Pamācība par radio montāžu ar frekvences sensoru
Radio joprojām ir aizraujoša elektroniska ierīce, ko apgūt, īpaši iesācējiem, kas vēlas izprast shēmu, elektromagnētisko viļņu un audio signālu apstrādes pamatus. Digitālajā laikmetā radio montāža nav tikai "pārraižu uztveršana", bet to var arī uzlabot ar papildu funkcijām, piemēram, frekvences sensoru, lai uzraudzītu vai nolasītu uztverto frekvenci. Šajā rakstā ir sniegta pamācība par vienkārša radio, kas aprīkots ar frekvences sensoru, montāžu, sākot no koncepcijas un komponentu saraksta līdz montāžas un testēšanas soļiem.
Sākot no
1. Izprotiet koncepciju: radio + frekvences sensors
Parasti radio uztvērējs darbojas, uztverot RF (radiofrekvenču) signālus caur antenu, izvēloties noteiktu frekvenci (skaņošana) un pēc tam pārveidojot to audio signālā, ko var dzirdēt caur skaļruņiem vai austiņām. Mūsdienu radioaparātos frekvences izvēles procesu bieži vien palīdz uztvērēja integrālā shēma.
Tikmēr "frekvences sensors" radio projekta kontekstā parasti attiecas uz moduli/integrēto shēmu, kas var nolasīt vai aprēķināt pulksteņa signāla vai lokālā oscilatora (LO) frekvenci. FM radio "uztvertā" frekvence ir cieši saistīta ar lokālā oscilatora frekvenci. Mērot LO jeb atsauces signālu no uztvērēja moduļa, mēs varam ekrānā parādīt frekvenci (piemēram, 88.1 MHz, 101.7 MHz).
Reālistiskam un vienkāršam “dari pats” projektam vispraktiskākā pieeja ir:
– Izmantojot gatavu FM radio moduli (piemēram, RDA5807, TEA5767 vai Si4703) kā uztvērēju.
– Izmantojot mikrokontrolleri (Arduino), lai nolasītu frekvences informāciju no moduļa, izmantojot I2C (šo metodi bieži sauc par “frekvences sensoru”, jo sistēma var noteikt/zināt aktīvo frekvenci).
– Parāda frekvenci LCD/OLED displejā.
Šī pieeja ir stabilāka un vienkāršāka nekā pilnībā analoga RF priekšējā paneļa izveide no nulles.
Sākot no
2. Nepieciešamie instrumenti un komponenti
FM radio ar frekvenču nolasīšanu salikšanai parasti tiek izmantoti šādi komponenti:
Galvenās sastāvdaļas
1. Arduino Nano/Uno (izvēlieties vienu)
2. FM radio modulis RDA5807 (alternatīva: TEA5767)
3. OLED 0.96 collu I2C (SSD1306) vai LCD 16×2 I2C
4. Audio pastiprinātāja modulis (piemēram, PAM8403) skaļākai skaņai
5. 4Ω–8Ω skaļruņa vai austiņu izeja
6. Antena (FM radiostacijām pietiek ar 75 cm–1 m kabeli)
Vadības komponenti (pēc izvēles, bet ieteicams)
7. Rotācijas kodētājs vai potenciometrs + regulēšanas poga
8. Nospiediet pogu, lai skenētu/meklētu
Atbalstītāji
9. Maizes plate / PCB ar caurumiem
10. Iedarbināšanas kabeļi
11. Lodmetāls un alva (ja izgatavota pastāvīga)
12. 5 V barošanas avots (USB vai adapteris)
Sākot no
3. Pamata pieslēguma shēma (kopsavilkums)
Tā kā gan uztvērēja, gan OLED moduļi ir I2C, tie var koplietot SDA un SCL līnijas.
I2C savienojums (izplatīts Arduino Uno/Nano)
– Dabas resursi: A4
– SCL: A5
– VCC: 3.3 V vai 5 V (ievērojiet moduļa specifikācijas)
– Zemējums: Zemējums
Svarīga piezīme: Daudzi RDA5807 moduļi darbojas ar 3.3 V spriegumu, bet dažām platēm ir regulatori, kas padara tos drošus pie 5 V. Pārbaudiet moduļa etiķeti. Ja rodas šaubas, izmantojiet 3.3 V.
Audio
– Radio moduļa audio izeja → PAM8403 ieeja → skaļrunis
Skaņošanas vadība
– Rotācijas kodētājs: tapas A un B pie Arduino digitālajām tapām (piemēram, D2, D3), kodētāja poga pie D4
– Skenēšanas poga: uz citu digitālo piespraudi izmantojiet iekšējo pacelšanas mehānismu
Sākot no
4. Aparatūras montāžas soļi
1. darbība: radio moduļa un OLED displeja instalēšana
1. Pievienojiet radio moduļa VCC un GND.
2. Pievienojiet SDA un SCL Arduino I2C līnijām.
3. Instalējiet OLED/LCD ar vienādu VCC, GND, SDA, SCL.
2. darbība. Audio izejas instalēšana
1. Pievienojiet radio moduļa (vai atsevišķās audio izejas) kreisās/labās puses audio tapas PAM8403 pastiprinātāja ieejai.
2. Pievienojiet PAM8403 izeju skaļrunim.
3. Pārliecinieties, vai audio zemējums ir savienots ar sistēmas zemējumu.
3. darbība: antenas uzstādīšana
1. Pievienojiet antenas kabeli radio moduļa antenas kontaktam (parasti apzīmēts ar “ANT”).
2. FM diapazonam izmantojiet vienu kabeli, kura garums ir 75 cm–1 metrs.
4. darbība. Instalējiet regulēšanas ierīces
1. Arduino ir pievienots rotācijas kodētājs vai poga.
2. Lai vienkāršotu vadu pievienošanu, iespējojiet pogu ieejās iekšējās pacelšanas funkcijas.
Sākot no
5. “Frekvences sensora” loģika šajā projektā
Šajā projektā frekvence tiek nolasīta/zināma, izmantojot:
– Datu reģistrs RDA5807/TEA5767 modulī (modulis norāda pašreizējo skaņošanas frekvenci) vai
– Arduino aprēķina frekvenci, pamatojoties uz kanāla soļa iestatījumu (piemēram, 100 kHz/50 kHz).
Lai gan tas nav "sensors" atsevišķas sastāvdaļas veidā, piemēram, RF frekvenču skaitītājs, gala rezultāts ir tāds pats: sistēma spēj noteikt un attēlot frekvences reāllaikā.
Sākot no
6. Programmas plūsmas piemērs (pārskats)
Konceptuāli Arduino programma veiks sekojošo:
1. I2C inicializācija
2. Radio moduļa inicializācija (FM režīms, skaļums, akcentu mazināšana utt.)
3. OLED/LCD inicializācija
4. Iestatiet sākotnējo frekvenci (piemēram, 99.9 MHz)
5. Nolasiet kodētāja/pogas ievadi, lai palielinātu vai samazinātu frekvenci.
6. Atjauniniet frekvences displeju un signāla statusu (ja pieejams)
Ja izmantojat RDA5807, parasti ir pieejama Arduino bibliotēka, lai vienkāršotu konfigurēšanu. SSD1306 OLED displejam varat izmantot Adafruit_SSD1306 vai U8g2 bibliotēkas.
Sākot no
7. Testēšana un kalibrēšana
Pamata testēšana
1. Ieslēdziet shēmu, izmantojot USB.
2. Pārliecinieties, vai OLED displejā ir redzama sākotnējā frekvence.
3. Pagrieziet kodētāju, lai mainītu frekvenci.
4. Ja skaņa nenāk ārā:
– Pārbaudiet audio ceļu uz pastiprinātāju.
– Pārbaudiet skaļruņus
– Palieliniet skaļumu programmā
– Pārbaudiet antenu un noskaņojiet to uz spēcīgu staciju.
Frekvences soļa kalibrēšana
FM parasti izmanto 100 kHz vai 50 kHz soļus atkarībā no reģiona un moduļa. Ja frekvence šķiet nepareizi "lēkājoša", pielāgojiet skaņošanas soli kodā.
Pieņemšanas kvalitātes pārbaude
– Pamēģiniet novietot ierīci tuvāk logam, lai uzlabotu signālu.
– Antenas garumam un kabeļa novietojumam ir liela ietekme.
– Nenovietojiet kabeļus pārāk tuvu pastiprinātāja modulim (tas var radīt troksni).
Sākot no
8. Padomi glītākam un stabilākam rezultātam
1. Izmantojiet tīru barošanas avotu: kvalitatīvu adapteri vai stabilu pārnēsājamo akumulatoru.
2. Atdaliet audio ceļu no digitālā signāla: lai samazinātu troksni, audio kabelim nevajadzētu atrasties SCL/SDA kabeļa tuvumā.
3. Pievienojiet atvienošanas kondensatorus (100 nF un 10 µF) radio un pastiprinātāja moduļu tuvumā.
4. Izmantojiet kasti/apvalku, lai samazinātu uzmanības novēršanu un radītu profesionālāku izskatu.
5. Ja vēlaties vairāk funkciju, pievienojiet:
– Staciju iestatījumi
– Automātiska skenēšana un atmiņas saglabāšana
– Signāla līmeņa displejs (RSSI), ja modulis to atbalsta
Sākot no
9. Penutups
Radio ar frekvences sensoru izveide ir lielisks projekts, lai apgūtu analogās (audio) un digitālās elektronikas (I2C, mikrokontrolleris, displejs) kombināciju. Izmantojot FM uztvērēja moduli, piemēram, RDA5807 vai TEA5767, varat izveidot kompaktu, bet funkcionālu radio, kas spēj regulēt, atskaņot audio un precīzi attēlot frekvences. Kad esat apguvis pamata versiju, varat paplašināt projektu, pievienojot iepriekš iestatītus iestatījumus, automātisko skenēšanu un pat izveidojot saistošāku saskarni.
Ja vēlaties, varu jums palīdzēt izveidot: detalizētāku izvēlētā moduļa elektroinstalācijas shēmu, pilnīgu Arduino koda piemēru (RDA5807 + OLED + rotācijas kodētājs) vai versiju, kas faktiski izmanto “frekvences skaitītāju”, lai mērītu oscilatoru aparatūrā.
