收音机:基于Atmega328-P和RDA5807M的FM收音机

下午好,亲爱的哈拉兹特里!

我叫Mikhail Matveev,我想提醒您一个基于Atmega328 MK和RDA5807M芯片的现代“无线电设计师”的项目。

背景知识


我认为你们中的许多人不仅听说过,而且还直接遇到了Arduino这样的平台。 而且,根据我的个人统计数据,几乎没有什么比LED闪烁更远的了。 当我第一次遇到Arduino时,我被一个事实打断了,当时我不知道如何精确地最大程度地使用同一UNO的所有功能。 仅够在两个轮子上安装一个简单的机器人和一个警报器。 但是,我想做些更彻底的事情。

然后我想起了我的童年时代,那时有所谓的“无线电设计师”。 苛刻的苏联DIY套件,通过正确的组装和正确的焊接,甚至可以开始工作,并且捕获了各种范围的广播电台:Youth,Electron-M等。



这些Kit'ov我都没有得到,但是得到了ECON-1:



这位设计师的主要“诀窍”是,借助它的帮助,可以快速简便地组装大量不同的设备,从简单的“高音扬声器”到成熟的无线电接收器。
ECON-1是我最终进入IT领域的众多原因之一。 在我看来,创建这样一个设计师的现代版本会很高兴,这样每个人都可以享受用自己的双手组装的设备。

电路板上的原型


我的朋友,一个才华横溢的工程师康斯坦丁·托马列夫斯基(Konstantin Tomarevsky)支持了这个想法,我们开始考虑如何制作第一个原型。

想法是创建一个可以通过MK控制的FM接收器。
第一个原型是在安装现场组装的,很明显它可以工作:)



对于第一个版本,选择了以下组件:

1. MK Atmega328P-PU
2. RDA5807M
3.诺基亚5110显示屏

这样的微控制器分别用于Arduino UNO,我们的设备在硬件级别与UNO兼容。

RDA5807M是我们设计师的“心脏”。 该调谐器具有以下功能:

-CMOS技术
-整体式外壳,几乎不需要外部组件
-频带:50-115 MHz
-频道之间的步进-200至25 kHz
-RDS / RBDS
-ADC和内置频率合成器
-自适应降噪
-数字接口(I2C)
-信号强度(RSSI)
-功放
-音量调节

诺基亚的显示屏为84x48像素的黑白。 连接和管理非常容易。

焊接到电路板上后,结果是这样的:



决定使用Arduino的Bootloader,这使我们能够保持与所有众多库的兼容性,并大大降低了已经拥有该平台经验的人们的入门门槛。
用户交互界面的实现如下。 通过电阻连接到MK的模拟输入的三个按钮用于切换模式和控制接收器。 另一个按钮用于重新启动MK。 屏幕相应地显示有关音量,电台等的信息。

LUT,光刻胶和调试


在电路板上成功进行测试之后,我们决定使用LUT方法(以及将来使用光刻胶)创建更多原型。 我们还决定通过在其中添加另一个声音放大器来改善接收器,以不仅连接耳机,还连接外部扬声器。 选择权在于PAM8403,它是一款简单且便宜的放大器,需要5V电源。

通过LUT方法制造的第一个原型如下所示:



对于在家中相对较快的原型制作来说,LUT是一件好事,但是当涉及到双面电路板时,困难就开始了。 板上的组件数量增加了-例如,我们决定在板上放置用于编程器的连接器,这样就无需每次都删除MK进行闪烁。 因此,随后的原型变成了双面,是通过光致抗蚀剂方法制成的,并且看上去更加美观:



组装中:



下一步是拒绝使用单行PIN放置在板上的“铰链”组件。 因此,决定用LM386N代替放大器,安装CD4050BE电平转换器。 所有这些使设计变得复杂,但该设备开始看起来好得多。

我们在家制作的最终原型看起来像这样:



PCB订单


在中国,您可以订购以工业方式生产的印刷电路板。 即使小批量运行,成本也相对较小,等待时间(包括交货)通常不超过2-3周。

在PCBWay上订购的第一个“批”板。 所以她看了看:



我们因经验不足而遇到的问题之一:金属化“吞噬”了孔本身大小的很大一部分,因此某些组件很难“配合”到所需的孔中。 设计电路时,必须考虑这一点。

根据测试结果,我们通过添加多个电容器进一步完善了设计,以使设备更稳定地运行。 我们收集了另一个原型:



USB端口用于为接收器供电。 连接编程器时也要供电。

一切正常!

韧体


我们还应该关注固件。 它是用C ++编写的,并根据GPLv3许可分发: https : //github.com/xtremespb/fm_receiver。我实际上不是用C / C ++开发的,因此(可能)代码很不理想,可能包含错误,但是GPL确实可以和GPL,以便社区可以进一步开发它:)

当前的固件功能包括:

-手动和自动调整电台
-RDS
-音量控制
-启用增强的低音模式
-打开或关闭显示屏背光
-信号电平的显示和动态可视化

在下一个第四版中,我们将制作一些更有用的“芯片”:将左右声道连接到MK上的模拟输入,这使我们可以“可视化”传入的音频信号。

顺便说一句,该设备的功能不仅限于收音机! 例如,没有人会费心编写任何游戏(出于兴趣,我制作了不错的旧版Arkanoid)或其他使用棋盘功能的程序。

生产量


从构思到实施,该设备的开发花费了大约6个月的时间,在该领域几乎完全缺乏经验,还算不错。

目前,我们大约有10个完全组装的套件,其中包括构建自己的设备所需的一切:

-MK Atmega328P-PU
-CD4050BE电平转换器
-显示诺基亚5110
-接收器RDA5807M
-USBasp编程器
-运算放大器LM386N
-用于MK和编程器的连接器
-USB B,音频插孔3.5,三个按钮,电线,单行连接器
-11个电阻器和12个电容器,4个电感器,石英,一个齐纳二极管和一个LED
-演讲者
-电路板

组装时,您需要焊料,助焊剂和烙铁,不需要其他任何东西。
所有组件都包装在一个小盒子的“手工”纸板中:



固件资源已经发布在Github上; Gerber文件,示意图和组装说明也将在以后发布。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN415291/


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