Однокристальный fm-передатчик
Маломощный FM передатчик, Рода Еллиотта
Источник: http://radiolubitel.moy.su/blog/malomoshhnyj_fm_peredatchik_roda_elliotta/2015-12-10-303
Самодельный fm трансмиттер
Источник: http://radioskot.ru/publ/peredatchiki/samodelnyj_fm_transmitter/11-1-0-778
MP3510 – FM-тюнер с DSP и PLL
Как известно, несмотря на бурное развитие интернет-СМИ и интернет-радиовещания, качественное эфирное вещание в FM-диапазоне остается актуальным и востребованным.
И даже то, что почти в каждом сотовом телефоне или смартфоне есть возможность слушать FM-радио, не умаляет достоинств самостоятельного FM-приемника с усилителем, или без оного.
Приемник можно включить просто так, дома, на даче, на природе – и наслаждаться магией голосовых и музыкальных программ, порой не вдумываясь, о чем идет речь, и что за музыка играет.
В этом материале мы представим модуль FM-тюнера MP3510 с отличными характеристиками и интересными возможностями.
Основой тюнера является однокристальная микросхема FM-ресивера с малой потребляемой мощностью для мобильных устройств QN8035 фирмы Quintic. Среди множества характеристик микросхемы, которые можно найти в ее техническом описании, можно выделить следующие в качестве основных:
– покрытие всего диапазона FM-вещания, от 60 до 108 Мгц;
– de-emphasis (снижение частотных предыскажений передатчика) 50/75 мкс; для Европы принято 50 мкс;
– напряжение питания от 2,7 до 5 В, имеется встроенный стабилизатор;
– малое типичное потребление тока, около 13 мА;
– прекрасная чувствительность – не хуже 1,5 мкВ EMF;
– отношение сигнал/шум 63 дБ для стереосигнала;
– нелинейные искажения 0,03%;
– встроенное интегрированное адаптивное шумоподавление;
– разделение каналов 45 дБ;
– аппаратные регуляторы уровня выходного сигнала каждого канала;
– интерфейс I2C.
Для обработки принятого сигнала используется цифровой процессор обработки сигналов (DSP – Digital Signal Processor), который в режиме реального времени реализует различные алгоритмы преобразований этого сигнала для обеспечения максимального качества на звуковом выходе.
Соответственно, большинство этих характеристик в части приема FM-сигнала переносятся на тюнер MP3510.
Кроме однокристального приемника, на плате тюнера, которая имеет размер 45х75 мм, установлены еще несколько микросхем с необходимой обвеской и другие элементы:
– микроконтроллер широкого применения с низким энергопотреблением, который используется для подачи команд на приемник, считывания информации с приемника, вывода информации на дисплей, индикации режимов;
– внешняя энергонезависимая память для микроконтроллера;
– два усилителя низкой частоты по 3 Вт каждый;
– два валкодера для управления частотой приема, громкостью и некоторыми режимами работы приемника;
– разъем mini-Jack 3,5 мм для подключения наушников, активных колонок или внешнего усилителя;
– разъем USB, который используется для питания тюнера от адаптера с напряжением 5В, а также для использования модуля в качестве внешней звуковой карты для подключенного к разъему USB компьютера.
На плате имеются несколько групп отверстий под штыревые разъемы с шагом 2 мм:
– переключатель Mono-Stereo: при замыкании включается режим Mono;
– R B Gnd: Red, Blue и Ground для подключения внешних индикаторных светодиодов;
– DC3.0-5.0V: для подключения питания 3-5 вольт постоянного тока. Это могут быть батарейки или аккумуляторы. Можно питать тюнер и по USB-кабелю, но при этом не рекомендуется использовать импульсные источники питания, так как они производят массу помех;
– SP_R SP_R: для подключения внешних динамиков мощностью до 3 ватт на канал, сопротивлением 4-16 Ом;
– GND DP DM VCC: дублирует USB-разъем;
– TX RX GND: для управления тюнером по протоколу UART с использованием внешнего дополнительного адаптера USB-UART.
При включении питания тюнер восстанавливает свое последнее состояние, записанное в энергонезависимой памяти: частота настройки, громкость, режим работы.
При вращении левого валкодера изменяется громкость на выходе тюнера от 0 до 30 условных единиц, при нажатии на ручку – принудительно включается/отключается звуковой выход тюнера.
При вращении правого валкодера – изменяется частота приема от 87 МГц до 108 МГц (если не установлен CAMPUS) шагом 0,1 МГц. В режиме CAMPUS нижний предел частоты становится равным 76 Мгц.
При коротком нажатии на ручку правого валкодера включается режим установки уровня срабатывания системы шумоподавления. Можно установить значние от 0 до 20 условных единиц.
При длинном нажатии на кнопку правого валкодера включается/выключается режим шумоподавления с выводом сообщения в виде бегущей строки на дисплей.
При включенном режиме подавления шума звуковой выход тюнера будет отключаться, если соотношение сигнал/шум принимаемого сигнала ниже установленного уровня срабатывания системы шумоподавления.
При этом на индикаторе появляется символ с перечеркнутым динамиком, как и в режиме принудительного выключения звука.
Тюнер имеет интересную возможность управления своим состоянием с помощью AT-команд по линиям UART от внешнего контроллера или компьютера.
Компьютер необходимо подключать с помощью дополнительного адаптера USB-UART, например BM8051.
Адаптер подключается следующим образом: контакт TX на плате тюнера следует соединить с контактом ТХ адаптера, контакт RX – с RX, GND с GND (земля). Это проверено для версии LCD_FM_RX_ENC_V1.9 платы тюнера.
Для управления тюнером в терминальном режиме рекомендуется применять программу SSCOM (проверено для Windows 7), которую можно найти в разделе Файлы. Скорость соединения – 38400 бод, остальные параметры: 8,1,N,N. Связаться с тюнером, используя популярные программы Tera Term и Putty, не удается.
Команды, перечень которых находится в этом документе, следует набирать только заглавными буквами в строке Data input и посылать на тюнер нажатием на кнопку SEND.
Ответ тюнера на принятую команду может быть, в свою очередь, принят вызывающим устройством, обработан какой-либо программой, и использован в этой программе в соответствии с алгоритмом ее работы.
Читайте также: Сигнализатор замерзших труб на arduino
В качестве примера программного управления тюнером MP3510 от внешнего микроконтроллера используем плату расширения из конструктора NR05 «Цифровая лаборатория», серия «Азбука электронщика».
На плате установлен контроллер Arduino Nano – один из популярнейших модулей на микросхеме ATMega328, имеются пять тактовых кнопок, жидкокристаллический двухстрочный дисплей и большое число разъемов для подключения внешних датчиков и модулей.
Поставим себе такую задачу:
при нажатии на каждую из пяти находящихся на плате расширения кнопок, подать команду на изменение частоты приема тюнера, и отобразить на дисплее название станции, соответствующей этой частоте.
Если не ставить перед собой задачу приема и обработки информации, поступающей от тюнера, то для соединения платы расширения с FM-тюнером нам понадобится только два провода: Tx (передача со стороны микроконтроллера) и GND (земля). Для приема добавится еще один провод Rx (прием на микроконтроллер).
Также понадобится два источника питания:
– батарея или адаптер для FM-тюнера;
– Arduino Nano можно запитать от USB-выхода компьютера (для программирования USB-кабель необходим!) или, после прошивки микроконтроллера, от адаптера 5 В.
Соединим разъем UART модуля тюнера с разъемом XP11 платы расширения:
GND – GND
Tx – D3;
Rx – A7
На самом деле, можно выбрать и другие контакты разъемов платы расширения, они назначаются в программе при конфигурировании экземпляра SoftwareSerial.
С помощью оболочки программирования Arduino IDE загрузим в микроконтроллер следующий скетч:
/*
MP3510 sending commands
*/
// подключаем и конфигурируем библиотеки
#include
#include
#include
#include
SoftwareSerial mySerial(A7, 3); // RX, TX
LiquidCrystalRus lcd(A1, A2, A3, 2, 4, 7);
// определяем пин, к которому подключены кнопки
#define NUM_KEYS 5
// задаем экспериментально определенные значения, соответствующие номерам кнопок
int adcKeyVal[NUM_KEYS] = {30, 150, 360, 535, 760};
// массивы строк с названиями станция и их частот
String stationName[NUM_KEYS] = {“Echo MSK”,”Radio Carnival”,”Orpheus”,”Chocolate”,”Silver Rain”};
String freq[NUM_KEYS] = {“912”, “928”, “992”, “980”, “1001”};
// префикс команды установки частоты
String at = “AT+FRE=”;
void setup() {
// инициализируем последовательный порт, частота обмена 38400 бод
mySerial.begin(38400);
// инициализируем индикатор, 16 символов, 2 строки
lcd.begin(16, 2);
lcd.clear();
lcd.print(“FM радио module”);
}
void loop() {
// получаем номер нажатой кнопки
int key = get_key();
// переключаем частоту и выводим название станции на индикатор
switch (key){
case 1:
setFreq(0);
break;
case 2:
setFreq(1);
break;
case 3:
setFreq(2);
break;
case 4:
setFreq(3);
break;
case 5:
setFreq(4);
break;
delay(200);
}
}
// функция определения номера нажатой кнопки
int get_key()
{
int input = analogRead(A6);
int k;
for(k = 0; k < NUM_KEYS; k++)
if(input < adcKeyVal[k])
return k + 1;
return 0;
}
// функция установки частоты тюнера и отображения названия станции
void setFreq(int n){
mySerial.println(at+freq[n]);
lcd.clear();
lcd.print(stationName[n]);
}
Текст программы снабжен достаточно подробными комментариями, за подробностями обращайтесь на следующие ресурсы:
www.arduino.cc (первоисточник на английском языке)
www.arduino.ru (на русском, но менее актуальный и полный)
Есть нюанс с выводом русских букв на двухстрочный индикатор платы расширения NR05. Библиотека LiquidCrystalRus работает только совместно с библиотеками LiquidCrystalExt и LineDriver, поэтому в начале скетча включены все три этих библиотеки. Компиляция должна осуществляться в Arduino IDE версии 1.6.1. Библиотеки можно скачать здесь.
Небольшое видео с демонстрацией работы программы:
Для усиления звукового сигнала и воспроизведения его на мощных акустических системах можно применить новинку Мастер Кит MP3117box – усилитель низкой частоты D-класса 2.1, 2х50Вт + 1х100Вт.
Устройство представляет собой законченный усилитель низкой частоты в DIY корпусе из прозрачного пластика.
Благодаря применению отлично зарекомендовавшей себя микросхемы TPA3116 усилитель обладает минимальным коэффициентом нелинейных искажений, уровнем собственных шумов и широким диапазоном питающих напряжений. Он способен работать с любой акустикой сопротивлением от 4 Ом до 16 Ом.
Имеет выделенный 100Вт канал для сабвуфера. Усилитель можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе музыкального аудиокомплекса.
FM-тюнер можно встроить под верхнюю крышку корпуса усилителя, просверлив два отверстия диаметром 7 мм для крепления валкодеров.
Таким образом, FM-тюнер MP3510 является высококачественным и функциональным модулем для конструирования устройств с возможностью приема радиостанций в FM-диапазоне, как при автономном использовании, так и в составе аудиосистем с микроконтроллерным и компьютерным управлением.
Источник: https://masterkit.ru/blog/articles/mp3510-fm-tyuner-s-dsp-i-pll
Фм передатчик
Карманные МП3 плееры с флэш-памятью очень удобны, они малогабаритны, размер памяти позволяет хранить много аудиофйлов, да и качество звука бывает весьма неплохое.
Одна проблема, работают только на наушники. Но эта проблема решается различными способами.
Можно сделать кабели и подать сигнал на вход активной акустической системы, усилителя НЧ, домашнего аудиоцентра, если у него есть аудиовход.
А можно сделать простейший УКВ-ЧМ-Фм передатчик (радиоадаптер) и транслировать сигнал с выхода МП3 в эфир. На расстоянии до 50 метров этот сигнал можно будет принять любой аппаратурой с FM-радиоприемным трактом.
Сигнал будет звучать из автомагнитолы, карманного радиоприемника, аудиоцентра и даже старой советской радиолы, из всего, что находится в радиусе 50 метров и настроено на частоту радиоадаптера.
Впрочем, почему именно МП3 плеер? Источник аудиосигнала может быть любым.
На сайте показана схема радиоадаптера, питающегося от источника напряжением 3V (два гальванических элемента типа «ААА»). Схема очень проста. Только один транзистор. На нем сделан генератор сигнала в FMдиапазоне.
Рабочая точка по постоянному току задается резистором R3, который подает на базу транзистора напряжение смещения. Сюда же на базу подается аудиосигнал с выхода плеера, сразу с обоих каналов.
Читайте также: Устройство стабилизации сетевого напряжения
Аудиосигнал изменяет напряжение на базе, в результате под действием этого изменяющегося напряжения меняется емкость перехода транзистора, а это влияет на частоту настройки контура.
На выходе сигнал будет монофонический. Излучает сигнал антенна W1, представляющая собой кусок монтажного провода любой длины. Частота, на которой работает передатчик зависит от настройки контура L1C4. Катушка L1 бескаркасная, она предварительно наматывается на оправке диаметром 8 мм.
Это может быть хвостовик сверла такого диаметра, или какой-то другой цилиндрический предмет диаметром около 8 мм. Намотка выполняется любым обмоточным проводом сечением в пределах 0,51 мм.
Если радиоадаптер должен работать в «буржуйском» диапазоне (88-108 MHz) намотка должна содержать 8 витков.
Если в «советском» (64-73 MHz) обмотка будет содержать 15 витков. После окончания намотки и разделки выводов основу (сверло, цилиндрический предмет) вынимают. Не забудьте, что обмоточные провода хотя и блестят металлом, но покрыты лаковой прозрачной изоляцией. Концы катушки нужно хорошенько зачистить ножом и облудить паяльником.
Полученную пружинку устанавливают на плату. На плате (рис.2) расположены не только детали схемы передатчика, но и гальванические элементы источника питания. Выключателя нет, выключение выниманием одного из элементов. Хотя всегда можно подключить и выключатель, включив его в разрыв дорожки, соединяющей элементы питания между собой.
Печатная плата радиоадаптера
Плата сделана из фольгированного стеклотекстолита. Её можно сделать любым способом. На рисунке показана разводка проводников в натуральную величину, вид со стороны проводников. Можно вырезать из фольгированного стеклотекстолита заготовку по размерам платы.
Затем мелкой шкуркой зачистить поверхность фольги от окислов, но не очень старательно, чтобы не счистить фольгу с платы.
После этого заготовку можно подложить под страницу журнала с изображением печатных дорожек, и аккуратно шилом или маленьким метчиком наметить места расположения отверстий.
Затем, выньте заготовку из журнала, и в отмеченных местах просверлите отверстия сверлом диаметром 1,0-1,5 мм. Теперь остается нарисовать печатные дорожки. Рисовать нужно чем-то не смываемым в воде. Можно использовать лак для ногтей, нитроэмаль, битумный лак.
Но сейчас более удобно рисовать дорожки черным маркером «для CD» или «для DVD», то есть, не смываемым. Потом нужно протравить плату в растворе хлорного железа, отмыть сначала водой, а потом смыть краску с дорожек.
Это можно сделать спиртом, одеколоном, бензином, ацетоном или другими растворителями.
Разъем Х1 это стандартный штекер как для наушников. Рекомендую приобрести готовый кабель или использовать кабель от неисправных головных телефонов. Ту часть, где штекер оставляем без изменений, а к плате припаиваем противоположный конец кабеля. Предварительно нужно кабель прозвонить мультиметром, чтобы найти проводник (или проводники) соединенный с общим контактом разъема.
Этот контакт самый ближний к пластмассовому корпусу штекера. Провод, идущий от него паяйте к точке «GND» на плате. Два оставшихся провода к «INL» и «INR», соответственно (какой к какому, без разницы).
Антенна представляет собой кусок монтажного провода любой произвольной длины, но чем провод длиннее, тем с большего расстояния можно будет принять сигнал. Впрочем, дальность приема зависит не только от передатчика, но и от приемника.
Вместо куска провода можно подключить проволочный штырь или даже телескопическую антенну.
Резисторы можно использовать любого типа.
Конденсаторы неполярные керамические. Транзистор КТ3102 можно использовать с любым буквенным индексом. Можно заменить его каким-либо импортным аналогом. Перед первым включением проверьте правильность монтажа. Подключите источник питания и источник сигнала. Источником питания может быть как два элемента «ААА» напряжением по 1,5V, так и выход лабораторного источника питания напряжением 3V.
Подключите антенну. Антенной, как уже сказано, может быть любой кусок монтажного провода. В принципе, если располагать передатчик очень близко к приемнику, то можно и вообще обойтись без антенны, вполне будет достаточно излучения катушки L1.
Штекер включите в телефонное гнездо МП3 плеера, в то время когда он воспроизводит музыкальный файл. Регулятор громкости установите на максимальное значение.
Включив питание радиоадаптера, расположите его рядом с приемником и попробуйте поймать сигнал, настраивая приемник в диапазоне 88-108 MHz или 64-73MHz, в зависимости от того, какая у адаптера катушка L1 (написано выше).
Далее может быть три случая, вы успешно «поймали» сигнал передатчика на приемник, приему не мешают радиовещательные станции, качество звука хорошее. Если так, то все очень здорово и работу можно считать успешно завешенной.
Регулятором громкости МП3 плеера добейтесь наиболее хорошего качества звучания (минимум искажений и шума). Второй случай, сигнал то вы поймали, но рядом работает радиовещательная станция и настроиться на него сложно. Возьмите пинцет и подвигайте витки обмотки катушки L1. Сожмите их, раздвиньте.
Это приведет к тому, что частота, излучаемая радиоадаптером, изменится.
Затем, «поймайте» её приемником. Если теперь хорошо так и оставьте, если нет, повторите эту операцию еще и еще раз, сколько понадобится чтобы настроить радиоадаптер на удобную частоту. Ну и третий вариант, самый неудачный, принять сигнал не удается.
Если монтаж без ошибок, все детали исправны, транзистор запаян правильно, конденсаторы С4 и С5 именно такой номинальной емкости, как указано на схеме, то проблема скорее всего в том, что частота передатчика оказалась за пределами диапазона, в котором работает приемник.
Нужно принять меры к тому, чтобы частоту передатчика сместить в область принимаемого диапазона.
Сначала можно попробовать раздвинуть витки катушки L1, затем поискать сигнал, настраивая приемник. Если не получилось принять сигнал, сжать витки катушки L1 и повторить поиск сигнала. В том случае, если сжатие-растягивание витков катушки не помогает, нужно изменить емкость конденсатора С4.
Замените его другим конденсатором, например, на 10 pF, на 27 pF, на 36 pF, в общем, подбирайте емкость в пределах 10-50 пФ, пока не найдете такую, при которой сигнал передатчика удается «поймать» приемником.
Ну а дальше, небольшим сжатием растяжением катушки L1 сместите частоту настройки передатчика в наиболее удобный участок диапазона, то есть, в наиболее пустой участок диапазона, где нет сигналов радиовещательных станций. На этом настройку можно завершить.
Источник: http://www.radiochipi.ru/fm-peredatchik/
Спасибо за ваше внимание к сайту нашим новым публикациям.