如何在面包板上構建一個簡單的FM收音機接收器

在本文中，我將介紹如何在面包板上構建一個簡單的 FM 收音機接收器。

如您所見，收音機工作正常，我們可以聽到一些音樂。我正在使用這種廉價的 FM 發(fā)射器以這個頻率傳輸一些 YouTube 安全曲目。我使用諾基亞 5110 LCD 顯示屏來顯示所選頻率、信號強度和立體聲圖標（如果我們正在接收立體聲）。該項目的主控是小巧便宜的 Arduino Nano 。我們可以使用電位器來控制揚聲器的音量和無線電頻率。

這是一個引人入勝的項目，而且相對容易構建。讓我們看看如何構建它。

第 1 步：獲取所有零件

構建此項目所需的部分如下：

Arduino Nano

調頻收音機模塊

諾基亞 5110 液晶

10K電位器

音頻放大器

3W音箱

大面包板

音頻線

跳線

3合1線

調頻發(fā)射機

移動電源

第 2 步：諾基亞 5110 液晶顯示屏

諾基亞 5110 是我最喜歡的 Arduino 項目顯示器。

諾基亞 5110 是一款基本的圖形 LCD 屏幕，最初用于手機屏幕。它使用 PCD8544 控制器，這是一種低功耗 CMOS LCD 控制器/驅動器。因此，顯示器具有令人印象深刻的功耗。

它開啟時僅使用 0.4mA，但背光被禁用。它在睡眠模式下使用小于 0.06mA！這就是使該顯示器成為我最喜歡的原因之一。PCD8544 通過串行總線接口連接到微控制器。這使得屏幕非常易于與 Arduino 一起使用。您只需要連接 8 根電線。

第 3 步：TEA5767 FM 收音機模塊

該項目是圍繞這個 FM 收音機模塊構建的。

該模塊使用TEA5767無線電芯片。該芯片使用 I2C 接口，因此可以直接與 Arduino 一起使用。在模塊上，我們還可以找到一個音頻放大器。不過需要注意的是，這是一個耳機放大器，因此我們無法將揚聲器直接連接到模塊的輸出。因為音頻信號非常微弱，我們需要先放大它。此外，無法通過軟件控制模塊發(fā)出的音量，因此稍后我們將使用電位器。模塊上有兩個耳機接口，一個是天線接口，一個是標準耳機輸出接口。該模塊帶有一個小天線，但如果您愿意，您可以輕松構建自己的天線。

第 4 步：連接部件

現(xiàn)在讓我們根據這個示意圖構建電路。

首先，將所有部件放在面包板上。我們把每個部分的接地引腳連接到面包板的接地軌，并將每個部分的 Vcc 引腳連接到面包板的正極軌，除了控制音量的電位器。之后，連接無線電模塊。SLC 引腳連接到 Arduino Nano 的模擬引腳 5，SDA 引腳連接到模擬引腳 4。現(xiàn)在我們將電位器的中間引腳連接到模擬引腳 0。使用這個電位器，我們將選擇頻率。

現(xiàn)在我們需要連接音量電位器來控制音量。我用的是音頻線。我將電纜的一端插入模塊的音頻輸出。接下來，我切斷另一端以在電纜內找到 4 根電線。模塊輸出立體聲，但這次我們只使用一個音頻通道。所以，我只連接兩根電線。其中一個是GND，另一個是需要放大的音頻信號。音頻信號線連接到音量電位器的輸入引腳。電位器的中間引腳是輸出的音頻信號。

為了放大音頻信號，我使用了這個使用LM386放大器芯片的模塊。音頻信號進入此引腳，音頻電纜的接地引腳進入此引腳?，F(xiàn)在，我們要做的就是為模塊供電。所以我們將此引腳連接到面包板的正極軌，并將此引腳連接到面包板的負極軌。我們現(xiàn)在唯一要做的就是像這樣將一個小揚聲器連接到模塊的輸出端。有了這個小電位器，我們可以控制信號的放大?，F(xiàn)在，我們所要做的就是連接諾基亞 5110 顯示屏。

連接諾基亞 5110 液晶顯示器

RST 轉到 Arduino 的數(shù)字引腳 12

CE 轉到 Arduino 的數(shù)字引腳 11

DC 連接到 Arduino 的數(shù)字引腳 10

DIN 連接到 Arduino 的數(shù)字引腳 9

CLK 進入 Arduino 的數(shù)字引腳 8

VCC 轉到 Arduino 3.3V

LIGHT 連接到 Arduino GND（背光打開）

GND 連接到 Arduino GND

最后一步是可選的，像這樣將一個 330μF 電容器連接到面包板上，以減少音頻信號上的噪聲。

如果我們現(xiàn)在啟動項目，我們可以看到啟動屏幕顯示 3 秒，然后，我們可以聽到揚聲器的聲音。但揚聲器和此音頻放大器的音質不是最好的。不過如果我們使用另一個帶有嵌入式放大器的商用揚聲器，音質就趨于完美了。所以，模塊的輸出信號是完美的，但是我使用的放大器和揚聲器降低了音質，所以我們可以尋找質量更好的?，F(xiàn)在我們已經構建了硬件，讓我們來看看項目的軟件方面。

第 5 步：項目代碼

在這個項目中，我們使用了兩個庫。我正在使用 Nokia5110 圖形庫和 TEA5767 FM 芯片的庫。

代碼是這樣工作的。首先，我們初始化收音機模塊和顯示器，并顯示三秒鐘的閃屏。我在 Photoshop 中設計了這個閃屏。

void setup（） {

radio.setMonoReception（）;

radio.setStereoNoiseCancellingOn（）;

initScreen（）;

showSplashScreen（）;

Serial.begin（9600）;

}

接下來，在循環(huán)函數(shù)中，我們每隔幾毫秒從控制頻率的電位器中讀取值。我們從電位器獲得模擬值，并將其映射到頻率值。由于我們讀取的是模擬值，因此該值不是恒定的；即使我們不轉動電位器，它也會略微上升或下降。

frequencyInt = map（val， 2， 1014， 8700， 10700）; //Analog value to frequency from 87.0 MHz to 107.00 MHz

float frequency = frequencyInt/100.0f;

因此，為了獲得穩(wěn)定的頻率，我們只有在頻率發(fā)生顯著變化時才將收音機調到不同的頻率。因此，如果頻率發(fā)生顯著變化，我們將無線電模塊調整到該頻率，我們獲得信號強度，然后將其打印在屏幕上，如果需要，我們打印立體聲圖標，最后，我們打印選定的頻率。

if（frequency - previousFrequency 》= 0.1f || previousFrequency - frequency 》= 0.1f） {

lcd.clrScr（）;

radio.selectFrequency（frequency）;

printSignalStrength（）;

printStereo（）;

printFrequency（frequency）;

previousFrequency = frequency;

}

這就是代碼的工作方式，它很簡單，但工作正常。

第 6 步：最后的想法

正如您在大約半小時內看到的那樣，我們可以在面包板上構建一個 FM 收音機。

我們從這個項目中得到的音質還不是很好。我將在這個項目上做更多的工作，以在每個領域改進它。我想把這個項目變成帶有復古 3D 打印外殼的完整收音機。首先，我將嘗試不同的音頻放大器和揚聲器，以從這個項目中獲得良好的音頻質量。我們還可以把它從面包板上移開，并在原型板上制作它的永久版本。還可以為這個項目設計一個外殼，讓它看起來像一個收音機。當然，項目的代碼也需要大量的改進和調整。我想添加的一個功能是微調功能，它將進一步提高音質。

當顯示器的背光被禁用時，該項目需要大約 50mA 的電流。我們可以進一步減少當前的一些軟件和硬件技巧，以便這個項目可以由電池供電。我認為，結果會令人印象深刻，我迫不及待地想看到這個項目在我的辦公桌上完成。這個項目只是一個開始。