Radijo imtuvo su skaitmeniniu imtuvu gamybos vadovas
Sukurti savo radiją namuose nebėra sunku, ypač dabar, kai yra daug praktiškų, nebrangių ir gerą garso kokybę užtikrinančių skaitmeninių imtuvų modulių. Sujungę skaitmeninį imtuvą, garso stiprintuvą ir garsiakalbį, galite sukurti FM radiją (kai kurie moduliai netgi palaiko AM/SW arba internetinį radiją, priklausomai nuo modelio), kurį galėsite naudoti savo miegamajame, dirbtuvėse arba kaip elektronikos mokymosi projektą. Šis straipsnis padės jums nuo pagrindų ir dalių sąrašo iki surinkimo ir bandymo, kad galėtumėte sukurti elegantišką, funkcionalų radiją.
-
1. Radijo su skaitmeniniu imtuvu koncepcijos supratimas
Tradiciniai radijo imtuvai naudoja analogines grandines dažniams pasirinkti (derinti) naudodami kintamo dažnio kondensatorius ir rezonansines grandines. Šiuolaikiniuose radijo imtuvuose dažnio parinkimo procesą atlieka integrinių grandinių (IC) pagrindu veikiantis skaitmeninis derintuvas, kuriame integruota fazės fiksavimo kilpos (PLL) sistema ir stabilesnis signalo apdorojimas. Pagrindiniai skaitmeninių derintuvų privalumai:
1. Tikslesnis derinimas: dažnį galima pasirinkti kas 100 kHz (arba tiksliau, priklausomai nuo modulio).
2. Stabilus: dažnis lengvai „nepasikeičia“ kaip analoginio radijo.
3. Papildomos funkcijos: automatinis nuskaitymas, kanalų išsaugojimas, LCD ekranas ir RDS (radijo duomenų sistema) tam tikruose moduliuose.
4. Paprastesnis surinkimas: Jums nereikia projektuoti RF grandinės nuo nulio.
Praktiškai jūsų savadarbę radijo sistemą sudarys šie pagrindiniai blokai: antena → skaitmeninis imtuvas → garso išvestis (linijinė išvestis) → stiprintuvas → garsiakalbis. Pridėkite maitinimo šaltinį ir valdiklius, ir radijas bus paruoštas naudoti.
-
2. Nustatykite projekto specifikacijas
Prieš pirkdami komponentus, nustatykite savo poreikius:
– Tik FM radijas ar norite kitų funkcijų?
Jei norite tik FM, pakaks TEA5767 arba RDA5807 mikroschemos pagrindu sukurto imtuvo modulio. Jei norite paruošto naudoti modulio su skydeliu ir mygtukais, galite naudoti plačiai prieinamą „priekinio skydelio“ skaitmeninio imtuvo modulį (dažniausiai su ekranu ir mygtukais).
– Ar garso išvestis yra per tyli arba per garsi?
Kambario garsui pakanka 3–5 vatų stiprintuvo. Dirbtuvėms ar dideliems kambariams patogesnis 10–20 vatų stiprintuvas.
– Maitinimo šaltinis: baterija ar adapteris?
Jei norite, kad jis būtų nešiojamas, naudokite 18650 bateriją + įtampos didinimo/mažinimo jungiklį. Jei jis statinis, prireikus naudokite 5V/9V/12V nuolatinės srovės adapterį.
Turint aiškias specifikacijas, jums bus lengviau pasirinkti suderinamus komponentus.
-
3. Reikalingų komponentų sąrašas
Čia pateikiami bendrieji radijo imtuvo su skaitmeniniu imtuvu kūrimo komponentai:
A. Skaitmeninio imtuvo modulis
Pasirinkite vieną:
– TEA5767 FM imtuvo modulis (I2C, dažnai naudojamas su Arduino)
– FM imtuvo modulis RDA5807 (I2C, gana jautrus ir stabilus)
– Paruoštas naudoti skaitmeninis radijo modulis (dažniausiai su LCD ekranu, mygtukais ir tiesiogine garso išvestimi)
Jei nenorite kurti mikrovaldikliu pagrįsto valdymo, paruoštas modulis bus lengvesnis.
B. Garso stiprintuvas
Bendrosios parinktys:
– PAM8403 (5 V, 3 W + 3 W stereo, tinka mažiems projektams)
– TPA3110/TPA3116 (12–24 V, didesnė galia, tvirtesnis garsas)
– LM386 (klasikinis, paprastas, bet mažos galios ir triukšmas gali būti labiau pastebimas)
C. Pranešėjas
– 4Ω arba 8Ω, priklausomai nuo stiprintuvo
– 2–4 coliai mini radijo imtuvams arba didesni, kad būtų geresnis bosas
D. Maitinimo šaltinis
– DC 5V adapteris PAM8403 + imtuvui
– 9–12 V adapteris, jei naudojate didesnį stiprintuvą
Pridėkite įjungimo/išjungimo jungiklį ir, jei reikia, įtampos mažinimo modulį (įtampos keitiklį), kad įtampa būtų tinkama.
E. Antena
– 70–75 cm ilgio laidas (FM radijo bangoms) gali būti naudojamas kaip paprasta antena.
– Teleskopinė antena yra praktiškesnė ir tvarkingesnė
– Jei signalas silpnas, naudokite išorinę anteną arba padėkite radiją prie lango.
F. Papildomi įrenginiai (nebūtini, bet naudingi)
– Garsumo potenciometras (jei stiprintuvas neturi valdiklio)
– LCD / OLED modulis (jei valdomas naudojant „Arduino“)
– Dėžutė / projekto dėžutė (akrilo, medžio arba plastiko)
– Garso lizdas, antenos lizdas ir nuolatinės srovės jungtis
-
4. Pagrindinė grandinės schema
Tiesiog:
1. Antena jungiama į skaitmeninį imtuvą.
2. Imtuvo garso išvestis (paprastai L/R ir GND) eina į stiprintuvą.
3. Stiprintuvo išvestis į garsiakalbius.
4. Visi moduliai gauna maitinimą pagal savo įtampą, o įžeminimas turi būti sujungtas (bendras įžeminimas).
Jei naudojate „Arduino“ pagrindu sukurtą derinimo modulį:
– „Arduino“ valdo derintuvą per I2C (SDA/SCL).
– Mygtukas / sukamasis kodavimo įrenginys dažniui keisti ir kanalams išsaugoti.
– LCD ekrane rodomas dažnis ir būsena.
Jei naudojate paruoštą imtuvo modulį:
– Jums tereikia prijungti garso išvestį prie stiprintuvo ir jį maitinti.
-
5. Surinkimo žingsniai
1 veiksmas: išbandykite modulius atskirai
Prieš sujungdami įsitikinkite, kad kiekvienas modulis veikia:
– Įjunkite imtuvą, prijunkite garso išvestį prie aktyvaus garsiakalbio arba mažo stiprintuvo, kad patikrintumėte, ar transliacija užfiksuota.
– Patikrinkite stiprintuvą su mobiliojo telefono garso šaltiniu, kad įsitikintumėte, jog garso išvestis normali.
Tai padės išvengti painiavos, kai problema iškyla jau viską įdiegus.
2 veiksmas: antenos įrengimas
– Eksperimentui naudokite kabelį kaip anteną ir pabandykite jį nukreipti.
– Jei naudojate teleskopinę anteną, pritvirtinkite ją prie korpuso ir prijunkite prie imtuvo antenos įvesties.
Laikykite anteną atokiau nuo maitinimo laidų, kurie gali padidinti triukšmą.
3 veiksmas: prijunkite imtuvą prie stiprintuvo
– Prijunkite imtuvo L/R/GND prie stiprintuvo įvesties.
– Atkreipkite dėmesį į signalo lygį: kai kurie derintuvai turi linijinio lygio išvestį, tinkamą stiprintuvams, tačiau kitiems reikia reguliuoti stiprinimą.
– Naudokite trumpus, tvarkingus laidus, kad sumažintumėte triukšmą.
4 veiksmas: prijunkite stiprintuvą prie garsiakalbių
– Įsitikinkite, kad garsiakalbių poliškumas yra teisingas (+ prie +, – prie –), kad fazė nebūtų sukeista.
– Jei naudojate stereofoninį garsą, nustatykite du garsiakalbius arba, jei reikia, naudokite mono režimą.
5 veiksmas: paruoškite stabilų maitinimo šaltinį
– Įsitikinkite, kad įtampa atitinka modulio specifikacijas.
– Jei viskam naudojate vieną adapterį, apsvarstykite galimybę naudoti reguliatorių/srovės keitiklį derintuvui (pvz., derintuvui reikia 5 V, o stiprintuvui – 12 V).
– Prie stiprintuvo įėjimo pridėkite elektrolitinį kondensatorių (pvz., 470 µF–1000 µF), kad maitinimas būtų stabilesnis.
6 veiksmas: sudėkite dėklo viduje
– Padarykite skyles mygtukams, ekranui, garsiakalbiams ir maitinimo prievadui.
– Kiek įmanoma, atskirkite garso kelią nuo maitinimo kelio.
– Kad išvengtumėte trumpojo jungimo su korpusu, naudokite tarpiklį arba spausdintinės plokštės laikiklį.
-
6. Testavimas ir kalibravimas
Kai viskas bus įdiegta:
1. Įjunkite radiją ir patikrinkite, ar imtuvas veikia normaliai.
2. Ieškokite transliacijų naudodami nuskaitymą arba rankinį derinimą.
3. Sureguliuokite garsumą ir įsitikinkite, kad nėra per didelio iškraipymo.
4. Įsiklausykite, ar nėra triukšmo / dūzgimo. Jei yra:
– Patikrinkite įžeminimą (įsitikinkite, kad yra vienas pagrindinis įžeminimo taškas)
– Sujunkite garso įvesties kabelį trumpai
– Pridėkite 100 nF atjungimo kondensatorių prie imtuvo ir stiprintuvo maitinimo kontaktų
– Pakeiskite adapterį geresniu (pigūs adapteriai dažnai yra triukšmingi)
Jei modulis palaiko RDS, pabandykite ieškoti stoties, kuri palaiko RDS, ir patikrinkite, ar rodomas stoties pavadinimas.
-
7. Patarimai geresniems rezultatams pasiekti
– Naudokite tvirtą korpusą: medis suteikia geresnį rezonansą mažiems garsiakalbiams.
– Rinkitės kokybiškas kolonėles: paprastas radijas skambės daug geriau, jei turės gerus garsiakalbius.
– Pridėkite žemų/aukštų dažnių valdymą (nebūtina) naudodami paprastą tonų valdymo arba išankstinio stiprintuvo modulį.
– Atkreipkite dėmesį į antenos padėtį: dažnai priėmimo kokybę labiau lemia antena, o ne imtuvas.
– Naudokite rankenėlę / sukamąjį kodavimo įrenginį: patogiau nei dažnio didinimo / mažinimo mygtukai.
-
8. Pennutup
Radijo imtuvo su skaitmeniniu imtuvu surinkimas yra ir smagus, ir lavinamasis projektas. Jums nereikia projektuoti sudėtingos radijo dažnių grandinės, nes skaitmeninio imtuvo modulis pats atlieka derinimo procesą. Pridėję tinkamą stiprintuvą, gerus garsiakalbius ir stabilų maitinimo šaltinį, galite sukurti radiją su aiškiu garsu ir funkcionalumu. Pradėkite nuo paprastos versijos (paruoštas imtuvas + stiprintuvas + garsiakalbiai), tada išplėskite su papildomomis funkcijomis, tokiomis kaip kanalų saugykla, dažnio rodymas ar net elegantiškesnis korpuso dizainas. Kruopščiai parinkus laidus ir komponentus, jūsų skaitmeninis radijas gali tapti tikrai naudingu įrenginiu, o ne tik ekrano projektu.
Jei norite, galiu parengti techninę šio straipsnio versiją (su TEA5767/RDA5807 + Arduino laidų pavyzdžiais, kontaktų sąrašais ir kodo pavyzdžiais) arba praktiškesnę versiją, skirtą specialiai įkišamam „priekinio skydelio“ derinimo moduliui.
