Реттелетін жиіліктегі радионы қалай жасауға болады
Радиолар - үйде жасауға болатын ең қызықты электрондық құрылғылардың бірі, ол электр энергиясының, электромагниттік толқындардың және дыбыс тізбектерінің негізгі принциптерін біріктіреді. Бапталатын радионы жасау арқылы сіз хабарларды қалай қабылдауды ғана емес, сонымен қатар ауада шашыраңқы көптеген сигналдардан бір станцияны қалай таңдау керектігін де үйренесіз. Бұл мақалада FM радиоларына баса назар аудара отырып, қарапайым бапталатын радионы қалай жасау керектігі талқыланады, себебі компоненттер мен модульдер салыстырмалы түрде оңай қолжетімді және нәтижелері бірден көрінеді.
-
1. Бапталатын радио тұжырымдамасын түсіну
Бапталатын радиостанциялар антеннадан белгілі бір жиіліктерді таңдау, содан кейін оларды күшейту және динамиктер немесе құлаққаптар үшін дыбыс сигналына түрлендіру арқылы жұмыс істейді. Қазіргі заманғы радиостанцияларда бұл процесс әдетте тюнерлік интегралдық схема немесе кіріктірілген қабылдағыш модуль арқылы орындалады.
FM радиосында хабар тарату жиілік диапазоны әдетте 88–108 МГц құрайды. Жиілікті реттеу үшін бізге реттеу механизмі қажет, мысалы:
1. Айнымалы конденсаторлар мен LC резонанстық тізбектерін пайдаланып аналогтық баптау (қиынырақ).
2. Интегралдық микросхема радио модулін пайдаланып сандық баптау (жеңіл, тұрақты және жаңадан бастаушыларға ұсынылады).
Бұл мақалада біз DIY жобаларында жиі қолданылатын FM модулі бар сандық тюнингті таңдаймыз.
-
2. Қажетті құралдар мен материалдар
Электроника дүкендері мен базарлардан табу оңай компоненттердің тізімі:
Негізгі компоненттер
– Бапталатын FM радио модулі (мысалы, TEA5767 немесе RDA5807). Екеуі де танымал, I2C арқылы сандық баптауды қолдайды.
– Микроконтроллер (Arduino Uno/Nano жаңадан бастаушылар үшін оңайырақ).
– Дыбыс күшейткіш модулі (мысалы: PAM8403 3W немесе LM386).
– Кішкентай 4–8 Ом динамиктер (немесе қарапайым ету үшін құлаққап ұясын пайдаланыңыз).
Қолдау компоненттері
– Антенна: сынақтан өткізу үшін ұзындығы 60–100 см кабель жеткілікті.
– Потенциометр (күшейткіш қуат кірісін қолдайтын болса, дыбыс деңгейін анықтау үшін міндетті емес).
– 2 басу түймесі (жиілікті арттыру/азайту үшін) немесе айналмалы энкодер (ыңғайлырақ).
– Кішкентай LCD/OLED (таңдалған жиілікті көрсету үшін қосымша).
– Нан тақтасы және қосқыш кабельдер.
– Қуат көзі: USB немесе батареядан 5 В + модуль қажетінше күшейту/төмендету.
-
3. Қарапайым жүйелік дизайн
Өз қолыңызбен реттелетін радио жүйесін келесідей қорытындылауға болады:
1. Антенна FM сигналын ұстап алады
2. FM радио модулі жиілікті таңдайды (реттеу) және дыбысты (сол/оң) шығарады
3. Күшейткіш дыбысты күшейтеді
4. Динамик дыбыс шығарады
5. Микроконтроллер түйме/кодер негізінде жиілікті орнатады және (қалауыңыз бойынша) жиілікті экранда көрсетеді.
Мұндай тізбек практикалық, себебі сізге күрделі RF сүзгісін жобалаудың қажеті жоқ, тек радио сигналдарын өңдеуге арналған тюнер модулін пайдаланыңыз.
-
4. Қосылу схемасы (сызба)
A. TEA5767/RDA5807 модулін Arduino (I2C) жүйесіне қосу
Әдетте модуль I2C байланысын пайдаланады:
– VCC → 5V (немесе модульге байланысты 3.3V)
– GND → GND
– SDA → Arduino SDA (Uno/Nano бойынша A4)
– SCL → SCL Arduino (Uno/Nano құрылғысындағы A5)
B. Дыбысты күшейткішке қосу
– Модуль → күшейткіш кірісінен сол/оң дыбыс шығысы (егер күшейткіш моно болса, моно дыбысқа араластыруға болады)
– Күшейткіш шығысы → динамик
C. Баптауға арналған түйме
– «ЖОҒАРЫ» түймесі → Arduino сандық түйреуіштерінің бірі (ішкі тартуды пайдаланыңыз)
– «ТӨМЕН» түймесі → тағы бір сандық түйреуіш
Егер сіз нәзік болғыңыз келсе, айналмалы кодтағыш тұтқаны ауыстыра алады, сондықтан сағат тілімен бұрау жиілікті арттырады және керісінше.
-
5. Бағдарлама логикасының мысалы (тұжырымдама)
TEA5767 немесе RDA5807 үшін радио кітапханасын пайдалануға болады (көптеген нұсқалары қолжетімді). Негізінде, бағдарлама:
1. Бастапқы жиілікті анықтаңыз (мысалы, 99.9 МГц)
2. Егер ЖОҒАРЫ түймесі басылса, жиілік артады (мысалы, +0.1 МГц)
3. Егер ТӨМЕН түймесі басылса, жиілік төмендейді (-0.1 МГц)
4. Жиілік мәнін модульге I2C арқылы жіберіңіз
5. (Қосымша) LCD/OLED дисплей жиілігін көрсету
Маңызды кеңестер:
– FM көптеген аймақтарда 100 кГц (0.1 МГц) немесе 50 кГц арналық жиілікті пайдаланады. Қарапайымдылық үшін 0.1 МГц пайдаланыңыз.
– 88.0 немесе 108.0 МГц-тен аспайтындай етіп шектеулер қойыңыз.
-
6. Өндіріс кезеңдері
1-қадам: Нан тақтасын дайындап, радио модулін қосыңыз.
VCC, GND, SDA және SCL қосылымдарынан бастаңыз. Модульдің көрсетілген кернеуді алатынына көз жеткізіңіз. Кейбір модульдер 3.3–5 В кернеуді қолдайды, ал басқалары тек 3.3 В кернеуде қауіпсіз.
2-қадам: Антеннаны орнату
Кабельді модульдің антенна түйреуіштеріне (немесе бар болса, ANT төсеміне) жалғаңыз. Жақсырақ қабылдау үшін кабельді ұзына бойымен орналастырыңыз.
3-қадам: Күшейткіш пен динамиктерді қосыңыз
Модульдің аудио шығысын күшейткіштің кірісіне қосыңыз. Егер модуль стерео дыбыс шығарса және күшейткіш моно дыбыс шығарса, арна кедергілерін болдырмау үшін сол және оң дыбысты резисторларды (мысалы, әрқайсысы 1k) пайдаланып біріктіруге болады.
4-қадам: Реттеу тұтқасын орнатыңыз
Жоғары/төмен түймелерін Arduino-ға қосыңыз. Сымдарды азайту үшін кодтағы ішкі тарту түймесін қосыңыз (түйме басылған кезде түймені GND-ге қосады).
5-қадам: Тюнинг бағдарламасын жүктеңіз
Тиісті кітапхананы пайдаланыңыз. Жүктегеннен кейін, түймені басып, станцияның өзгеретінін көру үшін тыңдап көріңіз. Егер сіз сигналы әлсіз аймақта болсаңыз, антеннаны жылжытып көріңіз немесе ұзын кабельді пайдаланыңыз.
6-қадам: Тазалап, тұрақты нұсқасын жасаңыз
Оны нан тақтасына сәтті құрастырғаннан кейін, оны перфорацияланған баспа платасына/перфорациялық тақтаға ауыстыруға болады. Ұқыпты көрініс үшін корпус, сондай-ақ радиоға ұқсас тәжірибе үшін тұтқалар/кодерлер қосыңыз.
-
7. Жақсы нәтижелерге жету үшін кеңестер
1. Таза қуат көзін пайдаланыңыз: арзан адаптерлерден шығатын шу дыбысқа еніп кетуі мүмкін. Егер сіз ызылдаған дыбыс естісеңіз, оны сапалы қуат банкінен қуаттандырып көріңіз немесе модульдің жанына ажыратқыш конденсатор (100nF + 10µF) қосып көріңіз.
2. Дыбыс жерге қосылуына назар аударыңыз: нашар жерге қосылу жолы көбінесе «сырт» еткен дыбыс шығарады.
3. Антеннаның орналасуы өте әсерлі: антеннаның бағытын бұру, әдетте терезеге жақын болған дұрыс.
4. Дисплей қосыңыз: 0.96 дюймдік I2C OLED ағымдағы таңдалған жиілікті көруді жеңілдетеді.
5. Сканерлеу мүмкіндігін қосыңыз: станцияларды автоматты түрде іздеу үшін түйме жасаңыз (іздеу).
-
8. Балама: айнымалы конденсаторлармен аналогтық тюнинг (қиынырақ)
Егер сіз шынымен «классикалық радио» сезімін қаласаңыз, жиілікті таңдау үшін LC тізбегін (индуктор + айнымалы конденсатор) пайдаланып аналогтық радио құрастыра аласыз. Дегенмен, FM үшін RF бөлігі өте сезімтал және мұқият дизайн мен орналасуды қажет етеді. Бұл жоба қызықты, бірақ оның сәттілік деңгейі жаңадан бастаушылар үшін төмен, себебі:
– Жоғары жиіліктер (88–108 МГц) кабель ұзындығына сезімтал.
– Паразиттік компоненттер (адасқан сыйымдылықтар/индуктивтіктер) реттеуге әсер етеді
– Калибрлеу және реттеу (триммер) күрделірек
Сондықтан, сандық модульдер тез үйренудің және нақты нәтижелерге қол жеткізудің ең жақсы тәсілі болып табылады.
-
9. Қорытынды
Бапталатын радионы жасау - көңілді және білім беретін DIY жобасы. TEA5767 немесе RDA5807 сияқты FM модулімен сіз бірнеше компоненттен тұратын бапталатын радионы жасай аласыз: жиілікті орнатуға арналған микроконтроллер, станцияларды қабылдауға арналған тюнер модулі және дыбыс шығаруға арналған күшейткіш. Негізгі нұсқасын алғаннан кейін, станцияның алдын ала орнатуларын сақтау, автоматты сканерлеу, OLED дисплей және тіпті радионы портативті ету үшін қайта зарядталатын батарея қосу сияқты мүмкіндіктерді кеңейте аласыз.
Қаласаңыз, таңдаған модуліңізге (TEA5767 немесе RDA5807) және түймелерді, кодтағыштарды және дисплейді пайдаланғыңыз келетініне байланысты нақты компоненттер тізімдерімен (модуль түрінің сілтемелері), егжей-тегжейлі схемалармен және Arduino кодының толық мысалдарымен көмектесе аламын.
