Како да направите радио со прилагодлива фреквенција
Радио уредите се едни од најфасцинантните електронски уреди за изградба дома, комбинирајќи ги основните принципи на електрична енергија, електромагнетни бранови и аудио кола. Со изградба на прилагодливо радио, не само што ќе научите како да примате емитувања, туку и како да изберете една станица од мноштвото сигнали расфрлани низ воздухот. Оваа статија ќе дискутира за тоа како да изградите едноставно прилагодливо радио, фокусирајќи се на FM радио бидејќи компонентите и модулите се релативно лесно достапни, а резултатите се моментални.
-
1. Разберете го концептот на подесливо радио
Радио уредите што можат да се подесуваат работат со избирање на специфични фреквенции од антена, а потоа нивно засилување и конвертирање во аудио сигнал за звучници или слушалки. Кај современите радио уреди, овој процес обично се изведува со интегрирано коло за тјунер или интегриран модул за приемник.
На FM радио, фреквентниот опсег на емитување е генерално 88–108 MHz. За да ја прилагодиме фреквенцијата, ни е потребен механизам за подесување, на пример:
1. Аналогно подесување со употреба на променливи кондензатори и LC резонантни кола (попредизвикувачко).
2. Дигитално подесување со помош на IC радио модул (полесно, постабилно и препорачливо за почетници).
Во оваа статија, избираме дигитално штимување со FM модул кој најчесто се користи во проекти „направи сам“.
-
2. Потребни алатки и материјали
Еве листа на компоненти што релативно лесно се наоѓаат во продавниците за електроника и на пазарите:
Главни компоненти
– FM радио модул што може да се подесува (на пр. TEA5767 или RDA5807). И двата се популарни, поддржувајќи дигитално подесување преку I2C.
– Микроконтролер (Arduino Uno/Nano е полесен за почетници).
– Модул за аудио засилувач (пример: PAM8403 3W или LM386).
– Мали звучници од 4–8 оми (или користете приклучок за слушалки ако сакате да го задржите едноставното).
Поддржувачки компоненти
– Антена: кабел долг 60–100 см е доволен за тестирање.
– Потенциометар (опционално, за јачина на звук ако засилувачот поддржува влез за потенција).
– 2 копчиња (за зголемување/намалување на фреквенцијата) или ротационен енкодер (поудобно).
– Мал LCD/OLED (опционално, за прикажување на избраната фреквенција).
– Протоплочка и кабли за цевковод.
– Извор на енергија: 5V од USB или батерија + зголемување/намалување по потреба од модулот.
-
3. Едноставен системски дизајн
Радио системот што може да се подеси „направи сам“ може да се сумира на следниов начин:
1. Антената го фаќа FM сигналот
2. FM радио модулот избира фреквенција (подесување) и емитува аудио (лево/десно)
3. Засилувачот го засилува аудиото
4. Звучникот произведува звук
5. Микроконтролерот ја поставува фреквенцијата врз основа на копчето/енкодерот и (опционално) ја прикажува фреквенцијата на екранот.
Овој вид на коло е практичен бидејќи не треба да дизајнирате комплициран RF филтер, само користете модул за тјунер кој е специјално дизајниран за ракување со радио сигнали.
-
4. Шема за поврзување (преглед)
A. Поврзување на модулот TEA5767/RDA5807 со Arduino (I2C)
Општо земено, модулот користи I2C комуникација:
– VCC → 5V (или 3.3V во зависност од модулот)
– GND → GND
– SDA → Arduino SDA (A4 на Uno/Nano)
– SCL → SCL Arduino (A5 на Uno/Nano)
Б. Аудио поврзување со засилувач
– L/D аудио излез од модулот → влез за засилувач (може да се меша во моно ако засилувачот е моно)
– Излез на засилувачот → звучник
C. Копче за подесување
– копче „UP“ → еден од дигиталните пинови на Arduino (користете внатрешно pull-up)
– копче „ДОЛУ“ → друг дигитален пин
Ако сакате да бидете посуптилни, ротирачки енкодер може да го замени копчето, така што вртењето во насока на стрелките на часовникот ја зголемува фреквенцијата и обратно.
-
5. Пример за програмска логика (концепт)
Можете да користите радио библиотека за TEA5767 или RDA5807 (многу од нив се достапни). Во суштина, програмата ќе:
1. Определете ја почетната фреквенција (на пр. 99.9 MHz)
2. Ако се притисне копчето UP, фреквенцијата се зголемува (на пр. +0.1 MHz)
3. Ако се притисне копчето DOWN, фреквенцијата се намалува (-0.1 MHz)
4. Испратете ја вредноста на фреквенцијата до модулот преку I2C
5. (Опционално) фреквенција на прикажување на LCD/OLED
Важни совети:
– FM во многу области користи висина на каналот од 100 kHz (0.1 MHz) или 50 kHz. За поедноставување, користете 0.1 MHz.
– Поставете ограничувања така што нема да надминуваат 88.0 или 108.0 MHz.
-
6. Чекори на производство
Чекор 1: Подгответе ја плочката и поврзете го радио модулот.
Започнете со VCC, GND, SDA и SCL конекциите. Осигурајте се дека модулот го прима наведениот напон. Некои модули поддржуваат 3.3–5V, додека други се безбедни само на 3.3V.
Чекор 2: Инсталирајте ја антената
Едноставно поврзете го кабелот со пиновите на антената на модулот (или ANT подлогата, доколку е достапна). Поставете го кабелот по должина за подобар прием.
Чекор 3: Поврзете ги засилувачот и звучниците
Поврзете го аудио излезот на модулот со влезот на засилувачот. Ако модулот емитува стерео, а вашиот засилувач е моно, можете да ги комбинирате L и R каналите користејќи отпорници (на пр., по 1 kΩ) за да спречите пречки на каналите.
Чекор 4: Инсталирајте го копчето за подесување
Поврзете ги копчињата за горе/долу со Arduino. Овозможете го внатрешното копче за влечење во кодот за да го минимизирате поврзувањето (копчето го поврзува пинот со GND кога е притиснато).
Чекор 5: Поставете ја програмата за подесување
Користете ја соодветната библиотека. По прикачувањето, обидете се да го притиснете копчето и слушајте дали станицата се менува. Ако сте во област со слаб сигнал, обидете се да ја поместите антената или да користите подолг кабел.
Чекор 6: Средете и направете трајна верзија
Откако успешно ќе го монтирате на протоплочка, можете да го преместите на перфорирана печатена плочка/перфорирана плочка. Додадете куќиште за поуреден изглед, како и копчиња/енкодери за порадио искуство.
-
7. Совети за подобри резултати
1. Користете чисто напојување: бучавата од евтини адаптери може да се инфилтрира во аудио системот. Ако слушате зуење, обидете се да го напојувате од квалитетен преносен полнач или да додадете кондензатор за одвојување (100nF + 10µF) во близина на модулот.
2. Обрнете внимание на аудио заземјувањето: лошата патека на заземјувањето често предизвикува звук на „крцкање“.
3. Позицијата на антената е многу влијателна: свртете ја насоката на антената, близу до прозорец е обично подобро.
4. Додадете дисплеј: 0.96″ I2C OLED овозможува лесно гледање на моментално избраната фреквенција.
5. Додај функција за скенирање: креирај копче за автоматско пребарување на станици (пребарување).
-
8. Алтернатива: Аналогно подесување со променливи кондензатори (попредизвикувачко)
Ако навистина сакате чувство на „класично радио“, можете да изградите аналогно радио користејќи LC коло (индуктор + променлив кондензатор) за да ја изберете фреквенцијата. Сепак, за FM, RF делот е многу чувствителен и бара внимателен дизајн и распоред. Овој проект е интересен, но неговата стапка на успех е помала за почетници бидејќи:
– Високите фреквенции (88–108 MHz) се чувствителни на должината на кабелот.
– Паразитските компоненти (залутани капацитивности/индуктивности) влијаат на подесувањето
– Калибрацијата и прилагодувањето (тример) се покомплицирани
Затоа, дигиталните модули се најдобриот начин за брзо учење и добивање вистински резултати.
-
9. Заклучок
Изработката на прилагодливо радио е забавен и едукативен проект „направи сам“. Со FM модул како TEA5767 или RDA5807, можете да изградите прилагодливо радио со само неколку компоненти: микроконтролер за поставување на фреквенцијата, модул за прием за бирање станици и засилувач за излез на звук. Откако ќе ја имате основната верзија, можете да ги проширите функциите како што се складирање на претходно поставени станици, автоматско скенирање, OLED дисплеј, па дури и додавање батерија што може да се полни за да го направите радиото преносливо.
Доколку сакате, можам да ви помогнам со специфични листи на компоненти (линкови за типови модули), детални шеми и комплетни примери за Arduino код во зависност од модулот што ќе го изберете (TEA5767 или RDA5807) и дали сакате да користите копчиња, енкодери и дисплеј.
