– Պատրաստի FM ռադիո մոդուլի (օրինակ՝ RDA5807, TEA5767 կամ Si4703) օգտագործումը որպես ընդունիչ:
– Միկրոկառավարիչի (Arduino) օգտագործումը՝ I2C-ի միջոցով մոդուլից հաճախականության տեղեկատվությունը կարդալու համար (այս մեթոդը հաճախ անվանում են «հաճախականության սենսոր», քանի որ համակարգը կարող է հայտնաբերել/իմանալ ակտիվ հաճախականությունը):
– Ցուցադրում է հաճախականությունը LCD/OLED էկրանին։

Այս մոտեցումն ավելի կայուն է և հեշտ, քան զրոյից լիարժեք անալոգային RF ճակատային մաս կառուցելը։

-

2. Անհրաժեշտ գործիքներ և բաղադրիչներ

Հետևյալ բաղադրիչները սովորաբար օգտագործվում են հաճախականության ցուցիչով FM ռադիո հավաքելու համար.

Հիմնական բաղադրիչներ
1. Arduino Nano/Uno (ընտրեք մեկը)
2. FM ռադիո մոդուլ RDA5807 (այլընտրանք՝ TEA5767)
3. OLED 0.96” I2C (SSD1306) կամ LCD 16×2 I2C
4. Աուդիո ուժեղացուցիչի մոդուլ (օրինակ՝ PAM8403)՝ ավելի բարձր ձայնի համար
5. 4Ω–8Ω բարձրախոսի կամ ականջակալի ելք
6. Անտենա (75 սմ–1 մ մալուխը բավարար է FM-ի համար)

Կառավարման բաղադրիչներ (ըստ ցանկության, բայց խորհուրդ է տրվում)
7. Պտտվող կոդավորիչ կամ պոտենցիոմետր + կարգավորման կոճակ
8. Սեղմեք կոճակը՝ սկանավորելու/փնտրելու համար

Աջակիցներ
9. Հացատախտակ / PCB անցքերով
10. Միացման մալուխներ
11. Զոդանյութ և անագ (եթե մշտական ​​է)
12. 5V սնուցման աղբյուր (USB կամ ադապտեր)

-

3. Հիմնական միացման սխեմա (ամփոփում)

Քանի որ թյուներըրը և OLED մոդուլները երկուսն էլ I2C են, դրանք կարող են համատեղ օգտագործել SDA և SCL գծերը։

I2C միացում (սովորական է Arduino Uno/Nano-ի վրա)
– Բնական պաշարներ՝ A4
– SCL: A5
– VCC: 3.3V կամ 5V (հետևեք մոդուլի տեխնիկական բնութագրերին)
– GND : GND

Կարևոր նշում. RDA5807 մոդուլներից շատերը աշխատում են 3.3 Վ լարման տակ, սակայն որոշ տախտակներ ունեն կարգավորիչներ, որոնք դրանք անվտանգ են դարձնում 5 Վ լարման տակ: Ստուգեք մոդուլի վրա գրված պիտակը: Կասկածի դեպքում օգտագործեք 3.3 Վ:

Audio
– Ռադիո մոդուլի աուդիո ելք → PAM8403 մուտք → բարձրախոս

Կարգավորման կառավարում
– Պտտվող կոդավորիչ. A և B միացումները Arduino թվային միացումներին (օրինակ՝ D2, D3), կոդավորիչի կոճակը՝ D4-ին
– Սկանավորման կոճակ. մեկ այլ թվային քորոցի համար օգտագործեք ներքին քաշող կոճակը

-

4. Սարքավորումների հավաքման քայլեր

Քայլ 1. Տեղադրեք ռադիո մոդուլը և OLED-ը
1. Միացրեք ռադիո մոդուլի VCC-ն և GND-ն։
2. Միացրեք SDA-ն և SCL-ը Arduino I2C գծերին։
3. Տեղադրեք OLED/LCD-ն նույն VCC, GND, SDA, SCL միակցիչներով։

Քայլ 2. Տեղադրեք աուդիո ելքը
1. Միացրեք ռադիո մոդուլի (կամ մեկ աուդիո ելքի) ձախ/աջ աուդիո միակցիչները PAM8403 ուժեղացուցիչի մուտքին:
2. PAM8403 ելքը միացրեք բարձրախոսին։
3. Համոզվեք, որ աուդիո հողանցումը միացված է համակարգի հողանցմանը։

Քայլ 3. Տեղադրեք անտենան
1. Անտենայի մալուխը միացրեք ռադիո մոդուլի անտենայի ամրակին (սովորաբար նշված է «ANT»):
2. FM-ի համար օգտագործեք 75 սմ-ից մինչև 1 մետր երկարությամբ մեկ մալուխ։

Քայլ 4. Տեղադրեք կարգավորման կառավարման սարքերը
1. Arduino-ին միացված է պտտվող կոդավորիչ կամ կոճակ։
2. Միացրեք կոճակների մուտքերի վրա ներքին pull-up-երը՝ լարերի միացումը պարզեցնելու համար:

-

5. «Հաճախականության սենսոր» տրամաբանությունը այս նախագծում

Այս նախագծում հաճախականությունը կարդացվում/հայտնաբերվում է հետևյալի միջոցով՝
– RDA5807/TEA5767 մոդուլի տվյալների գրանցամատյան (մոդուլը ցույց է տալիս ընթացիկ կարգավորման հաճախականությունը), կամ
– Arduino-ն հաշվարկում է հաճախականությունը՝ հիմնվելով ալիքի քայլի կարգավորման վրա (օրինակ՝ 100 kHz/50 kHz):

Չնայած այն առանձին բաղադրիչի՝ ռադիոհաճախականության հաշվիչի նման «սենսոր» չէ, վերջնական արդյունքը նույնն է. համակարգը կարող է հայտնաբերել և ցուցադրել հաճախականությունները իրական ժամանակում։

-

6. Ծրագրի հոսքի օրինակ (ընդհանուր տեսք)

Հայեցակարգային առումով Arduino ծրագիրը կանի հետևյալը.
1. I2C նախնականացում
2. Ռադիո մոդուլի նախնական կարգավորում (FM ռեժիմ, ձայնի ուժգնություն, շեշտադրման նվազեցում և այլն):
3. OLED/LCD նախնականացում
4. Սահմանեք սկզբնական հաճախականությունը (օրինակ՝ 99.9 ՄՀց)
5. Կարդացեք կոդավորիչի/կոճակի մուտքային ազդանշանը՝ հաճախականությունը մեծացնելու կամ նվազեցնելու համար:
6. Թարմացրեք հաճախականության ցուցադրումը և ազդանշանի կարգավիճակը (եթե հասանելի է)

Եթե ​​օգտագործում եք RDA5807, սովորաբար կա Arduino գրադարան՝ կարգավորումը պարզեցնելու համար: SSD1306 OLED-ի համար կարող եք օգտագործել Adafruit_SSD1306 կամ U8g2 գրադարանները:

-

7. Փորձարկում և չափաբերում

Հիմնական փորձարկում
1. Միացրեք սխեման USB-ի միջոցով։
2. Համոզվեք, որ OLED-ը ցուցադրում է սկզբնական հաճախականությունը։
3. Պտտեք կոդավորիչը՝ հաճախականությունը փոխելու համար։
4. Եթե ձայնը չի լսվում՝
- Ստուգեք ուժեղացուցիչի աուդիո ուղին
- Ստուգեք խոսնակը
- Բարձրացրեք ծրագրի ծավալը
– Ստուգեք անտենան և կարգավորեք ուժեղ ռադիոկայանի վրա։

Հաճախականության քայլի կարգաբերում
FM-ը սովորաբար օգտագործում է 100 կՀց կամ 50 կՀց քայլեր՝ կախված տարածաշրջանից և մոդուլից: Եթե հաճախականությունը թվում է անպատշաճ կերպով «ցատկող», կարգավորեք կոդի կարգավորման քայլը:

Ընդունման որակի ստուգում
– Փորձեք մոտենալ պատուհանին՝ ազդանշանը բարելավելու համար։
– Անտենայի երկարությունը և մալուխի դիրքը մեծ ազդեցություն ունեն։
– Խուսափեք մալուխները ուժեղացուցիչի մոդուլին չափազանց մոտ տեղադրելուց (կարող է աղմուկ առաջացնել):

-

8. Հուշումներ ավելի կոկիկ և կայուն արդյունքի համար

1. Օգտագործեք մաքուր սնուցման աղբյուր՝ որակյալ ադապտեր կամ կայուն էներգաբանկ։
2. Առանձնացրեք աուդիո ուղին թվայինից. ձայնային մալուխը չպետք է մոտ լինի SCL/SDA մալուխին՝ աղմուկը նվազեցնելու համար:
3. Ավելացրեք անջատիչ կոնդենսատորներ (100 նՖ և 10 մԿՖ) ռադիոյի և ուժեղացուցիչի մոդուլների մոտ։
4. Օգտագործեք տուփ/պատյան՝ ուշադրությունը շեղող գործոնները նվազեցնելու և ավելի պրոֆեսիոնալ տեսք ստեղծելու համար։
5. Եթե ցանկանում եք ավելի շատ հնարավորություններ, ավելացրեք՝
- Կայանների նախադրված կարգավորումներ
- Ավտոմատ սկանավորում և հիշողության պահպանում
– Սիգնալի մակարդակի ցուցադրում (RSSI), եթե մոդուլը աջակցում է այն

-

9. Եզրակացություն

Հաճախականության սենսորով ռադիո կառուցելը հիանալի նախագիծ է անալոգային (ձայնային) և թվային էլեկտրոնիկայի (I2C, միկրոկառավարիչ, էկրան) համադրությունը սովորելու համար: RDA5807 կամ TEA5767 FM լարող մոդուլի միջոցով դուք կարող եք կառուցել կոմպակտ, բայց ֆունկցիոնալ ռադիո, որը կարող է կարգավորել, նվագարկել աուդիո և ճշգրիտ ցուցադրել հաճախականությունները: Հիմնական տարբերակը ներբեռնելուց հետո կարող եք ընդլայնել նախագիծը՝ ավելացնելով նախադրված կարգավորումներ, ավտոմատ սկանավորում և նույնիսկ ստեղծելով ավելի գրավիչ ինտերֆեյս:

Եթե ​​ցանկանում եք, կարող եմ օգնել ձեզ ստեղծել. ձեր ընտրած մոդուլի ավելի մանրամասն միացման սխեմա, Arduino կոդի ամբողջական օրինակ (RDA5807 + OLED + պտտվող կոդավորիչ) կամ տարբերակ, որն իրականում օգտագործում է «հաճախականության հաշվիչ»՝ սարքավորման մեջ օսցիլյատորը չափելու համար։