Hvernig á að búa til útvarp með stillanlegri tíðni
Útvarpstæki eru eitt það heillandi rafeindatæki sem hægt er að smíða heima, þau sameina grunnatriði rafmagns, rafsegulbylgna og hljóðrása. Með því að smíða stillanlegt útvarpstæki lærir þú ekki aðeins hvernig á að taka á móti útsendingum heldur einnig hvernig á að velja eina stöð úr fjölda merkja sem dreifast um loftið. Þessi grein fjallar um hvernig á að smíða einfalt stillanlegt útvarpstæki, með áherslu á FM-útvarpstæki þar sem íhlutir og einingar eru tiltölulega auðfáanlegir og árangurinn er strax sýnilegur.
-
1. Skilja hugtakið stillanlegt útvarp
Stillanleg útvarpstæki virka þannig að þau velja ákveðnar tíðnir úr loftneti, magna þær síðan upp og breyta þeim í hljóðmerki fyrir hátalara eða heyrnartól. Í nútíma útvarpstækjum er þetta ferli venjulega framkvæmt af stillara-IC eða innbyggðri móttakaraeiningu.
Í FM útvarpi er útsendingartíðnisviðið almennt 88–108 MHz. Til að stilla tíðnina þurfum við stillingarbúnað, til dæmis:
1. Hliðræn stilling með breytilegum þéttum og LC ómsveiflurásum (krefjandi).
2. Stafræn stilling með IC útvarpseiningu (auðveldara, stöðugra og mælt með fyrir byrjendur).
Í þessari grein veljum við stafræna stillingu með FM-einingu sem er almennt notuð í DIY-verkefnum.
-
2. Nauðsynleg verkfæri og efni
Hér er listi yfir íhluti sem er tiltölulega auðvelt að finna í raftækjaverslunum og markaðstorgum:
Helstu íhlutir
– Stillanleg FM útvarpseining (t.d. TEA5767 eða RDA5807). Báðar eru vinsælar og styðja stafræna stillingu í gegnum I2C.
– Örstýring (Arduino Uno/Nano er auðveldara fyrir byrjendur).
– Hljóðmagnaraeining (dæmi: PAM8403 3W eða LM386).
– Lítil 4–8 ohm hátalarar (eða notaðu heyrnartólatengi ef þú vilt halda því einföldu).
Stuðningsíhlutir
– Loftnet: 60–100 cm langur kapall nægir til prófunar.
– Potentiometer (valfrjálst, fyrir hljóðstyrk ef magnarinn styður potensiometerinntak).
– 2 hnappar (til að auka/minnka tíðni) eða snúningskóðari (þægilegra).
– Lítill LCD/OLED-skjár (valfrjálst, til að sýna valda tíðni).
– Brauðborð og startsnúra.
– Aflgjafi: 5V frá USB eða rafhlöðu + straumbreytir upp/niður eftir þörfum einingarinnar.
-
3. Einföld kerfishönnun
Hægt er að draga saman heimatilbúna útvarpskerfið á eftirfarandi hátt:
1. Loftnetið nemur FM merkið
2. FM útvarpseining velur tíðni (stilling) og sendir frá sér hljóð (V/H)
3. Magnari magnar hljóð
4. Hátalarinn gefur frá sér hljóð
5. Örstýringin stillir tíðnina út frá hnappi/kóðara og (valfrjálst) birtir tíðnina á skjánum.
Þessi tegund af rafrás er hagnýt því þú þarft ekki að hanna flókna RF-síu, heldur notaðu bara útvarpstæki sem er sérstaklega hönnuð til að meðhöndla útvarpsmerki.
-
4. Tengiáætlun (útlínur)
A. Tenging TEA5767/RDA5807 einingarinnar við Arduino (I2C)
Almennt notar einingin I2C samskipti:
– VCC → 5V (eða 3.3V eftir einingunni)
– GND → GND
– SDA → Arduino SDA (A4 á Uno/Nano)
– SCL → SCL Arduino (A5 á Uno/Nano)
B. Hljóðtenging við magnara
– Hljóðútgangur frá vinstri/hægri einingunni → magnarainntak (hægt að blanda saman í mónó ef magnarinn er mónó)
– Magnariútgangur → hátalari
C. Hnappur fyrir stillingu
– „UPP“ hnappur → einn af stafrænu pinnunum á Arduino (notaðu innri uppdráttarhnappinn)
– „NIÐUR“ hnappur → annar stafrænn PIN-númer
Ef þú vilt vera lúmskari getur snúningskóðari komið í staðinn fyrir takkann, þannig að snúningur réttsælis eykur tíðnina og öfugt.
-
5. Dæmi um forritunarrökfræði (hugtak)
Þú getur notað útvarpsbókasafn fyrir TEA5767 eða RDA5807 (margir eru í boði). Í meginatriðum mun forritið:
1. Ákvarðið upphafstíðnina (t.d. 99.9 MHz)
2. Ef ýtt er á UP hnappinn eykst tíðnin (t.d. +0.1 MHz)
3. Ef ýtt er á NIÐUR-hnappinn lækkar tíðnin (-0.1 MHz)
4. Sendið tíðnigildið til einingarinnar í gegnum I2C
5. (Valfrjálst) birtingartíðni á LCD/OLED skjá
Mikilvæg ráð:
– FM notar á mörgum svæðum rásartíðni upp á 100 kHz (0.1 MHz) eða 50 kHz. Til einföldunar skal nota 0.1 MHz.
– Setjið takmörk þannig að þau fari ekki yfir 88.0 eða 108.0 MHz.
-
6. Framleiðsluskref
Skref 1: Undirbúið brauðborðið og tengdu útvarpseininguna.
Byrjið á tengingunum VCC, GND, SDA og SCL. Gangið úr skugga um að einingin fái tilgreinda spennu. Sumar einingar styðja 3.3–5V, en aðrar eru aðeins öruggar við 3.3V.
Skref 2: Setjið upp loftnetið
Tengdu einfaldlega snúruna við loftnetspenna einingarinnar (eða ANT-púða, ef hann er til staðar). Leggðu snúruna eftir endilöngu til að fá betri móttöku.
Skref 3: Tengdu magnarann og hátalarana
Tengdu hljóðútgang einingarinnar við inntak magnarans. Ef einingin sendir frá sér stereó og magnarinn þinn er mónó, geturðu sameinað vinstri og hægri rásirnar með viðnámum (t.d. 1kΩ hvor) til að koma í veg fyrir truflanir á rásunum.
Skref 4: Setjið upp stillingarhnappinn
Tengdu upp/niður hnappana við Arduinoinn. Virkjaðu innri uppdráttarhnappinn í kóðanum til að lágmarka raflögn (hnappurinn tengir pinnann við GND þegar ýtt er á hann).
Skref 5: Hlaða upp stillingarforritinu
Notaðu viðeigandi bókasafn. Eftir að þú hefur hlaðið upp skaltu prófa að ýta á hnappinn og hlusta til að sjá hvort stöðin breytist. Ef þú ert á svæði með veikt merki skaltu prófa að færa loftnetið eða nota lengri snúru.
Skref 6: Taka til og búa til varanlega útgáfu
Þegar þú hefur smíðað það á brauðborði geturðu fært það yfir á gataða prentplötu/götótta borðplötu. Bættu við kassa fyrir snyrtilegra útlit, sem og hnöppum/kóðurum fyrir meira útvarpslíka upplifun.
-
7. Ráð til að ná betri árangri
1. Notið hreinan aflgjafa: hávaði frá ódýrum millistykki getur síast inn í hljóðið. Ef þið heyrið suð, reynið þá að knýja hann með góðum rafmagnsbanka eða bæta við aftengingarþétti (100nF + 10µF) nálægt einingunni.
2. Gætið að jarðtengingu hljóðsins: slæm jarðtenging veldur oft „sprungu“ hljóði.
3. Staðsetning loftnetsins hefur mikil áhrif: að snúa loftnetinu í átt að því, nálægt glugga er yfirleitt betra.
4. Bæta við skjá: 0.96″ I2C OLED gerir það auðvelt að sjá núverandi valda tíðni.
5. Bæta við skönnunareiginleika: búa til hnapp til að leita sjálfkrafa að stöðvum (leita).
-
8. Valkostur: Analog stilling með breytilegum þéttum (krefjandi)
Ef þú vilt virkilega fá „klassískt útvarp“-tilfinningu geturðu smíðað hliðrænt útvarp með því að nota LC-rás (spól + breytilegur þétti) til að velja tíðnina. Hins vegar, fyrir FM, er RF-hlutinn mjög viðkvæmur og krefst vandlegrar hönnunar og uppsetningar. Þetta verkefni er áhugavert, en árangurshlutfallið er lægra fyrir byrjendur vegna þess að:
– Háar tíðnir (88–108 MHz) eru viðkvæmar fyrir lengd kapals.
– Sníkjuþættir (villandi rafrýmdir/spann) hafa áhrif á stillingu
– Kvörðun og stilling (snyrtari) er flóknari
Þess vegna eru stafrænar einingar besta leiðin til að læra hratt og fá raunverulegar niðurstöður.
-
9. Niðurstaða
Að smíða stillanlegt útvarp er skemmtilegt og fræðandi „gerðu það sjálfur“ verkefni. Með FM-einingu eins og TEA5767 eða RDA5807 geturðu smíðað stillanlegt útvarp með aðeins fáeinum íhlutum: örstýringu til að stilla tíðnina, stillaraeiningu til að taka upp stöðvar og magnara til að senda frá sér hljóð. Þegar þú ert kominn með grunnútgáfu geturðu stækkað eiginleika eins og að geyma forstilltar stöðvar, sjálfvirka skönnun, OLED-skjá og jafnvel bætt við endurhlaðanlegri rafhlöðu til að gera útvarpið flytjanlegt.
Ef þú vilt get ég aðstoðað með lista yfir tiltekna íhluti (tengla á gerðir einingar), ítarlegar skýringarmyndir og dæmi um fullkomin Arduino kóða, allt eftir því hvaða einingu þú velur (TEA5767 eða RDA5807) og hvort þú vilt nota hnappa, kóðara og skjá.
