Modulo ricevitore radio FM DSP PLL, 87-108 MHz con LCD, modalità Campus 76-108 MHz, uscita stereo 2x3W

Questo tutorial utilizza il modulo ricevitore radio FM DSP PLL, 87-108 MHz, con LCD e uscita stereo 2x3 W, insieme al modulo trasmettitore radio FM DSP PLL con LCD. Non utilizziamo nessuna scheda di sviluppo e nessun programma, perché entrambi i moduli hanno il proprio controllore, il proprio display LCD e i propri comandi e funzionano da soli, ciascuno alimentato da un supporto per batterie.

Il ricevitore ha un amplificatore stereo integrato e può riprodurre direttamente su due altoparlanti da 4 ohm. Il trasmettitore invia nell'aria il suono dal telefono, dal computer o dal suo microfono proprio. Insieme formano un collegamento audio wireless su distanze brevi. Possono essere utilizzati per uno speaker wireless, un microfono wireless, un monitor per telecamera o per l'amplificazione audio di una sala classe.

Come funziona:

Il trasmettitore riceve il segnale audio, lo elabora digitalmente con il circuito DSP e lo modula in frequenza (FM) su una frequenza che voi scegliete. Il sintetizzatore PLL mantiene la frequenza stabile, senza deriva con la temperatura o nel tempo. La potenza di trasmissione è di 100 mW, mentre la banda audio trasmessa è 50 Hz - 18 kHz.

Il ricevitore fa il percorso inverso. L'antenna porta il segnale FM, il circuito DSP lo demodula e lo decodifica stereo, mentre l'amplificatore integrato fornisce 2 x 3 W su altoparlanti da 4 ohm o 500 mW su cuffie. Un squelch digitale, regolabile in 20 gradini, taglia il suono quando il segnale è troppo debole, in modo da non sentire il fischio di sottofondo tra le stazioni.

La frequenza si regola con passo di 0,1 MHz. Nella banda standard 87,0 - 108,0 MHz ci sono (108,0 - 87,0) / 0,1 + 1 = 211 frequenze possibili. Con la modalità Campus attivata la banda diventa 76,0 - 108,0 MHz, ovvero (108,0 - 76,0) / 0,1 + 1 = 321 frequenze. Il trasmettitore e il ricevitore devono avere la stessa frequenza e la stessa impostazione di banda (C0 o C1), altrimenti non si sentono.

L'impostazione Campus conta anche se la frequenza scelta è nella banda standard. Un modulo con C0 e uno con C1 non sono configurati allo stesso modo, quindi per il primo test impostate C0 su entrambi i moduli, e scegliete una frequenza tra 87,0 e 108,0 MHz.

Collegamento:

Ogni modulo ha il suo supporto per batterie 3 x AA, che fornisce 4,5 V, nell'intervallo consentito di 3,0 - 5,0 VDC. Le batterie sono una buona scelta perché non portano rumore di commutazione in ricezione. Non utilizzate caricabatterie di telefoni o altre fonti in commutazione non filtrate. Non superate 5,0 V e rispettate la polarità. Per il ricevitore scegliete una fonte che possa fornire almeno 1 A, perché a volume alto e con altoparlanti il consumo sale molto. I collegamenti audio dei moduli non utilizzano livelli logici, quindi non è necessario un convertitore di livello, resistenze o alimentazione separata del segnale.

Non collegate i pin SP- del ricevitore a massa e non legateli tra loro. Le uscite dell'altoparlante sono in ponte, e uno SP- messo a massa può danneggiare l'amplificatore. Ogni altoparlante utilizza entrambi i pin della sua coppia, SP+ e SP-. Verificate i nomi dei pad sulla serigrafia della scheda prima di saldarli, perché l'ordine nel disegno può differire leggermente da quello sulla scheda.

Configurazione:

Il ricevitore si comanda da due encoder rotativi con pulsante, contrassegnati FRE e VOL. Le impostazioni si conservano automaticamente quando si interrompe l'alimentazione, quindi al successivo avvio il modulo ritorna alla stessa frequenza, con lo stesso volume e le stesse opzioni. La tabella seguente raccoglie le azioni del ricevitore.

Per cambiare la modalità Campus sul ricevitore, scollegate l'alimentazione, premete e tenete premuto l'encoder VOL, ricollegatelo l'alimentazione e aspettate che appaia C0 o C1 sul LCD. Ripetete la procedura per tornare al valore precedente. L'impostazione entra in vigore al riavvio. L'illuminazione di sfondo si cambia allo stesso modo, con l'encoder FRE.

Il trasmettitore si comanda con pulsanti, e la tabella seguente mostra le loro funzioni.

Il trasmettitore sceglie da solo la sorgente audio. Un cavo nel connettore LINE da 3,5 mm fornisce ingresso stereo. Un cavo USB al computer lo trasforma in una scheda audio con il nome CD002, LCD mostra PC e il modulo si alimenta da USB. Senza nessuno di questi utilizza il suo microfono proprio, in mono.

Esempio di utilizzo:

Trasmetteremo musica dal telefono a uno speaker stereo, sulla frequenza 87,5 MHz, con la modalità Campus disattivata su entrambi i moduli.

Montate le batterie nei due supporti, ma non collegate ancora il trasmettitore. Alimentate il ricevitore e verificate che LCD mostra C0. Ruotate l'encoder FRE e cercate una frequenza libera, cioè una in cui si sente solo rumore di sottofondo. Se 87,5 MHz è occupata da una stazione locale, scegliete un'altra frequenza libera e utilizzatela al posto di quella in tutto l'esempio.

Alimentate il trasmettitore e verificate che LCD mostra C0. Premete FRE+ o FRE- finché sul display non appare 87,5 MHz. Collegate il telefono al connettore LINE con un cavo jack da 3,5 mm e avviate la musica, con il volume del telefono a circa tre quarti.

Sul ricevitore, portate la frequenza a 87,5 MHz con l'encoder FRE e alzate il volume con l'encoder VOL fino a un valore di circa 15 su 30. Dopo alcuni secondi la musica dovrebbe sentirsi su entrambi gli altoparlanti, e il LCD del ricevitore dovrebbe indicare ricezione stereo.

Regolate poi il volume finale dall'encoder VOL sul ricevitore. Regolate il volume del trasmettitore solo se il suono è distorto o troppo basso. Per la prima prova tenete i moduli a alcuni metri uno dall'altro, poi allontanateli gradualmente per vedere fino a dove rimane la ricezione pulita.

Problemi frequenti:

Dagli altoparlanti si sente un ronzio o un fruscio continuo. La causa usuale è l'alimentazione da un caricabatterie di telefono o da un'altra sorgente in commutazione non filtrata, il cui rumore passa in ricezione. Passate alle batterie o a una sorgente stabilizzata e filtrata.

Il ricevitore non emette alcun suono, anche se il trasmettitore trasmette. Verificate innanzitutto che la frequenza e l'impostazione C0 o C1 siano uguali su entrambi i moduli. Poi verificate che non ci sia una cuffia nel connettore Earplugs, perché l'uscita su altoparlanti si spegne automaticamente, e che il suono non sia su mute. Se lo squelch è attivo, abbassate la soglia o disattivatelo, perché una soglia alta taglia i segnali deboli.

Il suono si distorce o il modulo si resetta quando alzate il volume. La sorgente di alimentazione non può fornire la corrente richiesta dall'amplificatore a volume alto. Utilizzate batterie fresche o una sorgente che possa fornire almeno 1 A e abbassate il volume.

Un altoparlante non suona o l'amplificatore si surriscalda. Verificate che entrambi i pin di ogni coppia SP_R e SP_L siano collegati solo al loro altoparlante e che nessun SP- tocchi massa o un altro SP-. Utilizzate altoparlanti da 4 ohm, non di impedenza minore.

La ricezione è debole o si sente molto rumore. Estendete completamente le antenne telescopiche da 75 cm su entrambi i moduli e spostatele dai cavi, sorgenti in commutazione o altri apparecchi elettronici. Aumentate la distanza tra i due moduli solo se la ricezione è saturata a distanze molto brevi.

L'illuminazione di sfondo si spegne da sola. È il comportamento normale nella modalità B0. Per illuminazione permanente commutate a B1 con la procedura della sezione Configurazione, poi riavviate il modulo.

Limitazioni e suggerimenti:

L'emissione FM ha 100 mW e un raggio d'azione dell'ordine di decine di metri in campo aperto, più piccolo negli edifici con muri spessi. La qualità è appropriata per musica e voce, ma non per riproduzione ad alta fedeltà, con banda audio 50 Hz - 18 kHz e rapporto segnale-rumore di minimo 30 dB. Scegliete una frequenza libera e rispettate le normative locali sull'emissione radio.

L'amplificatore del ricevitore fornisce 2 x 3 W su altoparlanti da 4 ohm e 500 mW su cuffie. Per uno speaker più potente, utilizzate l'uscita cuffie come sorgente di segnale per un amplificatore esterno.

Il ricevitore ha anche un'interfaccia seriale UART a livello TTL, con i pad TX, RX e GND, velocità di 38400 bps e comandi AT per frequenza, volume, modalità Campus e soglia di squelch. Potete usarla con un microcontrollore o con un adattatore USB-TTL, ad esempio Arduino, ESP32, STM32 o Raspberry Pi, se volete automatizzare l'accordo. Verificate il livello logico della scheda a cui la collegate, perché l'interfaccia del modulo è TTL.

Per un trasmettitore che funziona continuamente, alimentatelo da USB dal computer o da un buon adattatore di rete, e per il ricevitore portatile utilizzate batterie. Per un microfono wireless, lasciate il trasmettitore senza cavo in LINE e senza USB, in modo da utilizzare il suo microfono proprio, e regolate il volume per un suono chiaro.