Modulo trasmettitore radio FM DSP PLL, 87-108 MHz, LCD, modalità campus 76-108 MHz

Questo tutorial non utilizza nessuna scheda di sviluppo e nessun programma. Il modulo trasmettitore FM DSP PLL (scheda contrassegnata LCD_FM_TX_V2.2.0) e un modulo ricevitore FM DSP PLL con LCD e uscita 2 x 3 W funzionano ciascuno autonomamente, subito dopo l'alimentazione, e si regolano da pulsanti o manopole rotative. Qui li utilizziamo insieme, come collegamento audio senza fili. Il trasmettitore riceve il suono dal computer attraverso il cavo micro USB, mentre il ricevitore lo riproduce su due altoparlanti.

La coppia si utilizza in progetti di diffusione audio a breve distanza, per esempio musica dal computer in un'altra stanza, un microfono senza fili o un semplice sistema citofono. Il trasmettitore ha una potenza di uscita di 100 mW, mentre il ricevitore ha un amplificatore proprio per altoparlanti da 4 ohm.

Come funziona:

Il trasmettitore genera una portante radio alla frequenza scelta e la modifica al ritmo del suono, cioè utilizza modulazione in frequenza (FM). Il circuito PLL (anello ad aggancio di fase) mantiene la portante esattamente alla frequenza visualizzata, quindi il segnale non deriva. Il processore digitale di segnale (DSP) prepara il suono prima della modulazione. Il ricevitore esegue l'operazione inversa. Si sintonizza sulla stessa frequenza, estrae il suono dalla portante, lo amplifica e lo invia agli altoparlanti.

L'antenna ha una lunghezza di 75 cm perché l'antenna più semplice è un quarto della lunghezza d'onda. La lunghezza d'onda in metri si calcola con la formula 300 / f, dove f è la frequenza in MHz. A 100 MHz risulta 300 / 100 = 3 m, e un quarto è 0,75 m, cioè 75 cm. A 87 MHz il quarto d'onda è circa 86 cm, mentre a 108 MHz è circa 69 cm. L'antenna da 75 cm si adatta quindi bene su tutta la banda. Utilizzetela completamente estesa, su entrambi i moduli.

La banda di lavoro ha due varianti. Nella variante standard (C0) i moduli coprono 87,0 - 108,0 MHz. Nella variante estesa campus (C1) coprono 76,0 - 108,0 MHz. Il trasmettitore e il ricevitore devono essere nella stessa variante, altrimenti il ricevitore non può sintonizzarsi sulla frequenza inferiore a 87,0 MHz su cui trasmette il trasmettitore.

Il consumo si calcola semplicemente. Il trasmettitore consuma 35 mA a 5 V, quindi circa 0,175 W, potenza che la porta USB del computer fornisce facilmente. Il ricevitore consuma circa 60 mA a volume minimo e fino a 1000 mA a volume massimo. Per questo motivo la sua alimentazione deve poter fornire 1 A. Una cella 18650 da 2500 mAh (valore indicativo) terrebbe teoricamente circa 41 ore a 60 mA, ma solo circa 2,5 ore a 1000 mA.

Collegamento:

Il trasmettitore si alimenta a 5 V dalla porta USB del computer, tramite il cavo USB-A a micro USB, e il computer lo vede come una scheda audio. Il ricevitore si alimenta da una singola cella Li-ion 18650 (3,0 - 4,2 V), montata in un supporto, tensione che rientra nel dominio 3,0 - 5,0 V del modulo. I segnali sono analogici e radio, quindi non esistono livelli logici, convertitore di livello o resistenze pull-up da scegliere. I pin seriali TX, RX e GND del trasmettitore non si utilizzano in questo montaggio.

Rispettate la marcatura - e + serigrafata sulla scheda del ricevitore, perché l'ordine dei morsetti nel disegno può differire leggermente da quello della vostra scheda. Non utilizzate due celle Li-ion in serie, perché 7,4 V superano il limite di 5,0 V e distruggono il ricevitore. Non utilizzate nemmeno un caricabatterie per telefono non filtrato come sorgente, perché il suo rumore entra nel suono.

Se desiderate alimentazione a batteria per il trasmettitore, collegare una batteria da 3,0 - 5,0 V ai pad - e + in alto a sinistra della scheda, rispettando la polarità. La sorgente audio, per esempio un telefono, si collega allora all'ingresso LINE.

Configurazione:

Ogni modulo si regola separatamente, dai suoi pulsanti. Il trasmettitore ha cinque pulsanti (VOL-, VOL+, FRE-, FRE+, PAUSE), mentre il ricevitore ha due manopole rotative con pressione (VOL e FRE). L'ultima frequenza e l'ultimo volume rimangono in memoria e dopo lo spegnimento dell'alimentazione, quindi non è necessario regolarli a ogni accensione.

I cambiamenti di banda e di illuminazione sul ricevitore si applicano dopo il riavvio e si conservano in memoria. Ripetete la procedura per tornare all'impostazione precedente. Il valore di fabbrica è la banda standard C0, cioè 87,0 - 108,0 MHz.

Esempio di utilizzo:

Lo scopo dell'esempio è riprodurre su due altoparlanti, in un'altra stanza, il suono del computer. Montate la cella 18650 nel supporto e collegate tutto come nello schema sopra, ma lasciate per ora il supporto senza cella.

Collegate il cavo micro USB tra il trasmettitore e il computer. Il LCD del trasmettitore si accende e visualizza la frequenza. Verificate che entrambi i moduli siano nella stessa banda. Per questo esempio lasciate C0 su entrambi, cioè 87,0 - 108,0 MHz.

Scegliete una frequenza libera, per esempio 100,0 MHz. Sul trasmettitore utilizzate la pressione lunga su FRE+ fino a quando non vi avvicinate, poi pressioni brevi per passi di 0,1 MHz. Impostate il volume del trasmettitore a circa 20 su 30 livelli con VOL+.

Nelle impostazioni audio del computer scegliete come uscita audio il dispositivo USB appena apparso, quindi avviate una canzone. Inserite la cella nel supporto. Il ricevitore si accende e il LCD mostra la frequenza. Ruotate la manopola FRE fino a quando il display indica 100,0 MHz. Dopo che si sente la canzone, aumentate gradualmente il volume dalla manopola VOL.

Se il suono è debole, aumentate il volume del ricevitore e non quello del trasmettitore oltre 20 su 30 livelli, perché un livello troppo alto al trasmettitore può distorcere il suono. Se volete fermare temporaneamente il suono, premete PAUSE sul trasmettitore oppure premete la manopola VOL del ricevitore.

Problemi frequenti:

Il ricevitore riproduce solo rumore. La causa solita è una frequenza diversa o una banda diversa. La soluzione è verificare che entrambi i LCD mostrino la stessa frequenza, quindi verificare la lettera C0 o C1 al riavvio, affinché i moduli siano nella stessa banda. Se la frequenza è occupata da una stazione locale, scegliete un'altra.

Non si sente nulla, sebbene le frequenze coincidano. Il computer potrebbe riprodurre il suono su un'altra uscita, e il trasmettitore potrebbe essere in mute. Selezionate il dispositivo audio USB come uscita nelle impostazioni audio e premete PAUSE sul trasmettitore fino a quando non scompare lo stato di mute. Verificate anche il volume da entrambi i moduli.

Il suono si interrompe o appare ronzio. Di solito le antenne sono serrate o mancano, oppure la fonte di alimentazione produce rumore. Estendete completamente le antenne da 75 cm e allontanatele da oggetti metallici. Sul ricevitore utilizzate la batteria o una sorgente stabilizzata e filtrata, non un caricabatterie per telefono.

Il segnale debole scompare completamente. Lo squelch automatico del ricevitore taglia i segnali deboli se la soglia è troppo alta. Premete la manopola FRE del ricevitore, per fermare la funzione o ridurre la soglia tra 0 e 20.

Il ricevitore si spegne o si riavvia a volume alto. A volume massimo il consumo sale fino a 1000 mA, e una cella scarica o un supporto scadente non mantiene la tensione sopra 3,0 V. Utilizzate una cella carica e fili corti, e se il problema persiste, riducete il volume.

Gli altoparlanti rimangono muti. Se nella presa per cuffie è inserito qualcosa, il ricevitore spegne automaticamente gli altoparlanti. Togliete la spina dalla presa. Verificate anche che gli altoparlanti siano da 4 ohm e collegati ai morsetti SP+_1, SP-_1, SP+_2 e SP-_2.

Limitazioni e consigli:

Il trasmettitore ha una potenza di 100 mW, quindi la portata è piccola e dipende molto dalle pareti, dall'antenna e dal rumore radio nella zona. La risposta in frequenza è 50 Hz - 18 kHz, e il rapporto segnale-rumore è minimo 30 dB. È sufficiente per voce e musica di tutti i giorni, ma non per ascolto di alta fedeltà. L'emissione in banda FM è regolamentata, quindi informatevi sulle norme locali e utilizzate il montaggio a breve distanza, su una frequenza libera.

Il ricevitore offre 3 W per canale, solo su altoparlanti da 4 ohm. Per questo utilizza una sorgente che può fornire 1 A e una cella Li-ion con tensione tra 3,0 e 4,2 V. Mantenete il trasmettitore e gli altoparlanti del ricevitore a distanza, se utilizzate il microfono del trasmettitore, perché il suono dell'altoparlante entra nel microfono e produce eco.

Il montaggio si può estendere. Il trasmettitore accetta suono anche dall'ingresso LINE, da un telefono, e il microfono MIC lo trasforma in microfono senza fili. Il trasmettitore ha anche pin seriali TTL (TX, RX, GND) sul retro, per comando da un microcontrollore. Il ricevitore ha a sua volta un'interfaccia seriale TTL (UART_RX, UART_TX, GND), a 38400 baud, con comandi AT per frequenza, volume e squelch. Il livello è TTL, quindi da un computer si utilizza un adattatore USB-TTL.