Si të krijoni një radio me frekuencë të rregullueshme
Radiot janë një nga pajisjet elektronike më interesante për t'u ndërtuar në shtëpi, duke kombinuar parimet themelore të energjisë elektrike, valëve elektromagnetike dhe qarqeve audio. Duke ndërtuar një radio të akordueshme, jo vetëm që do të mësoni se si të merrni transmetime, por edhe si të zgjidhni një stacion të vetëm nga moria e sinjaleve të shpërndara në ajër. Ky artikull do të diskutojë se si të ndërtoni një radio të thjeshtë të akordueshme, duke u përqendruar në radiot FM sepse komponentët dhe modulet janë relativisht të disponueshme dhe rezultatet janë të menjëhershme.
-
1. Kuptoni konceptin e radios së akordueshme
Radiot e akordueshme funksionojnë duke zgjedhur frekuenca specifike nga një antenë, pastaj duke i amplifikuar dhe konvertuar ato në një sinjal audio për altoparlantë ose kufje. Në radiot moderne, ky proces zakonisht kryhet nga një qark qarku i akorduesit ose një modul marrës i integruar.
Në radion FM, diapazoni i frekuencave të transmetimit është përgjithësisht 88–108 MHz. Për të rregulluar frekuencën, na duhet një mekanizëm akordimi, për shembull:
1. Akordimi analog duke përdorur kondensatorë të ndryshueshëm dhe qarqe rezonante LC (më sfiduese).
2. Akordimi dixhital duke përdorur një modul radioje IC (më i lehtë, më i qëndrueshëm dhe i rekomanduar për fillestarët).
Në këtë artikull, ne zgjedhim akordimin dixhital me një modul FM i cili përdoret zakonisht në projektet DIY.
-
2. Mjetet dhe materialet e nevojshme
Ja një listë e komponentëve që janë relativisht të lehtë për t'u gjetur në dyqanet dhe tregjet e elektronikës:
Komponentët kryesorë
– Modul radioje FM i akordueshëm (p.sh. TEA5767 ose RDA5807). Të dyja janë të njohura, duke mbështetur akordimin dixhital nëpërmjet I2C.
– Mikrokontrollues (Arduino Uno/Nano është më i lehtë për fillestarët).
– Modul amplifikatori audio (shembull: PAM8403 3W ose LM386).
– Altoparlantë të vegjël 4–8 ohm (ose përdorni një prizë për kufje nëse doni ta mbani të thjeshtë).
Komponentët mbështetës
– Antena: një kabllo me gjatësi 60–100 cm është e mjaftueshme për testim.
– Potenciometër (opsional, për volumin nëse amplifikatori mbështet hyrjen e potenciometrit).
– 2 butona shtypës (për të rritur/ulur frekuencën) ose kodues rrotullues (më i përshtatshëm).
– LCD/OLED i vogël (opsional, për të shfaqur frekuencën e zgjedhur).
– Pllaka e pllakës së integruar dhe kabllot e ndërlidhjes.
– Burimi i energjisë: 5V nga USB ose bateria + rritje/ulje sipas nevojës nga moduli.
-
3. Dizajn i thjeshtë i sistemit
Sistemi radio i akordueshëm DIY mund të përmblidhet si më poshtë:
1. Antena kap sinjalin FM
2. Moduli i radios FM zgjedh frekuencën (akordimin) dhe jep audio (Majtas/Djathtas)
3. Amplifikatori amplifikon audion
4. Altoparlanti prodhon tingull
5. Mikrokontrolluesi cakton frekuencën bazuar në butonin/enkoderin dhe (opsionalisht) e shfaq frekuencën në ekran.
Ky lloj qarku është praktik sepse nuk keni nevojë të projektoni një filtër RF të ndërlikuar, thjesht përdorni një modul akorduesi që është projektuar posaçërisht për të trajtuar sinjalet radio.
-
4. Skema e Lidhjes (Skicë)
A. Lidhja e modulit TEA5767/RDA5807 me Arduino (I2C)
Në përgjithësi moduli përdor komunikimin I2C:
– VCC → 5V (ose 3.3V në varësi të modulit)
– GND → GND
– SDA → Arduino SDA (A4 në Uno/Nano)
– SCL → SCL Arduino (A5 në Uno/Nano)
B. Lidhja audio me amplifikatorin
– Dalja audio majtas/djathtas nga moduli → hyrja e amplifikatorit (mund të përzihet në mono nëse amplifikatori është mono)
– Dalja e amplifikatorit → altoparlanti
C. Butoni për akordim
– Butoni “LART” → një nga kunjat dixhitale Arduino (përdorni butonin e tërheqjes së brendshme)
– Butoni “POSHTË” → një tjetër pin dixhital
Nëse dëshironi të jeni më delikat, një enkoder rrotullues mund ta zëvendësojë butonin, në mënyrë që rrotullimi në drejtim të akrepave të orës të rrisë frekuencën dhe anasjelltas.
-
5. Shembull i Logjikës së Programit (Koncept)
Mund të përdorni një bibliotekë radioje për TEA5767 ose RDA5807 (shumë prej tyre janë të disponueshme). Në thelb, programi do të:
1. Përcaktoni frekuencën fillestare (p.sh. 99.9 MHz)
2. Nëse shtypet butoni UP, frekuenca rritet (p.sh. +0.1 MHz)
3. Nëse shtypet butoni POSHTË, frekuenca zvogëlohet (-0.1 MHz)
4. Dërgoni vlerën e frekuencës në modul nëpërmjet I2C
5. (Opsionale) frekuenca e shfaqjes në LCD/OLED
Këshilla të rëndësishme:
– FM në shumë zona përdor një lartësi kanali prej 100 kHz (0.1 MHz) ose 50 kHz. Për thjeshtësi, përdorni 0.1 MHz.
– Vendosni kufij në mënyrë që të mos tejkaloni 88.0 ose 108.0 MHz.
-
6. Hapat e Prodhimit
Hapi 1: Përgatitni pllakën e bukës dhe lidhni modulin e radios.
Filloni me lidhjet VCC, GND, SDA dhe SCL. Sigurohuni që moduli të marrë tensionin e specifikuar. Disa module mbështesin 3.3–5V, ndërsa të tjerët janë të sigurt vetëm në 3.3V.
Hapi 2: Instaloni antenën
Thjesht lidhni kabllon me kunjat e antenës së modulit (ose me bllokun ANT, nëse ka). Shtrijeni kabllon përgjatësisht për marrje më të mirë.
Hapi 3: Lidhni amplifikatorin dhe altoparlantët
Lidhni daljen audio të modulit me hyrjen e amplifikatorit. Nëse moduli jep sinjal stereo dhe amplifikatori juaj është mono, mund të kombinoni kanalet L dhe R duke përdorur rezistorë (p.sh., 1kΩ secili) për të parandaluar ndërhyrjen e kanalit.
Hapi 4: Instaloni butonin e akordimit
Lidhni butonat lart/poshtë me Arduino-n. Aktivizoni butonin e brendshëm tërheqës në kod për të minimizuar instalimet elektrike (butoni lidh pin-in me GND kur shtypet).
Hapi 5: Ngarko programin e akordimit
Përdorni bibliotekën e duhur. Pas ngarkimit, provoni të shtypni butonin dhe dëgjoni për të parë nëse stacioni ndryshon. Nëse ndodheni në një zonë me sinjal të dobët, provoni të zhvendosni antenën ose të përdorni një kabllo më të gjatë.
Hapi 6: Rregulloni dhe krijoni një version të përhershëm
Pasi ta keni ndërtuar me sukses në një breadboard, mund ta zhvendosni në një PCB/perfboard të perforuar. Shtoni një kuti për një pamje më të rregullt, si dhe butona/enkodera për një përvojë më të ngjashme me radion.
-
7. Këshilla për rezultate më të mira
1. Përdorni një furnizim me energji të pastër: zhurma nga adaptorët e lirë mund të depërtojë në audio. Nëse dëgjoni gumëzhitje, provoni ta furnizoni me energji nga një bankë energjie cilësore ose shtoni një kondensator shkëputës (100nF + 10µF) pranë modulit.
2. Kushtojini vëmendje tokëzimit audio: një rrugë e keqe tokëzimi shpesh shkakton një tingull "kërcitjeje".
3. Pozicioni i antenës ka shumë ndikim: kthejeni drejtimin e antenës, zakonisht është më mirë të jeni pranë një dritareje.
4. Shtoni një ekran: Ekrani 0.96″ I2C OLED e bën të lehtë shikimin e frekuencës së zgjedhur aktualisht.
5. Shtoni funksionin e skanimit: krijoni një buton për të kërkuar automatikisht stacione (kërko).
-
8. Alternativa: Akordimi Analog me Kondensatorë Variabilë (Më Sfidues)
Nëse dëshironi vërtet një ndjesi "radioje klasike", mund të ndërtoni një radio analoge duke përdorur një qark LC (induktor + kondensator i ndryshueshëm) për të zgjedhur frekuencën. Megjithatë, për FM, pjesa RF është shumë e ndjeshme dhe kërkon dizajn dhe paraqitje të kujdesshme. Ky projekt është interesant, por shkalla e suksesit të tij është më e ulët për fillestarët sepse:
– Frekuencat e larta (88–108 MHz) janë të ndjeshme ndaj gjatësisë së kabllit.
– Komponentët parazitarë (kapacitetet/induktancat e humbura) ndikojnë në akordimin
– Kalibrimi dhe rregullimi (trimmeri) është më i ndërlikuar
Prandaj, modulet dixhitale janë mënyra më e mirë për të mësuar shpejt dhe për të marrë rezultate reale.
-
9. Përfundim
Ndërtimi i një radioje të akordueshme është një projekt argëtues dhe edukativ "bëje vetë". Me një modul FM si TEA5767 ose RDA5807, mund të ndërtoni një radio të akordueshme vetëm me disa komponentë: një mikrokontrollues për të vendosur frekuencën, një modul akorduesi për të kapur stacionet dhe një amplifikator për të nxjerrë zërin. Pasi të keni një version bazë, mund të zgjeroni veçoritë si ruajtja e paracaktimeve të stacioneve, skanimi automatik, një ekran OLED dhe madje edhe shtimi i një baterie të rikarikueshme për ta bërë radion portative.
Nëse dëshironi, mund t'ju ndihmoj me lista specifike të komponentëve (lidhje të llojeve të moduleve), skema të detajuara dhe shembuj të plotë të kodit Arduino në varësi të modulit që zgjidhni (TEA5767 ose RDA5807) dhe nëse dëshironi të përdorni butona, enkoderë dhe një ekran.
