VKV mini vysílač 87.5 - 108 MHz FM (pro Arduino)

pro Arduino

Nevím, do jaké míry je používání takového zařízení v České Republice legální. Existuje sice nějaký předpis, který povoluje volné použití vysílačů malého dosahu, ale nevím jaký je to ten "malý dosah" a jestli se tento modul do něj vejde. Pokud se rozhodnete tento minivysílač postavit, činíte tak na vlastní nebezpečí.

Náhodou jsem narazil na modul Adafruit_Si4713 ,který mne zaujal. Jde o malý vysílač VKV v rozhlasovém pásmu 87.5 - 108 MHz, nesprávně označovaném jako FM. Dokonce je podporován i RDS, kde lze nastavit název stanice a krátký text. Výkon vysílače je nastavitelný v rozsahu 88-115 dBµV (výkon kolem 1mW). Výrobce udává dosah kolem 10m, nicméně podle mých zkušeností je trochu větší (viz dále.)
Zkusil jsem pomocí tohoto modulu postavit malý domácí vysílač, který by sloužil jako jakýsi "bluetooth reproduktor". Výhodou je, že odpadá párování a repráků (radiopřijímačů) může hrát libovolný počet. Vytvořil jsem program pro Arduino, který modul umožní ovládat.

Co je potřeba:

Především vlastní modul Adafruit_Si4713
Kontrolér Arduino UNO dostupné třeba zde.
Pro ovládání modul LCD 16 x 2 s tlačítky
Propojovací káblíky samice-samice

Abych nedělal reklamu pouze jedné firmě, moduly jsou dostupné i zde: dratek.cz, laskakit.cz, dexhal.cz, tipa.eu, puhy.cz a určitě i jinde.

Propojení:

Sestavení je velmi jednoduché. Potřeba je pouze pět káblíků samice-samice.

Připravte modul Adafruit_Si4713 podle návodu výrobce
Nezapínejte modul bez připojené antény. Modul má sice velmi malý výkon, ale jistota je jistota.
(Místo dodávené drátové antény, jsem použil teleskopickou, dlouhou 80cm při maximálním vytažení).
Nasaďte ovládací modul na Arduino. Možná bude nutno připájet piny.
Jde o takzvaný shield, který je určen pro Arduino UNO. Piny (kolíky) modulu přesně pasují do zdířek Arduina.
Pomocí káblíků propojte ovládací modul s modulem Adafruit_Si4713 podle následující tabulky:
Ovládací modul Adafruit_Si4713 poznámka

5V Vin -

GND GND vpravo od pinu 5V

A5 SCL -

A4 SDA -

A1 RST pro resetování Si4713; možno změnit v programu na jiný
Napájení může být přes USB vstup Arduina (5V), nebo 7 - 12V přes napájecí zdířku taktéž na Arduinu.

Software

Ve vývojovém prostředí Arduino IDE založte nový projekt.
Zkopírujte do něj zdrojový kód programu .
Dále je nutno do Adrduina IDE přihrát knihovnu Adafruit_Si4713_Library
Hlavní menu - Projekt - Přidat knihovnu - Spravovat knihovny
Do vyhledávání zadejte "Si4713" (načítání a vyhledávání může chvíli trvat).

POZOR!!!: Nejnovější knihovna 1.2.3 nefunguje správně 1)*. Vyberte verzi 1.1.3 - ta pracuje OK.
V Arduino IDE zkompilujte a odešlete do Arduina.
Nastavte kmitočet a výkon a připojte přes konektor jack jakýkoliv sluchátkový výstup nějakého přehrávače (MP3, CD, počítač, ...).
Pak už stačí naladit rozhlasový přijímač a poslouchat svou vlastní rozhlasovou stanici.

Ovládání

Na ovládacím panelu je šest tlačítek: Select, Left, Up, Down, Right a Reset. Nastavit se musí vysílací kmitočet a výstupní výkon.

Nastavení vysílacího kmitočtu:

Kmitočet se zadává v kilohertzích 87 500 až 108 000 kHz. Vysílací kmitočet vyberte takový, kde nevysílá žádná rozhlasová stanice a kde je co největší odstup mezi stanicemi a na vyšším i nižším kmitočtu.

Stiskněte Select, objeví se text "kmitočet".
Znovu stiskněte Select a pomocí Up/Down vyberte kmitočet hrubě (s krokem 1000 kHz) a pomocí Left/Right nastavte jemně (s krokem 100 kHz)
Potvrďte stiskem Select
Stiskněte Reset, změna se projeví až po resetu (nebo po dalším zapnutí).

Nastavení výkonu (88 až 115 dBµV)

Stiskněte Select a pomocí Up/Down vyberte "Výkon".
Znovu stiskněte Select a pomocí Up/Down vyberte výkon hrubě (s krokem 10dBµV) a pomocí Left/Right nastavte jemně (s krokem 1dBµV)
Potvrďte stiskem Select
Stiskněte Reset, změna se projeví až po resetu (nebo po dalším zapnutí).

Podle mých zkušeností s tímto modulem je dosah asi takovýto:
Pokud nastavíte nejnižší výkon 88 dBµV je dosah kolem 5m, u kvalitního přijímače asi 10m. Pokud nastavíte maximální výkon 115 dBµV, dosah se zvýší na 30 až 50m, u kvalitního přijímače i více.

Nastavení RDS názvu stanice:

Stiskněte Select a pomocí Up/Down vyberte "RDS název".
Znovu stiskněte Select.
Zadávejte název (max 8 znaků). Pomocí Up/Down vyberte znak (namísto mezery je podtržítko) a pomocí Left/Right nastavujete pozici kurzoru.
Potvrďte stiskem Select.
Stiskněte Reset, změna se projeví až po resetu (nebo po dalším zapnutí).

Nastavení RDS textu:

Stiskněte Select a pomocí Up/Down vyberte "RDS text".
Znovu stiskněte Select.
Zadávejte název (max 16 znaků). Pomocí Up/Down vyberte znak (namísto mezery je podtržítko) a pomocí Left/Right nastavujete pozici kurzoru.
Potvrďte stiskem Select.
Stiskněte Reset, změna se projeví až po resetu (nebo po dalším zapnutí).

Ostatní ovládání

Normálně je na dispeji zobrazen vysílaný kmitočet v MHz a s jakým výkonem v dBµV. Po stisku tlačítka Up se zobrazí kapacita, která přizpůsobuje anténu podle její délky a vysílaného kmitočtu (modul ji nastavuje při startu). Po opětovném stisku Up se vrátí zobrazení kmitočtu a výkonu.
Pokud hodinu nebude stisknuto žádné tlačítko, displej po hodině zhasne. Pokud si přejete jej zhasnout dříve, stiskněte tlačítko Down. Po stisku jakéholiv tlačítka se displej znovu rozsvítí.

Zdrojový kod vkv.ino stáhnout


//-----------------------------------------------------------------
// VKV vysilac 87.5 - 108 MHz FM 
// ovladany pomoci Arduina s LCD 16x2 Shieldem
//-----------------------------------------------------------------

#define lcdSvit 10
#define RESETPIN A1
#define MEMORDSS 0  //RDS nazev stanice
#define MEMORDST 10  // RDS text
#define MEMOFH 40 //ulozeni vysilciho kmitoctu
#define MEMOFL 41 //ulozeni vysilciho kmitoctu
#define MEMOP  42 //vykon (88-115)
#define charsCount 64  //#define _BV(n) (1 << n)
#define btnSelect 1 //tlacitka
#define btnLeft   2
#define btnRight  3
#define btnUp     4
#define btnDown   5

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Adafruit_Si4713.h>
#include <EEPROM.h>

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);  // inicializace LCD displeje
Adafruit_Si4713 vkv = Adafruit_Si4713(RESETPIN);

char chars[charsCount + 1] = {"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789_-abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"};
char charInfo[17];          // 1234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234
char charBuffer[33];        //          1         2         3         4         5         6
byte charIndex = 0;
byte charPos = 0;
byte vkvP = 88;
int  vkvF = 8750;
bool dispOn = false;
bool dispF = true;
bool vkvOK;
unsigned long timeOut = 0;

//--------------------------------------------------------------------------------------------

void displayOn() {
  dispOn = true;
  digitalWrite(lcdSvit, HIGH);
}

void displayOff() {
  dispOn = false;
  digitalWrite(lcdSvit, LOW);
}

//-- eeprom -----------------------------------------------------------------------------------

uint16_t vkvRead() {
  byte h = EEPROM.read(MEMOFH);
  byte l = EEPROM.read(MEMOFL);
  uint16_t r = (256 * h) + l;
  if (r < 8750)  return 8750;
  if (r > 10800) return 10800;
  return r;
}

void vkvWrite(uint16_t vkvF) {
  EEPROM.update(MEMOFH, highByte(vkvF));
  EEPROM.update(MEMOFL, lowByte(vkvF));
}

byte vykonRead() {
  byte result = EEPROM.read(MEMOP);
  if (result < 88) result = 88;
  if (result > 115) result = 115;
  return result;
}

void vykonWrite(byte vykon) {
  EEPROM.update(MEMOP, vykon);
}

void txtWrite(int addr, byte cnt) {
  for (byte i = 0; i < cnt; i++) 
    if (charExists(charBuffer[i])) EEPROM.update(addr + i, charBuffer[i]); 
}

void txtRead(int addr, byte cnt){
  for (byte i = 0; i < cnt; i++) charBuffer[i] = 0;
  for (byte i = 0; i < cnt; i++) {
    char c = EEPROM.read(addr + i);
    if (charExists(c)) charBuffer[i] = c; else charBuffer[i] = '_';
  }
}

void txtRDS() {
  for (byte i = 0; i < 32; i++) charBuffer[i] = ' ';
  charBuffer[32] = 0;
  for (byte i = 0; i < 16; i++) {
    char c = EEPROM.read(MEMORDST + i);
    if (c == '_') charBuffer[i] = ' ';
    else {
      if (charExists(c)) charBuffer[i] = c; else charBuffer[i] = ' ';
    }  
  }
}

//-- edit ------------------------------------------------------------------------------------

bool charExists(char c) {
  if (c < 32) return false;
  for (byte i = 0; i < charsCount; i++) {
    if (chars[i] == c) return true;
  }
  return false;
}

void charOf(char c) {
  for (byte i = 0; i < charsCount; i++) {
    if (chars[i] == c) charIndex = i;
  }
}

void waitUp () {
  while (analogRead(0) < 750);  
}

byte readKey() {
  byte k = 255;
  int n = analogRead(0);
  if (n < 50) k = btnRight;  //Vpravo(RIGHT)
  if ((n > 95)  && (n < 150)) k = btnUp;  //Nahoru(UP)
  if ((n > 250) && (n < 350)) k = btnDown;  //Dolu(DOWN)
  if ((n > 400) && (n < 500)) k = btnLeft;   //Vlevo(LEFT)
  if ((n > 600) && (n < 750)) k = btnSelect;  //Vyber(SELECT)
  if (k < 255) waitUp(); 
  return k;
}

void setChar() {
  charBuffer[charPos] = chars[charIndex];
  lcd.setCursor(charPos, 1); 
  lcd.print(charBuffer[charPos]);  
  lcd.setCursor(charPos, 1); 
}

byte lineEdit(byte maxLen, byte charCount) {
  byte n;
  int t = 0;
  charPos = 0;
  charIndex = 0;
  charOf(charBuffer[charPos]);
  lcd.cursor();
  setChar();
  waitUp();
  do {
    n = readKey();
    switch (n) {
      case btnUp   : if (charIndex > 0) charIndex--; else charIndex = charCount - 1; setChar(); t = 0; break;
      case btnDown : if (charIndex < charCount - 1) charIndex++; else charIndex = 0; setChar(); t = 0; break;
      case btnLeft : if (charPos > 0) charPos--; charOf(charBuffer[charPos]); setChar(); t = 0; break;
      case btnRight: if (charPos < (maxLen - 1)) charPos++; charOf(charBuffer[charPos]); setChar(); t = 0; break;
    }
    delay(1);
    t++;
  } while ((t < 8000) && (n != btnSelect));
  lcd.noCursor();
  return n;
}

//-- nastaveni ------------------------------------------------------------------------------

void info() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(charInfo);
  lcd.setCursor(0, 1);
  if (dispF) {
    int f = vkvRead();
    lcd.print(f / 100); lcd.print("."); lcd.print(f % 100);
    lcd.print("MHz"); //lcd.print((1<<2) | (1<<1));
    lcd.setCursor(9, 1);
    lcd.print(vykonRead());
    lcd.print("dBuV");
  }
  else {
    lcd.print("C[a]=");    
    lcd.print(vkv.currAntCap);
    lcd.print("pF");
  }
}

// nastaveni RDS

void showBuffer(byte len) {
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("                ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  for (byte i = 0; i < len; i++) {
    if (charExists(charBuffer[i])) lcd.print(charBuffer[i]);
  }
}

void menuRDSS() {
  lcd.clear();
  lcd.print("RDS nazev");
  txtRead(MEMORDSS, 8);
  showBuffer(8);
  if (lineEdit(8, 37) == btnSelect) {
    txtWrite(MEMORDSS, 8);
  }  
}

void menuRDST() {
  lcd.clear();
  lcd.print("RDS text");
  txtRead(MEMORDST, 16);
  showBuffer(16);
  if (lineEdit(16, 64) == btnSelect) {
    txtWrite(MEMORDST, 16);
  }  
}

// nastaveni kmitoctu

void showF(int f) {
  String s = String(f);
  lcd.clear();
  lcd.print("Nastaveni F");
  lcd.setCursor(0, 1);
  s.concat("0 kHz  ");
  lcd.print(s);  
}

void menuF() {
  int f = vkvRead();
  if (f == 0) f = 8750;
  showF(f);
  int t = 0;
  byte k;
  waitUp();
  do {
    delay(1);
    k = readKey();
    switch (k) {
      case btnLeft : if (f >= 8760)  f -= 10; showF(f); t = 0; break; 
      case btnRight: if (f <= 10790) f += 10; showF(f); t = 0; break; 
      case btnUp   : if (f <= 10700) f += 100; else f = 10800;  showF(f); t = 0; break; 
      case btnDown : if (f >= 8850)  f -= 100; else f = 8750; showF(f); t = 0; break; 
    }
    if (k == btnSelect) {
      vkvWrite(f);
      return;
    }
    t++;
  } while (t < 8000);
}

// nastaveni vykonu

void showP(byte p) {
  String s = String(p);
  lcd.clear();
  lcd.print("Nastaveni P");
  lcd.setCursor(0, 1);
  s.concat(" dBuV ");
  lcd.print(s);    
}

void menuP() {
  byte p = vykonRead();
  showP(p);
  int t = 0;
  byte k;
  waitUp();
  do {
    delay(1);
    k = readKey();
    switch (k) {
      case btnLeft : if (p > 88)  p--; showP(p); t = 0; break; 
      case btnRight: if (p < 115) p++; showP(p); t = 0; break; 
      case btnUp: if (p <= 105) p += 10; else p = 115;  showP(p); t = 0; break; 
      case btnDown : if (p >= 98)  p -= 10; else p = 88; showP(p); t = 0; break; 
    }
    if (k == btnSelect) {
      vykonWrite(p);
      return;
    }
    t++;
  } while (t < 8000);  
}

// main menu

void showMM(byte m) {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  switch (m) {
    case 1: lcd.print("Kmitocet"); break;
    case 2: lcd.print("RDS nazev"); break;
    case 3: lcd.print("RDS text"); break;
    case 4: lcd.print("Vykon"); break;
  }  
}

byte mainMenu() {
  byte menuMode = 1;
  showMM(menuMode);
  int t = 0;
  waitUp();
  do {
    delay(1);
    byte k = readKey();
    switch (k) {
      case btnUp    : if (menuMode > 1) menuMode--; t = 0; showMM(menuMode); break;
      case btnDown  : if (menuMode < 4) menuMode++; t = 0; showMM(menuMode); break;
      case btnLeft  : ;
      case btnRight : return 0;
      case btnSelect: return menuMode;
    }
    t++;
  } while (t < 8000);
  return 0;
}

//-- vysilac --------------------------------------------------------------------------------

bool startVKV() {
  lcd.clear();
  strcpy(charInfo, "VKV mini vysilac");
  lcd.print(charInfo);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Start ...");
  delay(2048);
  vkvP = vykonRead();
  vkvF = vkvRead();
  if (!vkv.begin()) {  // begin with address 0x63 (CS high default)
    strcpy(charInfo, "Si4713 nenalezen");
    return false;
  }
  delay(1024);
  vkv.setTXpower(vkvP);  // dBuV, 88-115 max
  vkv.tuneFM(vkvF); // 102.3 mhz
  vkv.beginRDS();
  txtRead(MEMORDSS, 8);
  vkv.setRDSstation(charBuffer);
  txtRDS();
  vkv.setRDSbuffer(charBuffer); 
  delay(1024) ;
  vkv.readTuneStatus();
  return true;
}

//===========================================================================================

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);
  pinMode(lcdSvit, OUTPUT);
  displayOn();
  vkvOK = startVKV();
  info();
}

void loop() {
  int k = readKey();
  if (!dispOn && (k < 255)) {
    displayOn();
    timeOut = 0;    
    k = 255;
    waitUp();
    return;
  }
  if (dispOn && (k < 255)) {
    switch (k) {
      case btnSelect: {
        byte m = mainMenu();
        switch (m) {
          case 1: menuF(); break;
          case 2: menuRDSS(); break;
          case 3: menuRDST(); break;
          case 4: menuP(); break;
        }
        info();
        break; }
      case btnDown: timeOut = 450000; break;
      case btnUp: 
        dispF = !dispF;
        info();
        break;
    }
  }
  if (!dispOn) return;
  timeOut++;
  if (timeOut > 450000) displayOff();
  delay(8);
}

1)* Chyba v knihovně 1.2.3 spočívá v tom, že jako první příkaz v metodě begin(), která se volá po zavedení modulu není reset, ale rovnou se oslovuje na sběrnici I2C. Bez onoho resetu zde však "není vidět". Jako první úkon MUSÍ být hardwarový reset, logická nula na pin RST.

Vzkazník - dotazy, názory, připominky, hlášení chyb, atd:
jméno (e-mail): E-mail nebude nikde zveřejněn, uveďte jej, pouze pokud si přejete odpověď.
text: