Ceļvedis radioaparāta ar digitālo uztvērēju izgatavošanai
Izveidot savu radio mājās vairs nav grūti, it īpaši tagad, kad ir pieejami daudzi digitālā uztvērēja moduļi, kas ir praktiski, lēti un piedāvā pienācīgu skaņas kvalitāti. Apvienojot digitālo uztvērēju, audio pastiprinātāju un skaļruni, varat izveidot FM radio (daži moduļi atbalsta pat AM/SW vai interneta radio atkarībā no modeļa) lietošanai guļamistabā, darbnīcā vai kā elektronikas mācību projektu. Šis raksts jūs iepazīstinās ar pamatiem un detaļu sarakstu līdz montāžai un testēšanai, lai jūs varētu izveidot elegantu un funkcionālu radio.
Sākot no
1. Radio ar digitālo uztvērēju koncepcijas izpratne
Tradicionālajos radioaparātos frekvenču izvēlei (skaņošanai) tiek izmantotas analogās shēmas, izmantojot maināmus kondensatorus un rezonanses shēmas. Mūsdienu radioaparātos frekvenču izvēles procesu veic uz integrētās shēmas (IC) bāzes veidots digitālais skaņotājs, kurā ir iekļauta fāzes bloķēšanas cilpas (PLL) sistēma un stabilāka signāla apstrāde. Digitālo skaņotāju galvenās priekšrocības ir:
1. Precīzāka regulēšana: frekvenci var izvēlēties pa 100 kHz (vai smalkāk, atkarībā no moduļa).
2. Stabils: frekvence viegli "nemainās" kā analogajā radio.
3. Papildu funkcijas: automātiskā skenēšana, kanālu saglabāšana, LCD displejs un RDS (radio datu sistēma) noteiktos moduļos.
4. Vienkāršāka montāža: Jums nav jāprojektē RF shēma no nulles.
Praksē jūsu paštaisītā radio sistēma sastāvēs no šādiem galvenajiem blokiem: antena → digitālais uztvērējs → audio izeja (līnijas izeja) → pastiprinātājs → skaļrunis. Pievienojiet barošanas bloku un vadības ierīces, un radio ir gatavs lietošanai.
Sākot no
2. Nosakiet projekta specifikācijas
Pirms komponentu iegādes nosakiet savas vajadzības:
– Tikai FM radio vai vēlaties citas funkcijas?
Ja vēlaties tikai FM, pietiks ar uztvērēja moduli, kas balstīts uz TEA5767 vai RDA5807 integrālās shēmas. Ja vēlaties lietošanai gatavu moduli ar paneli un pogām, varat izmantot plaši pieejamu digitālā uztvērēja moduli "priekšējā panelī" (parasti ar ekrānu un pogām).
– Vai skaņas izvade ir klusa vai skaļa?
Telpas skaņai pietiek ar 3–5 vatu pastiprinātāju. Darbnīcai vai lielai telpai ērtāka ir 10–20 vatu jauda.
– Barošanas avots: akumulators vai adapteris?
Ja vēlaties, lai tas būtu pārnēsājams, izmantojiet 18650 akumulatoru + sprieguma palielinājumu/samazinājumu. Ja tas ir statisks, pēc nepieciešamības izmantojiet 5V/9V/12V līdzstrāvas adapteri.
Ar skaidrām specifikācijām jums būs vieglāk izvēlēties saderīgas sastāvdaļas.
Sākot no
3. Nepieciešamo komponentu saraksts
Šeit ir vispārīgās sastāvdaļas radio ar digitālo uztvērēju izveidei:
A. Digitālā uztvērēja modulis
Izvēlieties vienu:
– TEA5767 FM uztvērēja modulis (I2C, bieži tiek izmantots ar Arduino)
– FM uztvērēja modulis RDA5807 (I2C, relatīvi jutīgs un stabils)
– Lietošanai gatavs digitālais radio modulis (parasti ar LCD ekrānu, pogām un tiešu audio izeju)
Ja nevēlaties veidot uz mikrokontrolleru balstītu vadību, gatavs modulis būs vienkāršāks.
B. Audio pastiprinātājs
Vispārīgās opcijas:
– PAM8403 (5 V, 3 W + 3 W stereo, piemērots nelieliem projektiem)
– TPA3110/TPA3116 (12–24 V, lielāka jauda, “solidārāka” skaņa)
– LM386 (klasisks, vienkāršs, bet ar mazu jaudu un troksni var būt vairāk pamanāms)
C. Runātājs
– 4Ω vai 8Ω atkarībā no pastiprinātāja
– 2–4 collas mini radioaparātiem vai lielākas labākai basa skaņai
D. Barošanas avots
– DC 5V adapteris PAM8403 + skaņotājam
– 9–12 V adapteris, ja izmantojat lielāku pastiprinātāju
Pievienojiet ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi un, ja nepieciešams, sprieguma pazemināšanas moduli (sprieguma samazināšanas pārveidotāju), lai iegūtu pareizo spriegumu.
E. Antena
– Kā vienkāršu antenu var izmantot 70–75 cm garu kabeli (FM).
– Teleskopiskā antena ir praktiskāka un glītāka
– Ja signāls ir vājš, izmantojiet ārējo antenu vai novietojiet radio pie loga.
F. Papildu ierīces (pēc izvēles, bet noderīgas)
– Skaļuma potenciometrs (ja pastiprinātājam nav vadības ierīces)
– LCD/OLED modulis (ja to kontrolē, izmantojot Arduino)
– Korpuss/projekta kaste (akrila, koka vai plastmasas)
– Audio ligzda, antenas ligzda un līdzstrāvas savienotājs
Sākot no
4. Pamata shēma
Vienkārši:
1. Antena tiek pievienota digitālajam uztvērējam.
2. Tūnera audio izeja (parasti L/R un GND) tiek nosūtīta uz pastiprinātāju.
3. Pastiprinātāja izeja uz skaļruņiem.
4. Visi moduļi saņem barošanas avotu atbilstoši to spriegumam, un zemējumam jābūt savienotam kopā (kopīgam zemējumam).
Ja izmantojat uz Arduino balstītu skaņotāja moduli:
– Arduino kontrolē skaņotāju, izmantojot I2C (SDA/SCL).
– Poga/rotējošais kodētājs frekvences maiņai un kanālu saglabāšanai.
– LCD displejā tiek parādīta frekvence un statuss.
Ja izmantojat gatavu uztvērēja moduli:
– Jūs vienkārši pievienojat audio izeju pastiprinātājam un ieslēdzat to.
Sākot no
5. Montāžas soļi
1. darbība. Pārbaudiet moduļus atsevišķi
Pirms moduļu salikšanas pārliecinieties, vai katrs modulis darbojas:
– Ieslēdziet uztvērēju, pievienojiet audio izeju aktīvajam skaļrunim vai nelielam pastiprinātājam, lai pārbaudītu, vai pārraide tiek uztverta.
– Pārbaudiet pastiprinātāju ar mobilā tālruņa audio avotu, lai pārliecinātos, ka skaņas izvade ir normāla.
Tas novērš apjukumu, ja rodas problēma pēc tam, kad viss ir instalēts.
2. darbība. Uzstādiet antenu
– Eksperimenta veikšanai izmantojiet kabeli kā antenu un mēģiniet to pavērst.
– Ja izmantojat teleskopisko antenu, uzstādiet to uz korpusa un pievienojiet uztvērēja antenas ieejai.
Turiet antenu tālāk no strāvas kabeļiem, kas varētu palielināt troksni.
3. solis: pievienojiet uztvērēju pastiprinātājam
– Pievienojiet uztvērēja L/R/GND pie pastiprinātāja ieejas.
– Pievērsiet uzmanību signāla līmenim: daži skaņotāji nodrošina līnijas līmeņa izeju, kas piemērota pastiprinātājiem, bet citiem ir nepieciešama pastiprinājuma regulēšana.
– Lai mazinātu troksni, izmantojiet īsus, glītus kabeļus.
4. darbība: pievienojiet pastiprinātāju skaļruņiem
– Pārliecinieties, vai skaļruņu polaritāte ir pareiza (+ pret +, – pret –), lai fāze nebūtu apgriezta.
– Ja izmantojat stereo, iestatiet divus skaļruņus vai izmantojiet mono režīmu pēc nepieciešamības.
5. darbība: sagatavojiet stabilu barošanas avotu
– Pārliecinieties, vai spriegums atbilst moduļa specifikācijām.
– Ja visam izmantojat vienu adapteri, apsveriet regulatora/sprieguma pārveidotāja izmantošanu skaņotājam (piemēram, skaņotājam nepieciešami 5 V, bet pastiprinātājam – 12 V).
– Pievienojiet elektrolītisko kondensatoru (piemēram, 470 µF–1000 µF) pastiprinātāja ieejas tuvumā, lai barošanas avots būtu stabilāks.
6. darbība: Sakārtojiet korpusa iekšpusē
– Izveidojiet caurumus pogām, ekrānam, skaļruņiem un strāvas portam.
– Cik vien iespējams, atdaliet audio ceļu no strāvas ceļa.
– Lai novērstu īssavienojumu ar korpusu, izmantojiet starpliku vai PCB stiprinājumu.
Sākot no
6. Testēšana un kalibrēšana
Kad viss ir instalēts:
1. Ieslēdziet radio un pārbaudiet, vai uztvērējs darbojas normāli.
2. Meklējiet apraides, izmantojot skenēšanu vai manuālo meklēšanu.
3. Pielāgojiet skaļumu un pārliecinieties, vai nav pārmērīga kropļojuma.
4. Ieklausieties, vai nav dzirdams troksnis/dūkoņa. Ja tāds ir:
– Pārbaudiet zemējumu (pārliecinieties, ka ir viens galvenais zemējuma punkts)
– Savienojiet audio ieejas kabeli ar īssavienojumu
– Pievienojiet 100nF atvienošanas kondensatoru uztvērēja un pastiprinātāja barošanas kontaktu tuvumā.
– Nomainiet adapteri ar labāku (lēti adapteri bieži vien ir trokšņaini)
Moduļiem ar RDS mēģiniet meklēt staciju, kas atbalsta RDS, lai pārbaudītu, vai tiek parādīts stacijas nosaukums.
Sākot no
7. Padomi labāku rezultātu sasniegšanai
– Izmantojiet izturīgu korpusu: koks nodrošina labāku rezonansi maziem skaļruņiem.
– Izvēlieties kvalitatīvus skaļruņus: vienkāršs radio skanēs daudz labāk, ja tam būs labi skaļruņi.
– Pievienojiet basa/augstas frekvences kontroli (pēc izvēles), izmantojot vienkāršu toņa kontroli vai priekšpastiprinātāja moduli.
– Pievērsiet uzmanību antenas novietojumam: bieži vien uztveršanas kvalitāti vairāk nosaka antena, nevis uztvērējs.
– Izmantojiet pogu/rotējošo kodētāju: ērtāk nekā frekvences palielināšanas/samazināšanas pogas.
Sākot no
8. Penutups
Radioaparāta ar digitālo uztvērēju izveide ir gan jautrs, gan izglītojošs projekts. Jums nav jāprojektē sarežģīta radiofrekvenču shēma, jo digitālā uztvērēja modulis pats veic uztvērēja darbības. Pievienojot piemērotu pastiprinātāju, pienācīgus skaļruņus un stabilu barošanas avotu, varat izveidot radioaparātu ar skaidru skaņu un funkcionalitāti. Sāciet ar vienkāršu versiju (gatavs uztvērējs + pastiprinātājs + skaļruņi) un pēc tam paplašiniet to ar papildu funkcijām, piemēram, kanālu saglabāšanu, frekvenču displeju vai pat elegantāku korpusa dizainu. Rūpīgi izvēloties vadus un komponentus, jūsu digitālais radio var kļūt par patiesi noderīgu ierīci, ne tikai par displeja projektu.
Ja vēlaties, varu izveidot šī raksta tehniskāku versiju (ar TEA5767/RDA5807 + Arduino elektroinstalācijas piemēriem, kontaktu sarakstiem un koda piemēriem) vai praktiskāku versiju, kas īpaši paredzēta spraudņa "priekšējā paneļa" uztvērēja modulim.
