Как сделать из компьютера радиоприемник

Обновлено: 06.07.2024

Что такое FM-приемник? Радиоприемник — это электронное устройство, которое принимает радиоволны и преобразует информацию, переносимую ими, в полезную для восприятия человеком. Приемник использует электронные фильтры, чтобы отделить нужный сигнал радиочастоты от всех других сигналов, улавливаемых антенной, электронный усилитель для увеличения мощности сигнала для дальнейшей обработки, и, наконец, восстанавливает нужной информации посредством демодуляции.

Из радиоволн, FM является наиболее популярным. Частотная модуляция широко используется для FM-радиовещания. Преимущество частотной модуляции заключается в том, что она имеет большее отношение сигнал/шум и, следовательно, излучает радиочастотные помехи лучше, чем сигнал амплитудной модуляции равной мощности (AM). Звук из радиоприёмника мы слышим чище и насыщенней.

Частотные диапазоны FM

УКВ (УльтраКороткоВолновый) диапазон с ЧМ (Частотная Модуляция) по английски FM (Frequency Modulation) имеет длину от 10 м до 0,1 мм — это соответствует частотам от 30 МГц до 3000 ГГц.

Для приема вещательных радиостанций актуален сравнительно небольшой участок:
УКВ 64 — 75 МГц. Это наш советский диапазон. На нем много УКВ станций, но только в нашей стране.

Японский диапазон от 76 до 90МГц. В этом диапазоне ведется вещание в стране восходящего солнца.

FM — 88 — 108МГц. — это западный вариант. Большинство ныне продаваемых приемников обязательно работает именно в этом диапазоне. Часто сейчас приёмники принимают и наш совковый диапазон, и западный.

УКВ радиопередатчик имеет широкий канал — 200 кГц. Максимальная звуковая частота, передаваемая в FM, составляет 15 кГц по сравнению с 4,5 кГц в AM. Это позволяет передавать намного более широкий диапазон частот. Таким образом качество передачи FM значительно выше, чем АМ.

Теперь о приёмнике. Ниже представлена схема электроники для приемника FM вместе с его описанием работы.

Список компонентов

Микросхема: LM386
Транзисторы: T1 BF494, T2 BF495 (КТ315)
Катушка L содержит 4 витка, Ф=0,7мм на оправке 4 мм.
Конденсаторы: C1 220nF
C2 2,2 нф
C 100 нф х 2 шт
C4,5 10 мкф (25 V)
C7 47 нФ
C8 220 мкф (25 В)
C9 100 мкф (25 V) х 2 шт
Сопротивления:
R 10 кОм х 2 шт
R3 1 кОм
R4 10 Ом
Переменное сопротивление 22кОм
Переменная емкость 22пф
Динамик 8 Ом
Выключатель
Антенна
Батарея 6-9В

Описание схемы FM приемника

Ниже, представлена схема простого FM-приемника. Минимум компонентов для приема местной FM станции.

Транзисторы (Т1,2), вместе с резистором 10к (R1), катушкой L, переменным конденсатором (VC)22pF составляют ВЧ генератор (Colpitts oscillator).

Резонансная частота этого генератора устанавливается триммером VC на частоту передающей станции, которую мы хотим принять. То есть, он должен быть настроен между 88 и 108 МГц FM диапазона.

Информационный сигнал, снимаемый с коллектора Т2 поступает на усилитель НЧ на LM386 через разделительный конденсатор (С1) 220nF и регулятор громкости VR на 22 кОма.

FM приемник принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема FM приемника

Катушка L имеет 4 витка эмалированного медного провода, диаметром 0,7 мм. Катушка наматывается на оправке диаметром 4 мм. Её можно намотать на любом цилиндрическом предмете (карандаш или ручка с диаметром 4 мм).

Если Вы хотите принимать сигнал станций УКВ диапазона (64-75 МГц), то нужно намотать 6 витков катушки или увеличить ёмкость переменного конденсатора.

Когда необходимое количество витков намотаете, катушка снимается с цилиндра и немного растягивается так, чтобы витки не касались друг друга.

Микросхема LM386 представляет собой НЧ аудио усилитель мощности. Он обеспечивает от 1 до 2 Вт, чего достаточно для любого малогабаритного динамика.

Антенна

Антенна используется, чтобы поймать высокочастотную волну. В качестве антенны Вы можете использовать телескопическую антенну любого неиспользуемого устройства. Хороший прием можно также получить с куска изолированной медной проволоки длинной около 80 см. Оптимальную длину медной проволоки можно найти экспериментально.

Приемник можно запитать от батареи 6 — 9V.

К данному УНЧ на микросхеме LM386 можно также собрать похожие схемы FM приемников:

В этой теме предлагается вести обсуждение различных радиоприемников с функцией воспроизведения интернет-радио, в том числе и самодельных конструкций.

Для начала опишу свою установку для прослушивания интернет-радио. Радиоприемником конечно это не назовешь, основа установки - одноплатный мини-компьютер Raspberry Pi с установленным OpenELEC. По Raspberry Pi много информации можно найти в интернете, да и многие о нем слышали. А вот OpenELEC - это основанная на Linux оптимизированная среда для запуска многофункционального кроссплатформенного медиаплеера Kodi. Устанавливается он прямо на карту памяти, которая вставляется в Raspberry Pi. Kodi умеет проигрывать музыку, видео, показывать фото, а при подключении плагинов из собственного репозитория - воспроизводить IPTV, видео с YouTube (без рекламы, кстати: реклама в плагине попросту не поддерживается) и многое другое. Т.е. эдакий мультимедийный комбайн. У меня таким образом один экземпляр Raspberry Pi 3 задействован в качестве IPTV-приставки к кухонному (не-смарт) ТВ, позволяя еще и смотреть YouTube, причем управляется такая приставка штатным пультом от ТВ (управление осуществляется через интерфейс HDMI, через который приставка подключается к ТВ). Невероятно удобно.

Но, ближе к теме. Интересной особенностью Kodi является то, что он поддреживает удаленное управление по локальной сети через браузер и мобильные приложения. Это-то и натолкнуло меня на мысль о том, что неплохо бы сделать на основе Raspberry Pi 2, который валялся без дела, интернет-радиоприемник. Для IPTV он слабоват, а для интернет-радио самое то. Возможность удаленного управления позволяет использовать Raspberry Pi в качестве сервера, без необходимости подключения монитора, мыши и клавиатуры. Нужно лишь определиться с выводом звука. Raspberry Pi 2 имеет аналоговый аудиовыход, но качество звука с него никуда не годится. Благо, встроенный в OpenELEC ALSA-драйвер поддерживает множество звуковых карт с интерфейсом USB. На авито мной была найдена недорогая и довольно качественная звуковая карта Creative Sound Blaster X-Fi Surround 5.1 SBX Pro Studio, линейный выход которой подключается к домашней стереосистеме. Доступ в интернет устройство получает через Wi-Fi - OpenELEC поддерживает ряд "свистков", у меня это TP-Link TL-WN727N, хотя проводное соединение, конечно же, стабильнее.

Для удобного воспроизведения интернет-радио я установил плагин PVR IPTV Simple Client. Он умеет начинать воспроизведение последней прослушанной радиостанции сразу при запуске устройства. В плагин мной была загружена ссылка на плейлист с потоками нужных мне радиостанций в формате m3u. Плейлист с радиостанциями можно хранить как локально на самом устройстве, так и на удаленном сервере (в этом случае плагин при каждом запуске автоматически загружает его).

Для управления устройством рекомендую пользоваться приложениями: Kodi Remote для iOS (официальное приложение), KoRe для Android (официальное приложение) и mrRemote for Kodi для Windows 10.

Такая штука умеет играть не только интернет-радио, но и файлы с встроенной карты памяти или папок с общим доступом по локальной сети. Поскольку у меня подключена довольно неплохая внешняя звуковая карта, можно слушать и аудиозаписи без потерь в формате FLAC. Более того, Kodi поддерживает и AirPlay, что позволяет воспроизводить через него музыку с iPhone, iPad или Windows (с помощью TuneBlade).

Также стоит упомянуть, что установка и первоначальная настройка системы требует подключения монитора, мыши и клавиатуры, но делается это один раз: установка OpenELEC, настройка интернет-соединения, настройка вывода звука через внешнюю звуковую карту, установка и настройка плагина PVR IPTV Simple Client.

Приемники для интернет-радио

Абонентское устройство проводного вещания (в быту также неправильно называлось абоне́нтская радиото́чка, синонимы — репродуктор, абонентский громкоговоритель) — устройство, устанавливаемое у абонента и обеспечивающее воспроизведение радиопрограмм проводного вещания. Включало абонентскую розетку, квартирную проводку, ограничительный резистор и приёмное устройство.

Так вот, какую дальше я поведу мысль:

Есть сотни радиостанций, транслирующих музыку через интернет. Слушают обычно эти радиостанции с помощью компьютера, планшета, смартфона или веб радио плеера. О последнем варианте мы и поговорим, а точнее о самодельном устройстве, на основе Arduino. Вот схема недорогого вебрадиоплеера с высоким качеством звука.

Схема интернет радио плеера

Интернет-плеер управляется двумя параметрами – для перехода к следующей или предыдущей радиостанции. В прошивке уже заложено пару десятков предварительно заданных станций, которые могут быть заменены на радиостанции по Вашему выбору путем повторного программирования.

Схема состоит из нескольких модулей, которые могут быть собраны между собой с помощью нескольких проводов.

Модули радио плеера

Arduino pro mini: блок управления.
ENC28J60: ethernet модуль для подключения к интернету
VS1053B: декодирует аудиопотоки из веб серверов и воспроизводит звук в динамиках.
Nokia 5110: ЖК-модуль для отображения информации о станциях (название станции, битрейт, и т.д.)

Работает всё это следующим образом – Arduino отправляет запрос на сервер через модуль ethernet (ENC28J60). Блок ENC28J60 подключается к радио серверу, отправляет запрос и ждет ответа от него. Ответ будет с заголовком информации радиостанции с последующим потоковым аудио (mp3, aac и др.). Arduino получает ответ от сервера и отправляет полученные данные на VS1053B mp3, aac, wma-декодер. Блок VS1053B автоматически распознает вид полученного формата, декодирует его и выводит на колонки в виде звука. На ЖК-дисплее показывается номер интернет станции и первые 120 символов заголовка сервера.

Видео работы интернет плеера

Обращаем внимание, что вебрадио плеер не имеет большого буфера ОЗУ, что вызовет некоторые задержки в аудио воспроизведения в случае, если интернет-соединение не достаточно быстрое. Файлы прошивки для проекта есть тут.

Привет,

Ну раз уж сегодня день вебрадио :)

Как-то на сайте пробегал обзор очередной самоделки интернет приёмника на основе проекта КаРадио, народ делился в комментариях своими вариантами, ну и я тоже. Судя по положительным отзывам, вариант получился достаточно интересным, попросили сделать обзор. Изначально этого не планировалась, поэтому процесс изготовления не получится показать полностью. С другой стороны, ничего хитрого и недоступного здесь нет от слова совсем, особые навыки не нужны ни в пайке, ни в обработке древесины и металлов.

Желание иметь на кухне что-то играющее в фоне возникло уже давно, но то пропадало, то снова появлялось и явно не попадало в wishlist на первые места. Много денег тратить не хотелось, да и выбора не было.
Хотя, с выбором вариантов интернет приёмников даже сейчас — примерно как с едой на излёте СССР в начала 90х — с голоду не умрёшь, но и брать-то почти нечего. Лет 5 назад у нас продавались колонки от Prology wr100/wr200 (больше не выпускают), есть Net'n'Joy, можно посмотреть Ocean Digital на Али, ну или искать что-то вменяемое на Ebay/Amazon. Стоит упомянуть проект Волна — в основе колонка с Али и модифицированная прошивка Ка-Радио (но цена кусается). По правде говоря, вариантов интернет приёмников вообще не очень, но ко всему этому ещё накладывается и ограничение по доставке — по какой-то неведомой причине в Россию (и не только — вообще за пределы США) мало кто шлёт. А если и шлёт, то чуть ли не по цене самого радио. Через посредников доставка тоже не очень гуманно выходит. Да и в конце концов — мы же для себя, для души это делаем, поэтому паяльник в руки и вперёд! :)

И вот, в начале года, блуждая по инету, попался на глаза проект Ка-Радио. Заинтересовало — вчитался, погуглил варианты решений, идеи. Ну а дальше всё и завертелось.

Весь проект живёт и развивается благодаря энтузиасту Jean-Pierre Cocatrix Ka-Radio на Github
У него на сайте выложены модификации и эддоны под разное железо. Проект регулярно обновляется, нет смысла выкладывать прямую ссылку для скачивания. В частности, готовые файлы для esp32 брать здесь: скачать
Для желающих покопаться в исходниках там же брать и всё остальное — дело в том, что существующая реализация esp32 ограничена 4Мб флэшпамяти (в принципе, есть модификация на 8Мб, но достаточно редкая), и в неё физически не лезут дополнительные библиотеки (IR, bluetooth, FM еtс) т.к. автор постарался сделать прошивку универсальной для поддержки огромного числа возможных компонентов, но при этом места на дополнительный функционал уже не осталось.

Есть хорошее видео на ютубе — я с него как раз и начинал этот проект: Ka-Radio для чайников от и до. В комментариях к видео есть ссылка на дополнительные файлы (схема соединений, прошивальщик, инструкции и т.д.). Там же у автора можно найти схему печатной платы (но можно обойтись и навесной пайкой, что я и сделал в итоге — нет смысла городить огород ради десятка соединений).

Изготовление корпуса началось с покупки листа фанеры (ссылки на материалы и детали в самом конце). Прямо в магазине сделал распиловку исходя из планируемых размеров радиоприёмника — 3 полосы по 10см шириной (+1 запасная).
Из каждой полосы получится 2 составляющие корпуса — всего 6 шт (т.е. глубина 9см). Дальше размечаем, середина выпиливается электролобзиком, заготовки разделятся. Очень важный момент — т.к. углы корпуса будут скруглены, то остаётся очень мало места для установки угловых винтов. Здесь главное не переусердствовать с обработкой и оценить заранее вариант крепления передней и задней панелей. И ещё, данный вариант изготовления корпуса не очень сложен для повторения, но достаточно растрачен с точки зрения расхода фанеры — середина и обрезки выбрасываются, но, как итог, имеем эффектный бесшовный корпус.

Ну а дальше всё просто. Заготовки смазываются клеем ПВА, аккуратно собираются в пакет (с побором по цвету и выравниванием граней) и зажимаются под чем-то тяжёлым на несколько часов. Ждём пока высохнет.

Т.к. исходная распиловка происходила на промышленном станке, это дало на выходе абсолютно ровные и одинаковые заготовки. В моём варианте вся дальнейшая обработка свелась к скруглению углов шлифмашинкой и лёгкой шлифовке шкуркой 180 всего корпуса. В принципе, можно даже обойтись и без шлифмашинки — достаточно ровно спилить угол под 45гр по всей длине и остальное доработать шкуркой (120, потом 180). Важно не зализывать грани — всё же стиль хайтек подразумевает прямизну линий и острую грань.

По поводу финальной обработки дерева были раздумия — масло (воск) или лак? Но масло мне показалось совсем негуманным по цене для одного раза (Белинка стоит около 800рэ). Так что в ближайшем Ашане был куплен полуглянцевый лак в баллончике за ~150рэ. Им же впоследствии были обработаны алюминиевые панели (после шлифовки). Корпус покрывается лаком в 3 слоя.
Как вариант, можно обклеить корпус кожей ~~заказчика~~ молодого дерматина любой расцветки, но это уже кому что нравится.

Передняя панель

Как я уже писал, хотелось монументальности, но все хотелки разбились о суровую реальность. Я не смог найти в ближайших строительных необходимого материала толщиной 3-4мм для изготовления панелей (наверняка это есть, но поиски займут время, да и цена не порадует). Но в Оби был найден лист алюминия толщиной 1.2мм. Решено! Передняя панель будет двухслойной. Во-первых, это даст требуемую монументальность. А во-вторых, сразу решилась проблема с навесным оборудованием. Лицевая сторона несёт эстетическую функцию, внутренняя — служит для установки винтов и держит на себе все элементы радио (кроме платы).

Лист размечается на 3 заготовки (размеры панели должны быть лишь на 2-5мм меньше внешних размеров корпуса — кому как нравится). В моём случае получилось ближе к 4мм. Надо ещё учесть финишную обработку граней! Алюминий режется легко, главное сохранять ровный пил по всей длине, не царапать и не гнуть поверхность.

Важное замечание! До самого конца обработки и изготовления креплений передние панели склеивать не надо! Только уже в самом конце!

Размечаются скруглённые углы, лишнее откусывается/отпиливается, обрабатывается напильником (пока ещё грубо). Потом одна из панелей (она будет внутренней) прикладывается к корпусу на своё место как можно более точно и обводится изнутри корпуса — нам важно знать, сколько места осталось под винты, где можно сверлить отверстия в металле и куда размещать компоненты.
Для крепления панелей я использовал чёрные саморезы из Оби, выбрал из того что было. Можно на Али заказать по вкусу. На внутренней панеле размечаются 6 отверстий (4 по углам + 2 в середине), сверло 3.2мм. Прикладываем к корпусу, размечаем и сверлим ответные отверстия под саморезы (сверло 2мм).

Берём лицевую панель, ровно совмещаем с внутренней и зажимаем. Дублируем все отверстия. Вся дальнейшая обработка будет происходить совместно, поэтому надо закрепить панели вместе (но не склеивать!) Берём 6 заклёпок (3.2х6мм) и ставим по сторонам. Всё, теперь панели никуда не сдвинутся (можно ещё добавить 2 в месте где будет отверстие под динамики).

Теперь осталось самое важное — размещение навесных компонентов — динамики, экран, энкодер, кнопка питания (да так, чтобы всё это не упёрлось в корпус при сборке) и выпиливание отверстий под динамики и экран. Здесь главное не торопиться, размечать вдумчиво и аккуратно. И проверять, проверять, проверять!

Дальше уже идёт финишная обработка всех граней (напильник/надфиль+шкурка 180), заклёпки снимаются.
Лицевая сторона полируется шкуркой 180 до требуемой кондиции, главное не менять направление движения шкурки и не перегревать алюминий, покрывается лаком в 3 слоя.
На внутренней стороне размечаются отверстия под винты для крепления навесных компонентов. Я использовал винты М3, но это почти на грани для такого тонкого листа — головки должны быть установлены заподлицо! В идеале, искать меньший размер (М2, например). Сверлить и зенковать надо очень медленно и аккуратно — сверло моментально вгрызается в алюминий (лучше попробовать заранее на ненужном обрезке).
Все винты устанавливаются на свои места, зажимаются гайкой через фигурную шайбу. После с внешней стороны я добавил по малюсенькой капельке суперклея на каждый винт (очень осторожно, клей текуч и если попадёт под гайку, то трудно будет снять её). Ждём когда высохнет, гайки и шайбы можно снять.

С задней панелью всё гораздо проще, т.к. она будет однослойной и в ней будет единственное отверстие (помимо крепёжных) — для внешнего питания. Ещё эта панель будет нести на себе электронную схему (процессор, декодер и усилитель).

В общем, принцип такой же как и для лицевой панели. Размечаем, сверлим, шлифуем шкуркой 180, покрываем лаком.
Приклеиваем крепление под плату (кусок фанеры с 4 винтами М3), крепим разъём микроUSB на термоклей.

Электронная схема

Выше уже была ссылка на Ютуб, там по шагам описан процесс создания КаРадио — от прошивки до настройки.
Вся схема размещена на макетной плате, с обратной стороны сделана разводка проводками (здесь, кстати, ещё разводка под первый вариант на PAM8403, но отличия минимальны).

Финальная сборка

В принципе, на этом всё, потому как сборка заключается установке навесных компонентов, подключении всех разъёмов и привинчивании передней и задней пенелей к корпусу (особое внимание обратить на разъёмы экрана, дабы на коротнуть на корпус). Но на самом деле нет. Потому как на финише столкнулся с рядом проблем — некоторые были ожидаемы, некоторые нет.

Замечания к проекту, улучшайзинг и всё такое

1. Изначально был заказан двухцветный OLED экран 0.96", но, как оказалось, двухцветность эта ни к селу ни к городу, да и размер экрана показался маловат (впрочем, даже на таком малом размере читается всё просто отлично). Исходный софт не адаптирован к этой двухцветности, местами половина текста жёлтая, половина синяя — надо менять код. И ещё, между цветами есть пропуск в 1-2 строки, текст разрезан. В общем, заказал одноцветный (белый) экран 1.3" — всё стало как надо.

2. Кнопка питания — тут скорее моя ошибка (ну или проблемы с пониманием описания принципа работы). Хотелось иметь постоянно отжатую кнопку, но чтобы каждое нажатие имело одно действие — вкл или выкл. Я так понял из описания, что Self-reset Momentary — это то что мне надо. Как оказалось, нет. Питание идёт только пока кнопка нажата и удерживается. Обломс. Заказал новую Locking Latching, но эстетика нарушена. Интересно, есть такие же с тригером?

3. Земляная петля на плате усилителя. В общем, это было ожидаемо, но почему-то верилось что проблем с этим не будет. Будет, ага! Суть в том, что при использовании одного источника питания для платы декодера и усилителя возникает земляная петля по шинам питания и сигнала, на выходе имеем жуткие наводки и треск. Если разнести питание на 2 источника, проблема уходит (слабый шум остаётся, но это скорее сам усилитель фонит, да и не слышно его на фоне музыки). Ролик на Ютубе по этой теме ссылка
Тут есть несколько вариантов решения данной проблемы — использовать DC-DC развязку (B0505S-2W), поставить фильтр по питанию на усилитель, использовать 2 источника питания (ну так себе решение, хотя об этом ниже), попробовать другой усилитель (~~это ещё в процессе, жду когда приедет HT6872 с Али~~ уже приехал).

4. Питание. Интересный вопрос, на самом деле. Существующие адаптеры на 5В выдают на максимуме 2.4А (я так понял, ограничения стандарта). И это в лучшем случае. Китайский чипшит и столько не тянет. Говорят, бывают зарядки на 3А, но я не видел. В итоге, вся схема, по ощущениям, работает на пределе. Любой улучшайзинг (дополнительные компоненты, типа аккумуляторов, другой усилитель) упрётся в пределы возможности этой самой зарядки. Опять, же борьба с шумами — качественного звука от миниатюрных усилителей не получить, другие же требуют питание 12В и выше, т.е. нужен конвертер 12->5. Одно тянет другое, схема меняется — процесс бесконечный.

В качестве заключения

Проект (и этот приёмник и само КаРадио) имеет существенный потенциал для развития. К имеющемуся функционалу легко добавить поддержку ФМ радио, блютус, аккумуляторы, погоду и чего ещё душа пожелает. Библиотеки есть, исходники есть, софт правится. Проблему с недостатком памяти можно решить заменой esp32 на более ёмкую (говорят, умельцы сами допаивают модуль памяти). Но тогда для всей этой радости точно придётся переделывать питание — телефонной зарядки уже не хватит. Либо искать нормальный адаптер на 5В, либо уходить на 12-18В.

Итоговая стоимость (~4000рэ == 62$) разделилась примерно поровну между корпусом и начинкой — скажем так, не очень бюджетно. Но, хобби не имеет цены! Это во-первых. А во-вторых, ещё более сложный вопрос — на мой извращённый взгляд, начинка не соответствует внешнему виду. Не в смысле, что плохо работает. Нет, всё работает просто отлично. Но, как и писал выше, звучит оно примерно на столько, на сколько и стоит. Что можно ждать от усилка ценой в 1$? Спасибо, ~~что живой~~ что вообще работает, и то ладно. Ещё раз, для уточнения — звук не ужас ужас, вполне нормальный, но без изюминки (о хороших НЧ-ВЧ можно забыть, в основном средние).

Старался заказывать всю электронику у одного продавца, для упрощения логистики. С логистикой, кстати, непонятки (но это скорее вопрос к Али) — несмотря на заказ компонентов у одного поставщика, к каждой позиции добавилась платная доставка. При этом все позиции приехали в одном пакете (что логично), а доставку посчитали за каждую позицию отдельно. Итого, по стоимости доставка вышла как вся электроника *шокед*. Маленький хинт — если выбрать одинаковую платную доставку для всех позиций, то можно получить скидку.

Читайте также: