"mein Radio" Ein RDS-FM-Empfänger
mit dem Baustein "FM-RM1" von ELV
NEU:  Jetzt auch in einer Version mit Sprachausgabe angewählter Frequenzen ( siehe unten )
im Aufbau
Stand: 23. Januar 2016

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.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
[4] http://www.dfrobot.com/index.php?route=product/product&product_id=1121#.VaYs39CkViY
[5] http://www.komputer.de/zen/index.php?main_page=product_info&cPath=22&products_id=298

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