Олон давтамж хүлээн авах чадвартай радио хэрхэн хийх вэ
Радио бол цахилгаан, цахилгаан соронзон долгион, дохио боловсруулах үндсэн ойлголтуудыг хослуулсан тул сурахад хамгийн сонирхолтой электрон төхөөрөмжүүдийн нэг юм. Дижитал эрин үед ч гэсэн радио нь зөвхөн зугаа цэнгэл төдийгүй яаралтай тусламжийн харилцаа холбоо, электроникийн сургалт, хоббитой туршилт хийхэд хамааралтай хэвээр байна. Энэ нийтлэлд анхан шатнаас дунд түвшний хүмүүст тохиромжтой бодитой арга барилаар, ялангуяа AM болон FM зурвасуудад өргөн хүрээний давтамжийг хүлээн авах чадвартай радиог хэрхэн бүтээх талаар авч үзэх болно.
1. Радио дээрх “Төрөл бүрийн давтамж”-ыг ойлгох нь
Угсрах ажлыг эхлүүлэхийн өмнө "давтамжийн хүрээг хүлээн авах" гэдэг нь юу гэсэн үг болохыг ойлгох нь чухал юм. Радио нь модуль болон хэлхээний загвараас хамааран тодорхой давтамжийн хүрээнээс дохиог барьж авдаг. Нийтлэг хүрээний зарим жишээ:
– AM (Дайварын модуляц): ойролцоогоор 520–1710 кГц (дунд долгион/МВт)
– FM (Давтамжийн Модуляци): ойролцоогоор 88–108 МГц (FM нэвтрүүлэг)
– SW (Богино долгион): ойролцоогоор 3–30 МГц (олон зурвасын хувилбарууд)
– Агаарын зурвас (нисэхийн холбоо): 118–136 МГц (ерөнхийдөө AM)
– Сонирхогчийн VHF/UHF: янз бүр байдаг, жишээлбэл 144–148 МГц эсвэл 430–440 МГц
Аюулгүй бөгөөд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд ухаалаг DIY төслийн хувьд хамгийн практик арга бол аль хэдийн тохируулагч болон демодулятор IC-тэй бэлэн хүлээн авагч модуль дээр суурилсан радио бүтээх явдал юм, ингэснээр та нарийн төвөгтэй RF үе шатыг эхнээс нь зохион бүтээх шаардлагагүй болно.
2. Үйлдвэрлэлийн аргыг тодорхойлох
Хоёр үндсэн арга байдаг:
1. Сонгодог аналог радио (LC тохируулга + өсгөгч + демодулятор): сурахад хөгжилтэй ч тогтвортой болгоход хэцүү, ялангуяа олон зурвасын хувьд.
2. IC тохируулагч/дижитал модульд суурилсан радио: илүү хялбар, илүү тогтвортой бөгөөд модулиас хамааран олон давтамжийг (AM/FM тэр ч байтугай SW) хамрах боломжтой.
"Олон давтамж хүлээн авах" зорилгоор хоёр дахь аргыг илүү зөвлөдөг.
3. Платформ сонголт: Олон зурвасын радио модуль
Олон зурвасын радио төслүүдэд зориулсан зарим алдартай модулиуд/IC-үүд:
– Si4732/Si4735 (Цахиурын лаборатори): FM, AM (MW) болон SW (богино долгион) хүлээн авах чадвартай. Ашиглахад бэлэн олон тооны тусгаарлах модулиуд байдаг.
– TEA5767 / RDA5807: ерөнхийдөө зөвхөн FM, зөвхөн сайн чанарын FM хүсвэл тохиромжтой.
– RTL-SDR (Програм хангамжаар тодорхойлогдсон радио): маш уян хатан, өргөн давтамжийн хүрээг (донглоос хамаарч) хүлээн авах боломжтой боловч компьютер/гар утас болон дижитал боловсруулалт шаарддаг.
Хэрэв та үнэхээр өргөн хүрээтэй радио хүсч байвал RTL-SDR нь хамгийн уян хатан боловч түүний загвар нь програм хангамж дээр суурилсан радиотой илүү төстэй юм. Хэрэв та энгийн бие даасан төхөөрөмж хүсвэл Si4732/Si4735 модуль бол хамгийн тохиромжтой сонголт юм.
Энэ нийтлэлд бид Si4732/Si4735 ашиглан олон зурвасын радио бүтээхэд анхаарлаа хандуулах болно. Учир нь энэ нь харьцангуй хялбар, зардал багатай бөгөөд компьютер шаарддаггүй.
4. Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Si4732/Si4735 дээр суурилсан олон зурвасын радиогийн нийтлэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жагсаалтыг энд оруулав.
1. Si4732/Si4735 модуль (AM/FM/SW-г дэмждэг салгах самбар)
2. Микроконтроллер (жишээ нь Arduino Nano/Uno, ESP32, эсвэл STM32)
3. Дэлгэц (заавал биш боловч маш хэрэгтэй):
– OLED 0.96” I2C (SSD1306), эсвэл LCD 16×2
4. Аудио өсгөгч:
– PAM8403 (3W) эсвэл LM386 (илүү сонгодог) модуль
5. Чанга яригч 4–8 ом (1–3 ватт)
6. Антенн:
– FM-д: 70–75 см кабель (энгийн антенн болгон)
– AM/SW-ийн хувьд: урт утсан антенн (SW-ийн хувьд 5–10 метр нь илүү тохиромжтой)
7. Хялбар тохируулах зориулалттай эргэлдэгч кодлогч + товчлуур (заавал биш)
8. Цахилгаан хангамж:
– 5V (зай + нэмэлт тэжээл, цахилгаан банк эсвэл адаптераас авах боломжтой)
9. Дэмжих бүрэлдэхүүн хэсгүүд:
– Холбогч кабель, талхны хавтан/перф хавтан, салгах конденсатор (100 нФ), эзэлхүүний потенциометр, унтраалга.
5. Системийн блокийн дизайн
Системийн бүтэц нь энгийн:
Антенн → Si473x модуль (тааруулагч + демо) → Аудио гаралт → Аудио өсгөгч → Чанга яригч
Мөн хяналтын хувьд:
Микроконтроллер → I2C/SPI → Si473x Модуль + Дэлгэц + Товчлуур/Кодлогч Оролт
Si473x модулиудыг ихэвчлэн I2C-ээр удирддаг тул утас холболт нь тийм ч төвөгтэй биш юм.
6. Тоног төхөөрөмжийн угсралтын алхамууд
A. Si473x модулийг микроконтроллертой холбох
Ердийн I2C холболт нь:
– VCC модуль → 3.3V эсвэл 5V (модулийн үзүүлэлтүүдийг дагана уу)
– GND → GND
– SDA → Arduino SDA (Uno/Nano дээрх A4)
– SCL → SCL Arduino (Uno/Nano дээрх A5)
Зарим модулиуд нь дахин тохируулах эсвэл пинийг идэвхжүүлэхийг шаарддаг. Модулийнхаа мэдээллийн хуудас болон үйлдвэрлэгчийн утаснуудын жишээг үзнэ үү.
B. OLED дэлгэц суурилуулах (заавал биш)
– VCC → 5V
– GND → GND
– Байгалийн нөөц → Байгалийн нөөц
– SCL → SCL
Хаягууд өөр өөр байгаа тохиолдолд OLED болон радио модулиуд нь I2C шугамуудыг хуваалцаж болно.
C. Аудиог өсгөгч болон чанга яригчтай холбох
– Si473x-ээс аудио гаралт → PAM8403/LM386 модулийн оролт
– Өсгөгчийн гаралт → чанга яригч
– Дууны хэмжээг хянахын тулд өсгөгчийн оролт эсвэл гаралт дээр потенциометр нэмнэ үү.
Газардуулгад анхаарлаа хандуулаарай: дуу чимээ гарахаас зайлсхийхийн тулд аудио GND кабель цэвэрхэн байх ёстой.
D. Антенн
– FM-ийн хувьд FM антенны зүү (эсвэл модуль дээрх антенны дэвсгэр)-д 70 см орчим зайтай кабель холбоно уу.
– AM/SW-ийн хувьд илүү урт утсан антенн ашиглана уу. Антенн урт, өндөр байх тусам SW хүлээн авалт сайжирна.
7. Програмчлал ба Логик Тааруулалт
Радио "олон давтамж хүлээн авах"-ын тулд танд дараах програм хангамж хэрэгтэй:
1. Горимыг сонгоно уу: FM / AM / SW
2. Давтамжийг (тааруулалтыг) нэгжийн дагуу тохируулна уу:
– FM нь ихэвчлэн 50/100 кГц алхамтай байдаг
– AM/MW ихэвчлэн 9/10 кГц
– SW давтамж нь 1–5 кГц байж болно (хэрэгцээнээс хамаарч)
3. Дэлгэцийн мэдээлэл:
– Одоогийн давтамж
– RSSI / дохионы хүч
– Зурвасын горим
Arduino-ийн хувьд Si4735-д зориулсан нийтийн номын сан ихэвчлэн байдаг. Зүгээр л:
– Номын санг Номын сангийн менежер эсвэл GitHub-аар дамжуулан суулгана уу
– “FM/AM/SW радио” кодын жишээг ашиглана уу
– Тохируулгын оролтыг өөрчлөх (дээш/доош товчлуурууд, эргэлдэгч кодлогч)
- Зурвас солих цэсний интерфэйсийг нэмнэ үү
Хэрэв та ESP32 ашигладаг бол дараах орчин үеийн функцуудыг нэмж болно:
– станцын урьдчилан хадгалах сан,
- Энгийн вэб интерфэйсийн Wi-Fi удирдлага,
– автомат тохиргоо (станцын сканнердах).
8. Тохируулга, туршилт, оновчлол
А. Хүлээн аваагүй нэвтрүүлгийг даван туулах
– Антенн болон суурилуулах чиглэлийг шалгана уу.
– Хэлхээг дуу чимээний эх үүсвэрээс хол байлга: хямд цэнэглэгч, тогтмол гүйдлийн мотор, зарим LED гэрэл.
– Адаптерийн долгионыг багасгахын тулд цахилгаан тэжээл болгон power bank ашиглаж үзээрэй.
B. Дуу чимээ болон чимээг бууруулах
– Радио модуль болон аудио өсгөгчийн VCC-ийн ойролцоо 100 nF конденсатор нэмнэ үү.
– Аудио шугамд богино кабелийн байршлыг ашиглана уу.
– Боломжтой бол аудио өсгөгчийн цахилгааны шугамыг I2C шугамаас салга.
C. “Олон давтамжийн” чадавхийг дээд зэргээр нэмэгдүүлэх
– Илүү тохь тухтай тохируулахын тулд SW зурвасын сонголтыг хийнэ үү (жишээ нь 3–5 MHz, 5–7 MHz, 7–10 MHz гэх мэт).
– Тохируулгын алхмуудыг өөрчлөхийн тулд “алхам” товчийг нэмнэ үү (1 кГц, 5 кГц, 10 кГц).
– “Хайх” эсвэл “скан хийх” функцийг нэмэх.
9. Хавсралтыг илүү мэргэжлийн болгох
Хэлхээ ажиллаж эхэлмэгц төслийг бүрхүүлээр цэвэрлэнэ үү:
– Хуванцар төслийн хайрцаг эсвэл 3D хэвлэсэн хайрцаг ашиглана уу.
– Чанга яригчийн урд талдаа резонансын нүх/агааржуулалтын нүхтэй эсэхийг шалгаарай.
– Шаардлагатай үед солих боломжтой гадаад антенн (залгуур) хийнэ үү.
– Товчлуурын шошго нэмэх: Тууз, Хайлт, Боть, Урьдчилан тохируулсан.
Сайн гэр нь зөвхөн сайхан харагдахаас гадна тав тухыг нэмэгдүүлж, сул кабелийн төвөгтэй байдлыг бууруулдаг.
10. Хууль эрх зүй ба ёс зүйн тэмдэглэл
Радио хүлээн авагч нь ерөнхийдөө хууль ёсны дагуу аюулгүй байдаг, учир нь та зөвхөн олон нийтийн нэвтрүүлгийг хүлээн авдаг. Гэсэн хэдий ч тодорхой давтамжийн хувьд (тусгай харилцаа холбоо гэх мэт) хяналттай мэдээллийг түгээхтэй холбоотой зохицуулалт байдаг. Нэвтрүүлэг (AM/FM) болон боловсролын туршилтуудад анхаарлаа хандуулаарай.
Хаах
Олон давтамж хүлээн авах чадвартай радио бүтээх нь электроник, програмчлал, антенны оновчлол болон дуу чимээг бууруулах чиглэлээр бага зэрэг урлагийг хослуулсан маш сонирхолтой төсөл юм. Анхан шатны хүмүүст хамгийн практик арга бол Si4732/Si4735 гэх мэт олон зурвасын модулийг микроконтроллер (Arduino/ESP32), аудио өсгөгч, чанга яригчтай хамт ашиглах явдал юм. Дэлгэц болон тохиромжтой тохируулгын удирдлагыг нэмснээр та тогтвортой, ажиллагаатай гэрийн хийсэн AM/FM/SW радиотой болох боломжтой.
Хэрэв та хүсвэл би танд дараах зүйлсийг хийхэд тусалж чадна:
– таны байгаа модулийн дагуу холболтын схем,
– бүрэлдэхүүн хэсгийн худалдан авалтын жагсаалт (эдийн засгийн хувилбар болон дээд хувилбар),
– FM/AM/SW-д зориулсан Arduino/ESP32 кодын жишээнүүд, зурвас болон урьдчилан тохируулсан цэснүүдтэй.
