AVT5540 B - małe radio RDS dla każdego

Na łamach Elektroniki Praktycznej opublikowano kilka ciekawych odbiorników radiowych. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych komponentów uniknięto wielu problemów projektowych, np. związanych z konfiguracją obwodów RF. Niestety stworzyli inne problemy - dostawę i montaż.

Fot. 1. Wygląd modułu z układem RDA5807

Moduł z układem RDA5807 pełni funkcję tunera radiowego. Jego tablica, pokazana na zdjęcie 1wymiary 11 × 11 × 2 mm. Zawiera układ radiowy, rezonator kwarcowy i kilka elementów pasywnych. Moduł jest bardzo łatwy w instalacji, a jego cena jest miłym zaskoczeniem.

Na rysunek 2 pokazuje przypisanie pinów modułu. Oprócz przyłożenia napięcia około 3 V wymagany jest tylko sygnał zegarowy i złącze antenowe. Dostępne jest stereofoniczne wyjście audio, a informacje RDS, stan systemu i konfiguracja systemu są odczytywane przez interfejs szeregowy.

budowa

Rysunek 2. Schemat wewnętrzny układu RDA5807

Schemat obwodu odbiornika radiowego pokazano na rysunek 3. Jego strukturę można podzielić na kilka bloków: zasilający (IC1, IC2), radiowy (IC6, IC7), wzmacniacz mocy audio (IC3) oraz interfejs sterowania i użytkownika (IC4, IC5, SW1, SW2).

Zasilacz zapewnia dwa stabilizowane napięcia: +5 V do zasilania wzmacniacza mocy dźwięku i wyświetlacza oraz +3,3 V do zasilania modułu radiowego i mikrokontrolera sterującego. RDA5807 ma wbudowany wzmacniacz audio o małej mocy, który umożliwia bezpośrednie sterowanie np. słuchawkami.

Aby nie obciążać wyjścia tak cienkiego obwodu i uzyskać większą moc, w prezentowanym urządzeniu zastosowano dodatkowy wzmacniacz mocy audio. Jest to typowa aplikacja TDA2822, która osiąga kilka watów mocy wyjściowej.

Wyjście sygnału dostępne jest na trzech złączach: CON4 (popularne złącze minijack umożliwiające podłączenie np. słuchawek), CON2 oraz CON3 (pozwalają na podłączenie głośników do radia). Podłączenie słuchawek wyłącza sygnał z głośników.

Rysunek 3. Schemat ideowy radia z RDS

установка

Schemat montażu odbiornika radiowego pokazano na rysunek 4. Instalacja odbywa się zgodnie z ogólnymi zasadami. Na płytce drukowanej przewidziano miejsce do zamontowania gotowego modułu radiowego, ale również przewidziano możliwość montażu poszczególnych elementów składających się na moduł tj. Układ RDA, rezonator kwarcowy i dwa kondensatory. Dlatego na obwodzie i na płytce znajdują się elementy IC6 i IC7 - montując radio, wybierz jedną z opcji, która jest wygodniejsza i pasuje do twoich komponentów. Wyświetlacz i czujniki muszą być zainstalowane po stronie lutowanej. Przydatne przy montażu zdjęcie 5, przedstawiający zmontowaną płytkę radiową.

Rysunek 4. Schemat instalacji radia z RDS

Po złożeniu radio wymaga jedynie regulacji kontrastu wyświetlacza potencjometrem R1. Po tym jest gotowy do drogi.

Fot. 5. Zmontowana płytka radia

Rysunek 6. Informacje wyświetlane na wyświetlaczu

usługa

Na wyświetlaczu pokazywane są podstawowe informacje. Pasek wyświetlany po lewej stronie pokazuje poziom mocy odbieranego sygnału radiowego. W środkowej części wyświetlacza znajduje się informacja o aktualnie ustawionej częstotliwości radiowej. Po prawej stronie – również w formie paska – wyświetlany jest poziom sygnału dźwiękowego (numer 6).

Po kilku sekundach braku aktywności – jeśli odbiór RDS jest możliwy – odbierane wskazanie częstotliwości jest „zacieniane” przez podstawowe informacje RDS, a rozszerzone informacje RDS są pokazywane w dolnym wierszu wyświetlacza. Podstawowe informacje składają się tylko z ośmiu znaków. Zwykle widzimy tam nazwę stacji, na przemian z nazwą aktualnego programu lub wykonawcy. Rozszerzona informacja może zawierać do 64 znaków. Jego tekst przewija się wzdłuż dolnego wiersza wyświetlacza, aby pokazać pełny komunikat.

Radio wykorzystuje dwa generatory impulsów. Ten po lewej pozwala ustawić odbieraną częstotliwość, a ten po prawej pozwala dostosować głośność. Dodatkowo naciśnięcie lewego przycisku generatora impulsów pozwala na zapisanie aktualnej częstotliwości w jednym z ośmiu dedykowanych miejsc pamięci. Po wybraniu numeru programu potwierdź operację naciskając enkoder (numer 7).

Rysunek 7. Zapamiętywanie ustawionej częstotliwości

Ponadto urządzenie zapamiętuje ostatnio zapisany program i ustawioną głośność, a po każdym włączeniu zasilania uruchamia program z tą głośnością. Naciśnięcie prawego generatora impulsów przełącza odbiór na następny zapisany program.

działania

Układ RDA5807 komunikuje się z mikrokontrolerem poprzez interfejs szeregowy I.²C. Jego pracą steruje szesnaście rejestrów 16-bitowych, ale nie wszystkie bity i rejestry są wykorzystywane. Rejestry o adresach od 0x02 do 0x07 służą głównie do zapisu. Na początku transmisji I²C z funkcją zapisu, adres rejestru 0x02 jest automatycznie zapisywany jako pierwszy.

Rejestry o adresach od 0x0A do 0x0F zawierają informacje tylko do odczytu. Rozpoczęcie transmisji²C do odczytu stanu lub zawartości rejestrów, RDS automatycznie rozpoczyna odczyt od adresu rejestru 0x0A.

Adres I²C systemu RDA ma 0x20 (0x21 dla funkcji read) zgodnie z dokumentacją, jednak w przykładowych programach dla tego modułu znaleziono funkcje zawierające adres 0x22. Okazało się, że pod tym adresem można zapisać jeden konkretny rejestr mikroukładu, a nie całą grupę, zaczynając od adresu rejestru 0x02. Tej informacji zabrakło w dokumentacji.

Poniższe zestawienia przedstawiają ważniejsze części programu C++. Lista 1 zawiera definicje ważnych rejestrów i bitów - ich bardziej szczegółowy opis znajduje się w dokumentacji systemu. NA lista 2 przedstawia procedurę inicjalizacji układu scalonego odbiornika radiowego RDA. NA lista 3 reprezentuje procedurę dostrajania systemu radiowego do odbioru danej częstotliwości. Procedura wykorzystuje funkcje zapisu pojedynczego rejestru.

Pozyskiwanie danych RDS wymaga ciągłego odczytu rejestrów RDA zawierających odpowiednie informacje. Program zawarty w pamięci mikrokontrolera wykonuje tę czynność co około 0,2 sekundy. Jest do tego funkcja. Struktury danych RDS były już opisywane w EP, na przykład podczas projektu AVT5401 (EP 6/2013), więc zachęcam zainteresowanych poszerzeniem swojej wiedzy do zapoznania się z artykułem dostępnym bezpłatnie w archiwum Elektroniki Praktycznej (). Na koniec tego opisu warto poświęcić kilka zdań rozwiązaniom zastosowanym w prezentowanym radiu.

Dane RDS odbierane z modułu podzielone są na cztery rejestry RDSA…RDSD (umieszczone w rejestrach o adresach od 0x0C do 0x0F). Rejestr RDSB zawiera informacje o grupie danych. Odpowiednie grupy to 0x0A zawierające treść RDS (osiem znaków) i 0x2A zawierające tekst rozszerzony (64 znaki). Oczywiście tekst nie jest w jednej grupie, ale w wielu kolejnych grupach o tym samym numerze. Każda z nich zawiera informację o położeniu tej części tekstu, dzięki czemu można uzupełnić wiadomość jako całość.

Dużym problemem okazało się filtrowanie danych w celu zebrania poprawnej wiadomości bez „krzaków”. Urządzenie wykorzystuje podwójnie buforowane rozwiązanie wiadomości RDS. Odebrany fragment wiadomości jest porównywany z jego poprzednią wersją, umieszczoną w pierwszym buforze - roboczym, w tej samej pozycji. Jeśli porównanie jest pozytywne, wiadomość jest zapisywana w drugim buforze - wynik. Metoda wymaga dużo pamięci, ale jest bardzo wydajna.