Modul emitator radio FM DSP PLL, 87-108 MHz, LCD, mod campus 76-108 MHz

Acest tutorial nu foloseste nicio placa de dezvoltare si niciun program. Modulul emitator FM DSP PLL (placa marcata LCD_FM_TX_V2.2.0) si un modul receptor FM DSP PLL cu LCD si iesire 2 x 3 W functioneaza fiecare singur, imediat dupa alimentare, si se regleaza din butoane sau din butoane rotative. Aici le folosim impreuna, ca o legatura audio fara fir. Emitatorul primeste sunetul de la calculator prin cablul micro USB, iar receptorul il reda pe doua difuzoare.

Perechea se foloseste in proiecte de difuzare audio pe distanta scurta, de exemplu muzica de la calculator in alta camera, un microfon fara fir sau un sistem simplu de interfon. Emitatorul are putere de iesire de 100 mW, iar receptorul are amplificator propriu pentru difuzoare de 4 ohmi.

Cum functioneaza:

Emitatorul genereaza o purtatoare radio pe frecventa aleasa si o modifica in ritmul sunetului, adica foloseste modulatie in frecventa (FM). Circuitul PLL (bucla de faza blocata) tine purtatoarea exact pe frecventa afisata, deci semnalul nu deriva. Procesorul digital de semnal (DSP) pregateste sunetul inainte de modulare. Receptorul face operatia inversa. Se acordeaza pe aceeasi frecventa, extrage sunetul din purtatoare, il amplifica si il trimite la difuzoare.

Antena are lungimea de 75 cm pentru ca antena cea mai simpla este un sfert de lungime de unda. Lungimea de unda in metri se calculeaza cu formula 300 / f, unde f este frecventa in MHz. La 100 MHz rezulta 300 / 100 = 3 m, iar un sfert este 0.75 m, adica 75 cm. La 87 MHz sfertul de unda este de circa 86 cm, iar la 108 MHz de circa 69 cm. Antena de 75 cm se potriveste deci bine pe toata banda. Folositi-o complet extinsa, la ambele module.

Banda de lucru are doua variante. In varianta standard (C0) modulele acopera 87.0 - 108.0 MHz. In varianta extinsa de campus (C1) acopera 76.0 - 108.0 MHz. Emitatorul si receptorul trebuie sa fie in aceeasi varianta, altfel receptorul nu poate fi acordat pe frecventa de sub 87.0 MHz pe care emite emitatorul.

Consumul se calculeaza simplu. Emitatorul consuma 35 mA la 5 V, deci circa 0.175 W, putere pe care o ofera usor portul USB al calculatorului. Receptorul consuma circa 60 mA la volum minim si pana la 1000 mA la volum maxim. De aceea sursa lui trebuie sa poata livra 1 A. O celula 18650 de 2500 mAh (valoare orientativa) ar tine teoretic circa 41 de ore la 60 mA, dar doar circa 2.5 ore la 1000 mA.

Conectare:

Emitatorul se alimenteaza la 5 V din portul USB al calculatorului, prin cablul USB-A la micro USB, iar calculatorul il vede ca placa de sunet. Receptorul se alimenteaza de la o singura celula Li-ion 18650 (3.0 - 4.2 V), montata intr-un suport, tensiune aflata in domeniul 3.0 - 5.0 V al modulului. Semnalele sunt analogice si radio, deci nu exista niveluri logice, convertor de nivel sau rezistente pull-up de ales. Pinii seriali TX, RX si GND ai emitatorului nu se folosesc in acest montaj.

Respectati marcajul - si + serigrafiat pe placa receptorului, fiindca ordinea bornelor din desen poate diferi usor de cea a placii dumneavoastra. Nu folositi doua celule Li-ion in serie, pentru ca 7.4 V depasesc limita de 5.0 V si distrug receptorul. Nu folositi nici un incarcator de telefon nefiltrat ca sursa, deoarece zgomotul lui ajunge in sunet.

Daca doriti alimentare de la baterie la emitator, conectati o baterie de 3.0 - 5.0 V la padurile - si + din stanga sus a placii, respectand polaritatea. Sursa audio, de exemplu un telefon, se leaga atunci la intrarea LINE.

Configurare:

Fiecare modul se regleaza separat, din butoanele lui. Emitatorul are cinci butoane (VOL-, VOL+, FRE-, FRE+, PAUSE), iar receptorul are doua butoane rotative cu apasare (VOL si FRE). Ultima frecventa si ultimul volum raman in memorie si dupa oprirea alimentarii, deci nu trebuie reglate la fiecare pornire.

Schimbarile de banda si de iluminare la receptor se aplica dupa repornire si se pastreaza in memorie. Repetati procedura ca sa reveniti la setarea anterioara. Valoarea de fabrica este banda standard C0, adica 87.0 - 108.0 MHz.

Exemplu de utilizare:

Scopul exemplului este sa redati pe doua difuzoare, in alta incapere, sunetul calculatorului. Montati celula 18650 in suport si conectati totul ca in schema de mai sus, dar lasati deocamdata suportul fara celula.

Conectati cablul micro USB intre emitator si calculator. LCD-ul emitatorului se aprinde si afiseaza frecventa. Verificati ca ambele module sa fie in aceeasi banda. Pentru acest exemplu lasati C0 la ambele, adica 87.0 - 108.0 MHz.

Alegeti o frecventa libera, de exemplu 100.0 MHz. Pe emitator folositi apasarea lunga pe FRE+ pana ajungeti in apropiere, apoi apasari scurte pentru pasi de 0.1 MHz. Setati volumul emitatorului la circa 20 din 30 de trepte cu VOL+.

In setarile de sunet ale calculatorului alegeti ca iesire audio dispozitivul USB nou aparut, apoi porniti o melodie. Introduceti celula in suport. Receptorul porneste, iar LCD-ul arata frecventa. Rotiti butonul FRE pana cand afisajul indica 100.0 MHz. Dupa ce se aude melodia, cresteti treptat volumul din butonul VOL.

Daca sunetul este slab, crestem volumul receptorului si nu pe cel al emitatorului peste 20 din 30 de trepte, deoarece un nivel prea mare la emitator poate distorsiona sunetul. Daca vreti sa opriti temporar sunetul, apasati PAUSE pe emitator sau apasati butonul VOL al receptorului.

Probleme frecvente:

Receptorul reda doar zgomot. Cauza obisnuita este o frecventa diferita sau o banda diferita. Rezolvarea este sa verificati ca ambele LCD-uri arata aceeasi frecventa, apoi sa verificati litera C0 sau C1 la repornire, pentru ca modulele sa fie in aceeasi banda. Daca frecventa este ocupata de un post local, alegeti alta.

Nu se aude nimic, desi frecventele coincid. Calculatorul poate reda sunetul pe alta iesire, iar emitatorul poate fi pe mute. Selectati dispozitivul USB audio ca iesire in setarile de sunet si apasati PAUSE pe emitator pana dispare starea mute. Verificati si volumul din ambele module.

Sunetul se intrerupe sau apare fosnet. De obicei antenele sunt strinse sau lipsesc, ori sursa de alimentare produce zgomot. Extindeti complet antenele de 75 cm si indepartati-le de obiecte metalice. La receptor folositi baterie sau o sursa stabilizata si filtrata, nu un incarcator de telefon.

Semnalul slab dispare complet. Squelch-ul automat al receptorului taie semnalele slabe daca pragul este prea mare. Apasati butonul FRE al receptorului, ca sa opriti functia sau sa reduceti pragul intre 0 si 20.

Receptorul se opreste sau se reporneste la volum mare. La volum maxim consumul urca pana la 1000 mA, iar o celula descarcata sau un suport slab nu mai tine tensiunea peste 3.0 V. Folositi o celula incarcata si fire scurte, iar daca problema ramane, reduceti volumul.

Difuzoarele raman mute. Daca in mufa pentru casti este introdus ceva, receptorul opreste automat difuzoarele. Scoateti stecherul din mufa. Verificati si ca difuzoarele sa fie de 4 ohmi si sa fie legate la bornele SP+_1, SP-_1, SP+_2 si SP-_2.

Limitari si sfaturi:

Emitatorul are putere de 100 mW, deci raza de actiune este mica si depinde mult de pereti, de antena si de zgomotul radio din zona. Raspunsul in frecventa este de 50 Hz - 18 kHz, iar raportul semnal-zgomot este de minimum 30 dB. Este suficient pentru voce si muzica de zi cu zi, dar nu pentru ascultare de inalta fidelitate. Emisia in banda FM este reglementata, asa ca informati-va despre regulile locale si folositi montajul pe distanta mica, pe o frecventa libera.

Receptorul ofera 3 W pe canal, numai pe difuzoare de 4 ohmi. Pentru acest lucru foloseste o sursa care poate da 1 A si o celula Li-ion cu tensiune intre 3.0 si 4.2 V. Pastrati emitatorul si difuzoarele receptorului la distanta, daca folositi microfonul emitatorului, pentru ca sunetul din difuzor intra in microfon si produce ecou.

Montajul se poate extinde. Emitatorul accepta sunet si prin intrarea LINE, de la un telefon, iar microfonul MIC il transforma in microfon fara fir. Emitatorul are si pini seriali TTL (TX, RX, GND) pe spate, pentru comanda de la un microcontroler. Receptorul are la randul lui interfata seriala TTL (UART_RX, UART_TX, GND), la 38400 baud, cu comenzi AT pentru frecventa, volum si squelch. Nivelul este TTL, deci de la un calculator se foloseste un adaptor USB-TTL.