FM-PLL-DSP-Radioempfängermodul, 87–108 MHz mit LCD, Campus-Modus 76–108 MHz, Stereoausgang 2×3 W

Dieses Tutorial verwendet das FM-Radioempfängermodul DSP PLL, 87-108 MHz, mit LCD und 2x3 W Stereoausgang zusammen mit dem FM-Radiosendermodul DSP PLL mit LCD. Wir verwenden keine Entwicklungsplatine und kein Programm, da beide Module ihren eigenen Controller, ihr eigenes LCD-Display und ihre eigenen Befehle haben und unabhängig von je einem Batteriehalter funktionieren.

Der Empfänger verfügt über einen integrierten Stereo-Verstärker und kann direkt auf zwei 4-Ohm-Lautsprecher abspielen. Der Sender überträgt den Ton vom Telefon, vom Computer oder vom eigenen Mikrofon in die Luft. Zusammen bilden sie eine kabellose Audioverbindung über kurze Entfernungen. Sie können für einen kabellosen Lautsprecher, ein kabelloses Mikrofon, einen Kamera-Monitor oder die Beschallung eines Klassenzimmers verwendet werden.

So funktioniert es:

Der Sender empfängt das Audiosignal, verarbeitet es digital mit dem DSP-Schaltkreis und moduliert es in Frequenz (FM) auf einer von Ihnen gewählten Frequenz. Der PLL-Synthesizer hält die Frequenz stabil, ohne dass sie mit der Temperatur oder mit der Zeit abweicht. Die Sendeleistung beträgt 100 mW und der übertragene Audiobereich ist 50 Hz - 18 kHz.

Der Empfänger macht den umgekehrten Weg. Die Antenne bringt das FM-Signal, der DSP-Schaltkreis demoduliert und dekodiert es stereo, und der integrierte Verstärker liefert 2 x 3 W auf 4-Ohm-Lautsprecher oder 500 mW auf Kopfhörer. Ein digitales, in 20 Stufen einstellbares Squelch-System schaltet den Ton ab, wenn das Signal zu schwach ist, damit Sie das Rauschen zwischen den Radiosendern nicht hören.

Die Frequenz wird in 0,1 MHz Schritten eingestellt. Im Standardbereich 87,0 - 108,0 MHz gibt es (108,0 - 87,0) / 0,1 + 1 = 211 mögliche Frequenzen. Mit aktiviertem Campus-Modus wird der Bereich zu 76,0 - 108,0 MHz, das heißt (108,0 - 76,0) / 0,1 + 1 = 321 Frequenzen. Der Sender und der Empfänger müssen die gleiche Frequenz und die gleiche Bandeinstellung (C0 oder C1) haben, sonst hören sie sich nicht gegenseitig.

Die Campus-Einstellung ist wichtig, auch wenn die gewählte Frequenz im Standardbereich liegt. Ein Modul mit C0 und eines mit C1 sind nicht gleich konfiguriert. Daher sollten Sie für den ersten Test C0 auf beiden Modulen einstellen und die Frequenz zwischen 87,0 und 108,0 MHz wählen.

Anschluss:

Jedes Modul hat seinen eigenen 3 x AA Batteriehalter, der 4,5 V liefert, im zulässigen Bereich von 3,0 - 5,0 VDC. Batterien sind die richtige Wahl, da sie kein Schaltrauschen beim Empfang verursachen. Verwenden Sie keine Telefonladegeräte oder andere ungefilterte Schaltnetzteile. Überschreiten Sie nicht 5,0 V und beachten Sie die Polarität. Wählen Sie für den Empfänger eine Stromquelle, die mindestens 1 A liefern kann, da der Stromverbrauch bei hoher Lautstärke mit Lautsprechern stark ansteigt. Die Audioanschlüsse der Module verwenden keine Logikpegel, daher ist kein Pegelwandler, Widerstände oder separate Signalversorgung erforderlich.

Verbinden Sie die SP- Pins des Empfängers nicht mit der Masse und verbinden Sie sie nicht miteinander. Die Lautsprecherausgänge sind in Brückenschaltung, und ein SP- Pin, der auf Masse liegt, kann den Verstärker beschädigen. Jeder Lautsprecher verwendet beide Pins seines Paares, SP+ und SP-. Überprüfen Sie die Pad-Bezeichnungen auf dem Siebdruck der Platine vor dem Löten, da die Reihenfolge in der Zeichnung geringfügig von der auf der Platine abweichen kann.

Konfiguration:

Der Empfänger wird von zwei Drehreglern mit Druckknopf gesteuert, die mit FRE und VOL gekennzeichnet sind. Die Einstellungen werden automatisch gespeichert, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, daher kehrt das Modul beim nächsten Einschalten auf die gleiche Frequenz, Lautstärke und die gleichen Optionen zurück. Die folgende Tabelle zeigt die Aktionen des Empfängers.

Um den Campus-Modus auf dem Empfänger zu ändern, trennen Sie die Stromversorgung, drücken Sie den Drehregler VOL und halten ihn gedrückt, schließen Sie die Stromversorgung wieder an und warten Sie, bis C0 oder C1 auf dem LCD angezeigt wird. Wiederholen Sie den Vorgang, um zum vorherigen Wert zurückzukehren. Die Einstellung tritt beim Neustart in Kraft. Die Hintergrundbeleuchtung wird auf die gleiche Weise mit dem FRE Drehregler geändert.

Der Sender wird mit Tasten gesteuert, und die folgende Tabelle zeigt deren Funktionen.

Der Sender wählt die Audioquelle automatisch. Ein Kabel in der 3,5 mm LINE Buchse liefert Stereoeingabe. Ein USB-Kabel zum Computer verwandelt ihn in eine Soundkarte mit dem Namen CD002, das LCD zeigt PC und das Modul wird über USB mit Strom versorgt. Ohne eines von beiden verwendet es sein eigenes Mikrofon in Mono.

Verwendungsbeispiel:

Wir werden Musik vom Telefon auf einen Stereo-Lautsprecher auf der Frequenz 87,5 MHz mit deaktiviertem Campus-Modus auf beiden Modulen übertragen.

Legen Sie die Batterien in die beiden Halter ein, verbinden Sie den Sender aber noch nicht. Schalten Sie den Empfänger ein und überprüfen Sie, ob das LCD C0 anzeigt. Drehen Sie den FRE Drehregler und suchen Sie nach einer freien Frequenz, d.h. einer, bei der nur Hintergrundrauschen zu hören ist. Wenn 87,5 MHz von einem lokalen Sender besetzt ist, wählen Sie eine andere freie Frequenz und verwenden Sie diese im restlichen Beispiel.

Schalten Sie den Sender ein und überprüfen Sie, ob das LCD C0 anzeigt. Drücken Sie FRE+ oder FRE-, bis auf dem Display 87,5 MHz angezeigt wird. Verbinden Sie das Telefon mit einem 3,5 mm Klinkenkabel mit der LINE Buchse und starten Sie die Musik mit einer Lautstärke des Telefons von etwa drei Vierteln.

Stellen Sie am Empfänger die Frequenz mit dem FRE Drehregler auf 87,5 MHz ein und erhöhen Sie die Lautstärke mit dem VOL Drehregler auf etwa 15 von 30. Nach einigen Sekunden sollte die Musik auf beiden Lautsprechern zu hören sein, und das LCD des Empfängers sollte Stereoempfang anzeigen.

Stellen Sie dann die endgültige Lautstärke mit dem VOL Drehregler des Empfängers ein. Passen Sie die Lautstärke des Senders nur an, wenn der Ton verzerrt oder zu leise ist. Halten Sie die Module beim ersten Test einige Meter voneinander entfernt und entfernen Sie sie dann schrittweise, um zu sehen, wie weit der klare Empfang reicht.

Häufige Probleme:

Aus den Lautsprechern kommt ein Summen oder ein kontinuierliches Rauschen. Die häufigste Ursache ist die Stromversorgung über ein Telefonladegerät oder eine andere ungefilterte Schaltnetzstelle, deren Rauschen beim Empfang durchkommt. Wechseln Sie zu Batterien oder einer stabilisierten und gefilterten Stromquelle.

Der Empfänger gibt keinen Ton ab, obwohl der Sender sendet. Überprüfen Sie zunächst, ob die Frequenz und die C0- oder C1-Einstellung auf beiden Modulen gleich sind. Überprüfen Sie dann, dass keine Kopfhörer in der Earplugs-Buchse stecken, da die Lautsprecherausgabe automatisch abgeschaltet wird, und dass der Ton nicht stummgeschaltet ist. Wenn das Squelch aktiv ist, senken Sie den Schwellenwert oder schalten Sie ihn aus, da ein hoher Schwellenwert schwache Signale blockiert.

Der Ton verzerrt sich oder das Modul wird zurückgesetzt, wenn Sie die Lautstärke erhöhen. Die Stromversorgung kann den vom Verstärker bei hoher Lautstärke geforderten Strom nicht liefern. Verwenden Sie frische Batterien oder eine Stromquelle, die mindestens 1 A liefern kann, und senken Sie die Lautstärke.

Ein Lautsprecher macht keinen Ton oder der Verstärker wird heiß. Überprüfen Sie, dass beide Pins jedes Paares SP_R und SP_L nur mit ihrem Lautsprecher verbunden sind und dass kein SP- Pin die Masse oder einen anderen SP- Pin berührt. Verwenden Sie Lautsprecher mit 4 Ohm, nicht mit niedrigerer Impedanz.

Der Empfang ist schwach oder es ist viel Rauschen zu hören. Erweitern Sie die 75 cm Teleskopantennen auf beiden Modulen vollständig und verlegen Sie sie von Kabeln, Schaltnetzteilen oder anderen elektronischen Geräten weg. Vergrößern Sie den Abstand zwischen den beiden Modulen nur, wenn der Empfang bei sehr kurzen Entfernungen gesättigt ist.

Die Hintergrundbeleuchtung schaltet sich von selbst aus. Dies ist normales Verhalten im B0-Modus. Für permanentes Licht wechseln Sie mit dem Verfahren aus dem Konfigurationsabschnitt zu B1 und starten Sie das Modul neu.

Einschränkungen und Tipps:

Die FM-Ausstrahlung hat 100 mW und eine Reichweite von etwa zehn Metern in freiem Gelände, kleiner in Gebäuden mit dicken Wänden. Die Qualität ist für Musik und Sprache geeignet, aber nicht für hochwertige Wiedergabe mit einem Audiobereich von 50 Hz - 18 kHz und einem Signal-Rausch-Verhältnis von mindestens 30 dB. Wählen Sie eine freie Frequenz und beachten Sie die örtlichen Vorschriften für Funkausstrahlung.

Der Empfängerverstärker liefert 2 x 3 W auf 4-Ohm-Lautsprechern und 500 mW auf Kopfhörern. Für einen stärkeren Lautsprecher verwenden Sie den Kopfhörerausgang als Signalquelle für einen externen Verstärker.

Der Empfänger hat auch eine serielle UART-Schnittstelle auf TTL-Ebene mit den Pads TX, RX und GND, Geschwindigkeit 38400 bps und AT-Befehle für Frequenz, Lautstärke, Campus-Modus und Squelch-Schwellenwert. Sie können diese mit einem Mikrocontroller oder einem USB-TTL-Adapter verwenden, zum Beispiel Arduino, ESP32, STM32 oder Raspberry Pi, wenn Sie die Abstimmung automatisieren möchten. Überprüfen Sie die Logikebene der Platine, an die Sie sie anschließen, da die Schnittstelle des Moduls TTL ist.

Für einen Sender, der ständig läuft, speisen Sie ihn vom USB des Computers oder von einem guten Netzadapter, und verwenden Sie für den tragbaren Empfänger Batterien. Für ein kabelloses Mikrofon lassen Sie den Sender ohne LINE-Kabel und ohne USB, damit er sein eigenes Mikrofon verwendet, und stellen Sie die Lautstärke für einen klaren Ton ein.