mit dem Baustein "FM-RM1" von ELV
NEU: Jetzt auch in einer Version mit Sprachausgabe angewählter Frequenzen ( siehe unten )
im Aufbau
Stand: 17.
Januar 2017
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Nachdem Bausteine verfügbar wurden,
die den Aufbau von FM-Rundfunkempfängern stark vereinfachten,
hatte ich mich schon mehrfach mit entsprechenden Projekten
beschäftigt. Besonders interessant schien mir in diesem
Zusammenhang der seit einiger Zeit von Fa, ELV angebotene Baustein
"FM-RM1" [1] zu sein. Zu seinen besonderen Merkmalen gehören neben
dem eigentlichen leistungsfähigen FM-Empfangsteil auch noch ein
integrierter RDS-Decoder und ein stereotauglicher
NF-Leistungsverstärker. Zur Komplettierung als vollständiger
Empfänger ist somit lediglich noch eine geeignete Steuer- und
Anzeigeeinheit erforderlich. Zur Steuerung bietet sich der Einsatz
eines ARDUINO-Mikrocontrollerboards "ProMini" in der 5V-Version an. Ein
in seinem Flash-Speicher ablegbares Programm ist zur Steuerung des
FM-RM1-Bausteins über dessen I2C-Datenschnittstelle
geeignet.
Abb.1 Empfänger-Gesamtanordnung
Anm.: Im einfachsten Fall ist auch ein Betrieb ohne OLED-Display möglich
Das Nutzungsverhalten für derartige
Empfänger ist sicherlich
sehr unterschiedlich. Nachdem er in meinem Fall aber fast
ausschliesslich an einem konstanten Standort betrieben werden und dabei
auch nur relativ wenige favorisierte Programme einstellbar sein
mussten, wurde das Abstimmkonzept speziell darauf abgestimmt. Mit einem
normalen Potentiometer lassen sich somit nur 10 verschiedene, vorher
fest im Programmcode abgelegte ( von anderen Anwendern aber
natürlich an ihre Bedürfnisse anpassbaren ) UKW-Frequenzen
aufrufen. Wird ein
Abstimmknopf mit Markierung benutzt, so genügt im einfachsten Fall
eine kleine Skala mit zugeordneten Stationsnamen. Eleganter ist eine
Stationsanzeige via Display. Hierfür ist die
zusätzliche Anschaltug eines über seinen I2C-Bus gesteuerten
0.96"-OLED-Displays* möglich. Neben der Frequenzanzeige bietet
diese Lösung zusätzlich auch noch eine Anzeige von RDS-Daten.
ACHTUNG: Es gibt Versionen von 0.96" OLED-Displays, bei denen die Anordnung der 4 Anschlusspins von der in Abb.1 eingezeichneten Reihenfolge abweicht. Falschbeschaltung führt in der Regel aber zur sofortigen Zerstörung des OLED's, deshalb immer Pinanordnung beachten!
Abb.1 Empfänger-Gesamtanordnung
Anm.: Im einfachsten Fall ist auch ein Betrieb ohne OLED-Display möglich
ACHTUNG: Es gibt Versionen von 0.96" OLED-Displays, bei denen die Anordnung der 4 Anschlusspins von der in Abb.1 eingezeichneten Reihenfolge abweicht. Falschbeschaltung führt in der Regel aber zur sofortigen Zerstörung des OLED's, deshalb immer Pinanordnung beachten!
Abb.2 Versuchsaufbau
NEU: Version mit Sprachausgabe angewählter Frequenzen
Muster einiger
Sprachausgaben ( Frequenzansagen auf neuen Radiofrequenzen
erfolgen immer erst nach manueller Tastenbetätigung ) Nachdem mir eine sehbehinderte Bekannte von ihren Problemen mit der schnellen Identifikation angewählter Radiosender berichtet hatte, kam mir die Idee, in Ergänzung zu obigen Projekt auch noch eine Version mit Sprachausgabe eingestellter Frequenzen zu realisieren. Dabei sollte wieder der auch schon für frühere Projekte benutzte Sprachspeicherbaustein "DFPlayer" von Fa. DFRobot [4], [5] zum Einsatz kommen. Ursprünglich war beabsichtigt, die Frequenzansagen immer schon automatisch beim Abstimmen zu starten, aber das erwies sich schnell als wenig praktikabel, so dass die eingestellten Frequenzen inzwischen nur noch nach Tasterbetätigung gesprochen werden. Dazu hatte sich die Verwendung des Drucktasters angeboten, so wie er als Bestandteil des zur Frequenzabstimmung benutzen Drehgebers ohnehin vorhandenen war.
Abb.3 Gesamtanordnung der Empfängeranordnung mit Sprachausgabe
Gegenüber der
Basisversion ergeben sich für die "sprechende Version" einige
Änderungen bzw. Erweiterungen. Hinzugekommen ist zuerst einmal der
schon erwähnte Sprachchip "DFPlayer". Auf der zugehörigen
Micro-SD-Speicherkarte sind die für die jeweilige
Anwendung benötigten Sprachsegmente als MP3-Files abgelegt.
Programmgesteuert
werden sie nach Betätigung der Speak-Taste in der jeweils
erforderlichen Reihenfolge aufgerufen. An den
Line-Ausgängen des Sprachspeicherchips stehen sie daraufhin als
Tonsequenzen zur Verfügung. Zur
Weiterverarbeitung sind diese Ausgänge mit den externen
Audioeingängen des
Radiobausteins "FM-RM1" verbunden. Gesteuert vom Prozessor erfolgt
dabei jeweils für die Zeit der Sprachausgabe eine Umschaltung der
Signale vom Radio-, in den Mode mit Benutzung der externen
Eingänge. Linker und
rechter Kanal werden für diese Anwendung zusammengeschaltet.
Abb.4 realisierter Aufbau des FM-Empfängers in der Sprachausgabeversion
( anklicken für Darstellung in voller Grösse )
Abb.4 zeigt den
Musteraufbau des FM-Empfägers in der Version mit Frequenzansage.
Die hierfür entworfenen Platinen sind nach Weglassen der nur
hierfür benötigten Bauteile natürlich auch für die
OLED-Variante gem. Abb.1 verwendbar.
Versorgung aus einem 3.7V-LiPo-Akku
Soll die
Empfängeranordnung aus einem handelsüblichen 3.7V-LiPo-Akku
betrieben werden, so bietet sich die Verwendung eines Step-Up-Wandlers
an. Dafür habe ich aus meinem Vorrat den Typ "PRT-09290" von Fa.
SPARKFUN eingesetzt. Bei einem Eingangsspannungsbereich von
1,1-4,5V liefert er 5V bei max. 300mA Belastbarkeit und ist für
unser Projekt somit gut geeignet. Leider wurde dieser Typ vom
Hersteller aber inzwischen abgekündigt, so dass sich künftige
Interessenten vermutlich nach einem Ersatztyp umsehen müssen.
Dabei hat beispielsweise Fa. Watterott [3] einige 5V-Step-Up-Wandler im
Angebot.
Bei der
Auswahl eines geeigneten Wandlertyps ist zu beachtem, dass die
Stromaufnahme der Empfängeranordnung bei Verwendung von
Lautsprechern immer auch lautstärkeabhängig ist. Die
folgende Tabelle dient dabei der Groborientierung:
| Betriebsmodus |
ca. Stromaufnahme |
| Stereo
Kopfhörerbetrieb |
110mA |
| Mono-Lspr.
mittl. Lautstärke |
bis
zu 150mA |
| Mono-Lspr.
max. Lautstärke |
bis
zu 200mA |
| Stereo-Lspr.
max. Lautstärke |
bis zu 300mA |
Nachbau
An dieser Stelle
werden in Kürze alle verwendeten Softwareversionen
und auch ein Satz der benötigten MP3-Sprachfiles herunterladbar
sein. Für die Basisversion gibt es noch je
eine Variante für den
Betrieb mit oder ohne OLED-Displaynutzung. Begründet wird das damit, dass
der Aufruf anzuzeigender RDS-Daten immer ein wenig zusätzliche
Zeit benötigt, was während der Abstimmvorgänge etwas
hinderlich ist. Daher gibt es auch eine Version für den
Betrieb ohne Display. Hierbei muss keine Rücksicht auf ankommende
RDS-Daten genommen werden, so dass sie einen
schnelleren Stationswechsel erlaubt.
Linkliste
[1] http://www.elv.de/elv-fm-receiver-modul-mit-si4705-fm-rm1-bausatz.html
[2] https://www.sparkfun.com/products/retired/8290
[3] http://www.watterott.com/index.php?page=search&page_action=query&desc=on&sdesc=on&keywords=5v+step-up&x=0&y=0
[2] https://www.sparkfun.com/products/retired/8290
[3] http://www.watterott.com/index.php?page=search&page_action=query&desc=on&sdesc=on&keywords=5v+step-up&x=0&y=0
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