Kennsla um að setja saman útvarp með tíðnimæli
Útvarp er enn heillandi rafeindatæki til að læra, sérstaklega fyrir byrjendur sem vilja skilja grunnatriði rafrása, rafsegulbylgna og hljóðmerkjavinnslu. Í stafrænni öld snýst samsetning útvarps ekki bara um að „taka upp útsendingar“ heldur er einnig hægt að bæta það með viðbótareiginleikum eins og tíðnimæli til að fylgjast með eða lesa móttekna tíðni. Þessi grein fjallar um kennslu í samsetningu einfalds útvarps með tíðnimæli, allt frá hugmyndinni og íhlutalista til samsetningar- og prófunarskrefa.
-
1. Skilja hugtakið: Útvarps- + tíðnimælir
Almennt virkar útvarpsviðtæki þannig að það tekur upp RF (útvarpsbylgjur) merki í gegnum loftnet, velur ákveðna tíðni (stillingu) og breytir því síðan í hljóðmerki sem hægt er að heyra í gegnum hátalara eða heyrnartól. Í nútíma útvarpstækjum er tíðnivalið oft aðstoðað með stillara-IC.
Á sama tíma vísar „tíðniskynjari“ í samhengi útvarpsverkefnis venjulega til einingar/IC sem getur lesið eða reiknað út tíðni klukkumerkis eða staðbundins sveiflutíðni (LO). Í FM útvarpi er „móttekin“ tíðni nátengd staðbundnum sveiflutíðni. Með því að mæla LO eða viðmiðunarmerki frá stillaraeiningunni getum við birt tíðnina (t.d. 88.1 MHz, 101.7 MHz) á skjánum.
Fyrir raunhæft og auðvelt DIY verkefni er hagnýtasta aðferðin:
– Að nota tilbúna FM útvarpseiningu (t.d. RDA5807, TEA5767 eða Si4703) sem móttakara.
– Notkun örstýringar (Arduino) til að lesa tíðniupplýsingar úr einingunni í gegnum I2C (þessi aðferð er oft kölluð „tíðniskynjari“ vegna þess að kerfið getur greint/þekkt virka tíðnina).
– Sýnir tíðni á LCD/OLED skjá
Þessi aðferð er stöðugri og auðveldari en að smíða fulla hliðræna RF framhlið frá grunni.
-
2. Nauðsynleg verkfæri og íhlutir
Eftirfarandi íhlutir eru almennt notaðir til að setja saman FM útvarp með tíðnimælingu:
Helstu íhlutir
1. Arduino Nano/Uno (veldu eitt)
2. FM útvarpseining RDA5807 (valkostur: TEA5767)
3. OLED 0.96” I2C (SSD1306) eða LCD 16×2 I2C
4. Hljóðmagnaraeining (t.d. PAM8403) fyrir hærra hljóð
5. 4Ω–8Ω hátalara- eða heyrnartólútgangur
6. Loftnet (75 cm–1 m snúra nægir fyrir FM)
Stjórntæki (valfrjálst en mælt með)
7. Snúningskóðari eða potentiometer + hnappur fyrir stillingu
8. Ýttu á hnappinn til að skanna/leita
Stuðningsmenn
9. Brauðborð / prentplata með götum
10. Startkaplar
11. Lóðmálmur og tin (ef það er gert varanlegt)
12. 5V aflgjafi (USB eða millistykki)
-
3. Grunntengikerfi (samantekt)
Þar sem bæði stillarinn og OLED einingarnar eru I2C geta þær deilt SDA og SCL línunum.
I2C tenging (algeng á Arduino Uno/Nano)
– Náttúruauðlindir: A4
– SCL: A5
– VCC: 3.3V eða 5V (fylgið forskriftum einingar)
– GND : GND
Mikilvæg athugasemd: Margar RDA5807 einingar virka við 3.3V, en sumar spjöld eru með spennustýringar sem gera þær öruggar við 5V. Athugið merkimiðann á einingunni. Ef þið eruð í vafa, notið 3.3V.
Audio
– Hljóðútgangur útvarpseiningarinnar → PAM8403 inntak → hátalari
Stillingarstýring
– Snúningskóðari: pinnar A og B við stafræna pinna Arduino (t.d. D2, D3), kóðarahnappur við D4
– Skannahnappur: á annan stafrænan pinna, notaðu innri uppdrátt
-
4. Skref til að setja saman vélbúnað
Skref 1: Setjið upp útvarpseininguna og OLED skjáinn
1. Tengdu VCC og GND útvarpseiningarinnar.
2. Tengdu SDA og SCL við Arduino I2C línurnar.
3. Setjið upp OLED/LCD skjá með sama VCC, GND, SDA, SCL.
Skref 2: Setjið upp hljóðútganginn
1. Tengdu vinstri/hægri hljóðtengi útvarpseiningarinnar (eða einstaka hljóðútgang) við inntak PAM8403 magnarans.
2. Tengdu PAM8403 útganginn við hátalarann.
3. Gakktu úr skugga um að hljóðjarðtengingin sé tengd við kerfisjarðtenginguna.
Skref 3: Setjið upp loftnetið
1. Tengdu loftnetssnúruna við loftnetspinnann á útvarpseiningunni (venjulega merktur „ANT“).
2. Notið eina snúru sem er 75 cm–1 metra löng fyrir FM.
Skref 4: Setjið upp stillingarstýringar
1. Snúningskóðari eða hnappur er festur við Arduino.
2. Virkjaðu innri upptökur á hnappainntökunum til að einfalda raflögnina.
-
5. Rökfræði „tíðniskynjara“ í þessu verkefni
Í þessu verkefni er tíðnin lesin/þekkt með:
– Gagnaskrá á RDA5807/TEA5767 einingunni (einingin segir til um núverandi stillingartíðni), eða
– Arduino reiknar tíðnina út frá stillingu rásarstigsins (t.d. 100 kHz/50 kHz).
Þó að kerfið sé ekki „skynjari“ í formi sérstaks íhlutar eins og RF tíðnimælir, þá er lokaniðurstaðan sú sama: kerfið getur greint og birt tíðni í rauntíma.
-
6. Dæmi um forritsflæði (yfirlit)
Hugmyndalega séð mun Arduino forritið gera:
1. I2C frumstilling
2. Frumstilltu útvarpseininguna (FM-stilling, hljóðstyrkur, áhersluminnkun o.s.frv.)
3. Upphafsstilling OLED/LCD skjás
4. Stilltu upphafstíðnina (t.d. 99.9 MHz)
5. Lestu inntak kóðarans/hnappsins til að auka eða minnka tíðnina.
6. Uppfærðu tíðniskjáinn og stöðu merkisins (ef það er tiltækt)
Ef þú ert að nota RDA5807, þá er yfirleitt til Arduino bókasafn til að einfalda uppsetningu. Fyrir SSD1306 OLED geturðu notað Adafruit_SSD1306 eða U8g2 bókasöfnin.
-
7. Prófun og kvörðun
Grunnprófanir
1. Kveiktu á rafrásinni með USB.
2. Gakktu úr skugga um að OLED skjárinn sýni upphafstíðnina.
3. Snúðu kóðaranum til að breyta tíðninni.
4. Ef hljóðið kemur ekki út:
– Athugaðu hljóðleiðina að magnaranum
– Athugaðu hátalarann
– Auka hljóðstyrkinn í forritinu
– Athugaðu loftnetið og stilltu á sterka stöð.
Kvörðun tíðniskrefa
FM notar venjulega 100 kHz eða 50 kHz skref, allt eftir svæði og einingunni. Ef tíðnin virðist vera að „hoppa“ óviðeigandi skaltu stilla stillingarskrefið í kóðanum.
Gæðapróf á viðtöku
– Reyndu að vera nálægt glugga til að bæta merkið.
– Lengd loftnetsins og staðsetning snúrunnar hafa mikil áhrif.
– Forðist að setja snúrur of nálægt magnaraeiningunni (getur valdið hávaða)
-
8. Ráð til að fá snyrtilegri og stöðugri niðurstöðu
1. Notið hreinan aflgjafa: gæða millistykki eða stöðugan rafmagnsbanka.
2. Aðskiljið hljóðleiðina frá stafrænu leiðinni: hljóðsnúruna ætti ekki að vera nálægt SCL/SDA snúrunni til að draga úr hávaða.
3. Bætið við aftengingarþéttum (100 nF og 10 µF) nálægt útvarps- og magnaraeiningunum.
4. Notið kassa/hulstur til að draga úr truflunum og skapa fagmannlegra útlit.
5. Ef þú vilt fleiri eiginleika, bættu við:
– Forstilltar stöðvar
- Sjálfvirk skönnun og minnissparnaður
– Sýning á merkjastigi (RSSI) ef einingin styður það
-
9. Niðurstaða
Að smíða útvarp með tíðnimæli er frábært verkefni til að læra samsetningu hliðrænna (hljóð) og stafrænna rafeindabúnaðar (I2C, örstýringar, skjár). Með FM-stillieiningu eins og RDA5807 eða TEA5767 geturðu smíðað nett en hagnýtt útvarp — sem getur stillt, spilað hljóð og birt tíðnir nákvæmlega. Þegar þú ert kominn með grunnútgáfuna geturðu stækkað verkefnið enn frekar með því að bæta við forstillingum, sjálfvirkri skönnun og jafnvel búa til meira aðlaðandi viðmót.
Ef þú vilt get ég aðstoðað þig við að búa til: ítarlegri raflagnamynd fyrir eininguna sem þú velur, dæmi um fullkomið Arduino kóða (RDA5807 + OLED + snúningskóðari) eða útgáfu sem notar í raun „tíðnimæli“ til að mæla sveiflara í vélbúnaði.
