Этот радиомодуль я обнаружил случайно, блуждая несколько лет назад по красочным бесконечным развалам общепланетарной барахолки в поисках недорогих микросхем для сборки простого FM-радиоприёмника.
Прежде всего привлёк его необычный формфактор ‒ для достижения большей компактности разработчики разместили кнопки управления на обратной от SMD-компонентов, стороне печатной платы.
При более детальном рассмотрении выяснилось, что на площади, меньшей чем половина размера спичечного коробка, им удалось расположить:
‒ сам однокристальный FM-стереорадиотюнер RDA5807m со встроенным DSP-процессором;
‒ микроконтроллер управления FM-стереорадиотюнером с обозначением на корпусе EM78 и готовой прошивкой;
‒ чип 2-х килобитной электрически стираемой программируемой памяти (EEPROM) 24С02 для запоминания текущей радиостанции и уровня громкости при выключении питания;
‒ линейный LDO-стабилизатор напряжения питания 6208a;
‒ четыре кнопки управления;
‒ SMD-светодиод для индикации режимов работы;
‒ гнездо для подключения головных телефонов;
‒ кварцевый резонатор;
‒ несколько дополнительных SMD-элементов;
Слово "меньше" в названии статьи относится именно к размерам модуля.
Учитывая, что при достаточно привлекательной цене данный модуль представляет собой практически полностью собранный FM-радиоприёмник, только без корпуса, решено было пару таких плат приобрести на пробу, оценить в работе и, разместив в подходящей коробочке, соорудить на основе приобретённого очередную миниатюрную радиоприёмную конструкцию.
Сразу скажу, что ни радиоэлектроникой, ни радиолюбительством данные мои действия назвать никак нельзя. Особые знания электрики здесь также не понадобятся. А понадобится всего лишь умение припаять к плате несколько проводков, да навыки сверления-вытачивания отверстий и шорканья напильником по пластику.
Из хороших новостей ‒ порог вхождения в тему при сборке данной конструкции снижен до предела. Именно поэтому и встречается слово "проще" в названии. А ещё проще ‒ это пойти и купить уже готовый работающий радиоприёмник, но для самодельщиков это совсем не интересно и просто скучно.
На выходе мы получим достаточно технически сложное (Вот оно! "Сложнее") радиоприёмное устройство с микроконтроллерным управлением.
Пусть и не самостоятельно разработанное-спаянное и при минимальных затратах собственной мыслительной активности, но это вовсе не отменяет творчества.
При наличии всех комплектующих управиться с превращением их в готовую конструкцию вполне можно за 1-2 вечера.
Кстати, собранное устройство вполне может послужить хорошим подарком кому-то из родных, близких или друзей, а ваш труд, вложенный в его сборку, только повысит его ценность.
Если же данный процесс вам покажется слишком простым и скучным, вы всегда сможете поднять порог вхождения, мысленно передвинув ползунок сложности вправо и спаять-собрать подобное устройство самостоятельно с нуля, начиная с написания и отладки своей собственной прошивки программы управления микроконтроллера.
1. Тестовый стенд и управление работой модуля.
Минимальный тестовый стенд, достаточный для проверки работоспособности модуля, выглядит так.
Понадобится припаять к модулю всего два проводка (соблюдая полярность!) от источника питания с напряжением от 2.8 до 12 вольт, например от литий-ионного аккумулятора, да подключить к разъёму модуля шнур головных телефонов-наушников. Для большего удобства аккумулятор к модулю тоже подключал через дополнительный трёхконтактный разъём.
Важно! При работе с литий-ионными аккумуляторами настоятельно рекомендуется соблюдать следующие правила: не замыкать, не нагревать, не подвергать ударам. Это необходимо для вашей личной безопасности, безопасности окружающих, а также безопасности пожарной.
После включения индикаторный светодиод модуля должен загореться на некоторое время. Хорошо то, что он не светится постоянно, слепя глаза и потребляя несколько дополнительных миллиампер источника питания. Включается светодиод ненадолго только при работе с кнопками управления.
При нажатии кнопок F+ или F- происходит переключение на следующую или предыдущую найденную радиостанцию.
Кнопки V+ и V- ступенчато повышают или снижают громкость звука.
В отличие от радиоприёмников, собранных на микросхемах TJ1310 (AR1310) или HEX3653, в данном модуле перебор радиостанций производится не по кольцу, а по линейке. При достижении начала или конца шкалы индикаторный светодиод мигает коротко дважды, сигнализируя, что нужно менять направление перебора. Так же он мигает при достижении минимального или максимального уровня громкости. К этому быстро привыкаешь.
Что очень хорошо в данной схеме ‒ при отключении питания автоматически запоминается последняя выбранная радиостанция и текущий уровень громкости. Они же автоматически устанавливаются при последующем включении. Только ради этого стоило использовать в схеме микроконтроллер, писать для него алгоритм прошивки и задействовать дополнительную микросхему памяти.
2. Монтажная схема.
Решив не ограничиваться минимальным тестовым стендом, итоговую конструкцию собирал по следующей монтажной схеме.
[ Скачать монтажную схему в формате .PNG или .PDF ]
Внесённые при этом дополнения:
‒ Индикаторный SMD-светодиод красного свечения заменён на обычный в прозрачном корпусе 3-х миллиметрового диаметра и изумрудного цвета свечения. Впоследствии светодиод будет вынесен на корпус радиоприёмника.
‒ Гнездо наушников удалено с платы, вместо него использовано дополнительное гнездо, размещаемое в стороне от платы. Необходимость такой замены вызвана короткими штоками кнопок управления и толщиной верхней стенки корпуса. Удаление гнезда наушников с платы позволило выиграть примерно 1 мм по высоте. Перепайка-замена кнопок мне показалась более трудоёмкой.
‒ Вместе с литий-полимерным аккумулятором использован дополнительный модуль его заряда на микросхеме TP4056 с цепями защиты.
‒ Добавлен выключатель питания.
3. Перечень необходимых комплектующих.
Для сборки потребуются следующие комплектующие:
‒ модуль FM-радиоприёмника R031;
‒ модуль зарядного устройства на микросхеме TP4056 с цепями защиты (я использовал с разъёмом USB-мини, но можно и с другим);
‒ штекерное гнездо CKX3-3.5-05 с креплением на корпус для подключения головных телефонов;
‒ миниатюрный движковый выключатель питания;
‒ трёхконтактный однорядный разъём-гребёнка с шагом 2.54 мм для подключения аккумулятора с ответной частью (третий контакт не используется и нужен только для защиты от переплюсовки ‒ неправильного подключения);
‒ индикаторный светодиод любого понравившегося вам цвета свечения, например зелёного, диаметром 3 мм;
‒ любой неисправный осветительный светодиод, от которого понадобится только линза для индикатора зарядки, аккуратно срезанная острым ножом.
Для питания нашей конструкции также понадобится плоский литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор, напряжением 3.7 вольт, энергоёмкостью от 500 mAh, типоразмера 502540, двухпроводный, с защитой.
В этот раз я использовал аккумулятор фирмы HEXUNBABA, но, в сущности, подойдёт любой, с габаритами 40 x 25 мм и толщиной не более 5 мм.
Вполне возможно (но это не точно) подойдёт и трёхпроводный аккумулятор, с дополнительным отводом от NTC 10K термистора.
Наиболее критичным размером здесь является именно толщина аккумулятора.
Тоньше можно, но снизится энергоёмкость и время непрерывной работы. Например аккумулятор HEXUNBABA 402540 с толщиной 4 мм имеет энергоёмкость 350 mAh. (Это наш план В на случай не закрытия крышки корпуса).
Толще ‒ просто не поместится в корпусе.
Как выяснилось позднее, данные модели аккумуляторов от HEXUNBABA ограничивают ток зарядки до 0.5С (до 500 миллиампер). Соответственно дополнительно снижать с 1 ампера до 500 миллиампер ток модуля зарядного устройства TP4056 с помощью замены резистора на плате не потребуется.
Также понадобятся разноцветные многожильные монтажные провода, медный обмоточный провод в эмалевой изоляции диаметром 0.75 мм и трубочки термоусадки для них.
4. Корпус.
В конструкции использован типовой стандартный пластиковый корпус 20-23 светло-кремового цвета с крышкой на защёлках.
Приобретался в TIXER.RU, но на AliExpress тоже можно отыскать. Например здесь или здесь. А здесь они даже разноцветные.
Внешние размеры корпуса ‒ 58 x 35 x 15 мм.
Внутренние размеры корпуса ‒ 54.5 x 32 x 11.5 мм.
Каких-либо отличительных особенностей данный корпус не имеет, выполнен из полистирола, хорошо поддающегося механической обработке.
5. Примерка комплектующих и переделка модуля.
Для начала нужно убедиться, что все собранные комплектующие могут быть размещены в корпусе. Это очень похоже на игру Тетрис, и выглядеть будет примерно так.
Затем нужно аккуратно, не повредив печатные дорожки, выпаять с платы модуля радиоприёмника штекерное гнездо наушников (пригодится когда-нибудь потом) и индикаторный SMD-светодиод (сохранить для будущего его вряд ли получится).
Новый, обычный светодиод впаиваем, предварительно расположив его корпус на одной линии со штоками кнопок. По высоте корпус светодиода должен примерно совпадать со штоками кнопок, для этого придётся подогнуть выводы светодиода почти вплотную к его корпусу.
При пайке светодиода обращаем внимание на полярность подключения его выводов, анод должен располагаться ближе к кнопкам.
Я не стал помещать выводы светодиода в термоусадку, чтобы дополнительно его не приподнимать. Для изоляции его выводов от печатных дорожек просто наклеил на плату пару кусочков полиимидной плёнки (термоскотча). Такой же термоскотч полоской наклеивается на плату модуля радиоприёмника со стороны модуля зарядки, для их изоляции друг от друга, но это позже.
6. Разметка и сверление отверстий.
В корпусе будущего радиоприёмника нужно предварительно разметить, а затем просверлить и выточить следующие отверстия:
‒ на лицевой стороне ‒ для 4-х кнопок управления и индикаторного светодиода модуля радиоприёмника;
‒ на боковой стороне ‒ для линзы индикации процесса зарядки аккумулятора;
‒ на торцевой стороне ‒ выточить прямоугольное отверстие для выключателя питания и трапециевидное для mini USB-разъёма модуля зарядного устройства;
‒ на противоположной торцевой стороне ‒ отверстие для закрепления нового отдельного штекерного гнезда головных телефонов.
Разметку обычно делают, используя штангенциркуль, но быстрее и с достаточной точностью её можно сделать с помощью хлебного мякиша.
К намазанному внутри корпуса слою мякиша, толщиной примерно в пару миллиметров, аккуратно прикладываем модули нужной стороной и затем по отпечаткам шилом намечаем отверстия. После удаления мякиша по сделанным шилом отметкам можно сверлить-вытачивать отверстия в корпусе.
Для штоков кнопок диаметр отверстий 3.0-3.2 мм, но так как штоки конического сечения, потом растачиваем отверстия ещё немного круглым надфилем.
Для светодиода диаметр отверстия 2.9-3.0 мм.
Верхушки кнопок после установки модуля радиоприёмника вплотную в корпус должны возвышаться над лицевой панелью примерно на 1.5-2.0 мм.
Верхушка светодиода ‒ на 1.0 мм.
Для линзы индикации процесса зарядки аккумулятора диаметр отверстия 4 мм, располагаться оно должно напротив SMD-светодиодов зарядного модуля.
Прямоугольное отверстие выключателя и трапециевидное отверстие mini USB-разъёма зарядки доводим до нужной формы мелкими надфилями.
Mini USB-разъём зарядки должен входить в предназначенное для него отверстие с некоторым усилием.
Диаметр отверстия крепления штекерного гнезда головных телефонов 6 мм.
Само гнездо нужно располагать, уложив вплотную к внутренней стороне лицевой панели корпуса, в уголке, оставив как можно больше свободного места по высоте для аккумулятора.
В результате проделанных действий корпус радиоприёмника будет выглядеть так.
7. Крепёжные элементы.
Для закрепления модулей и комплектующих внутри корпуса я приготовил несколько крепёжных элементов.
Из прозрачной крышки баночки от сметаны вырезал и согнул на металлических линейках манжету для крепления аккумулятора.
Из кусочка листового полистирола толщиной 2 мм вырезал-выточил окошко для крепления выключателя. Размер окошка нужно сделать таким, чтобы корпус выключателя входил в него с некоторым усилием.
Ещё три кусочка из полистирола (квадратный, Г-образный, и короткий прямоугольный) предполагалось использовать для закрепления модуля радиоприёмника.
Оставшийся длинный прямоугольный кусочек должен был зафиксировать модуль зарядного устройства.
На второй примерке вся картина нашей собираемой конструкции выглядела так.
Забегая немного вперёд, скажу, что не все крепёжные элементы удалось использовать как планировалось. Поэтому пока не торопитесь их вырезать-вытачивать, а просто читайте дальше.
8. Сборка.
Сборку начинаем со вклеивания в пока ещё совсем пустой корпус, в его боковую сторону, линзы индикатора зарядного устройства.
Используем суперклей (он же моментальный-секундный клей, он же цианоакрилат, он же Cosmofen CA-500.200).
Основная задача при этом ‒ не заляпать клеем как саму линзу, так и корпус радиоприёмника.
Когда-то перепортил кучу линз и несколько пластиковых корпусов на этой операции, прежде чем нашёл простой рабочий способ.
Ещё раз и снова Вам о нём расскажу.
1. Изначально линза должна почти вплотную устанавливаться в отверстие, но не проваливаться в него.
2. Линза маленькая, в пальцах удержать трудно, выскальзывает. Поэтому из старой доброй синей изоленты вырезаем квадратик размером примерно 15 x 15 мм и наклеиваем линзу ободом по центру на его липкий слой.
3. Клей, маленькую капельку, совсем чуть-чуть, наносим остриём шила по всему внешнему ободу линзы, как раз в том месте, где она наклеена на изоленту, высота слоя примерно полмиллиметра.
4. В правую руку, на подушечку указательного пальца кладём аккуратно нашу изоленту с линзой.
5. В левую руку берём корпус радиоприёмника, нужным боковым отверстием вверх.
6. Строго вертикальным движением, корпус сверху, линза снизу, совмещаем линзу с отверстием. Корректируем совмещение, глядя при этом сквозь отверстие корпуса.
7. Если попали ‒ сильно на несколько секунд прижимаем изоленту с линзой к корпусу. Когда клей с обода линзы схватится с корпусом ‒ изоленту можно аккуратно удалить.
8. Если точно попасть не удалось ‒ что-же, ищем новую линзу взамен испорченной-извазюканной, оттираем остатки клея с заляпанного корпуса и полируем следы-отпечатки от клее-пальцев на нём пастой ГОИ. Потом повторяем операцию, начиная с пункта 1. До полной успешности.
Сделали? Идём дальше...
Снова располагаем элементы и крепёж в корпусе, как на второй примерке. При этом проверяем, что кнопки нажимаются-щёлкают корректно, нигде не застревают. Выключатель переключается. Модули все на месте, стоят ровно, не перекашиваются.
Крепёжную планку-окошко выключателя приклеиваем суперклеем к внутренней стороне торца корпуса. Снова вставляем выключатель, снова проверяем правильность его переключения.
К модулю зарядного устройства припаиваем провода нужной длины заранее, перед его установкой. На разъём аккумулятора идут многожильные монтажные провода, к плате радиоприёмника ‒ одножильные медные обмоточные в эмалевой изоляции диаметром 0.75 мм, одетые в красно-чёрную термоусадку.
Такие же провода (одножильные медные обмоточные в эмалевой изоляции диаметром 0.75 мм) заранее, ещё до установки, припаиваем к штекерному гнезду головных телефонов. После припайки контакты гнезда осторожно, чтобы не сломались, подгибаем к его корпусу.
Многожильные провода здесь были бы слишком громоздкими, МГТФ-провод слишком жёсткий, а вот обмоточные в эмалевой изоляции ‒ мягкие ‒ в самый раз. Пересекаться они тоже не должны, поэтому термоусадка здесь вряд ли нужна, достаточно изоляции эмали.
Средний и один крайний контакты выключателя после их подгибания-формовки припаиваем к плате радиоприёмника, к его минусовому контакту по центру платы.
К оставшемуся второму крайнему контакту выключателя припаиваем минусовой (чёрный) провод с выхода платы зарядного устройства.
Плюсовой (красный) провод с выхода зарядного устройства припаиваем к плюсовой контактной площадке в уголке платы радиоприёмника.
Провода штекерного гнезда, после его установки в корпус, припаиваем к контактам бывшего разъёма головных телефонов на плате радиоприёмника.
Затем фиксируем модули планками крепежа, приклеивая их моментальным клеем к стенкам корпуса. Модуль радиоприёмника при этом плотно прижимаем к внутренней стороне лицевой панели корпуса. При необходимости ремонта, впоследствии, планки просто выламываются, а после вклеиваются снова.
Далее я приклеил манжету крепления аккумулятора к крышке корпуса, вставил в неё аккумулятор, подключил его к разъёму и попробовал закрыть крышку.
Крышка закрываться отказалась. Как всегда самым критичным оказался размер по высоте.
После нескольких неудачных попыток пришлось задействовать План Б. (А План В ещё в запасе). А именно ‒ вовсе отказаться от манжеты крепления аккумулятора, Г-образного элемента крепежа и крепежа-ограничителя модуля зарядного устройства. И для изоляции корпуса аккумулятора от остальных деталей и контактов радиоприёмника использовать пластиковую прокладку, вырезанную из ещё одной крышки баночки от сметаны. Всего примерно полмиллиметра по высоте и проблему удалось решить.
А перед этим пришлось вычистить-выскоблить крышку корпуса и сам корпус от остатков клея от манжеты и двух, уже ненужных, крепёжных фурнитур.
Итого понадобится всего три элемента крепежа и одна дополнительная изолирующая прокладка. Аккумулятор в закрытом корпусе не болтается, стоит плотно.
Внутренности собранного радиоприёмника при этом выглядят так.
9. Сопоставление размеров.
Так собранный радиоприёмник выглядит при сравнении со спичечным коробком.
А так в сравнении с прошлым спаянным-собранным простым карманным FM-радиоприёмником из конструктора.
10. Зарядка аккумулятора. Ток зарядки и ток потребления. Время непрерывной работы.
В модуле зарядного устройства TP4056 стоит типовой токоограничительный резистор сопротивлением 1.2 кОм. Обычно при таком сопротивлении ток зарядки составляет 1 ампер. Но при использовании аккумулятора HEXUNBABA ток зарядки ограничивается самим аккумулятором до 500 миллиампер. Такая вот конструктивная особенность, продлевающая срок службы аккумулятора. И это радует.
При таком токе зарядки теоретически время полной зарядки аккумулятора должно составлять около часа. Но пока разрядить его по полной для последующей зарядки и замера времени у меня не получилось.
Сама зарядка производится с помощью обычного USB-шнура, подключённого к любому источнику с постоянным стабилизированным напряжением 5 вольт на выходе. Чаще всего это USB-разъём моего настольного компьютера, но может быть и зарядное устройство от телефона или дополнительный PowerBank.
Заметил ещё одну интересную особенность именно данной конструкции. Если по окончании зарядки выключенный радиоприёмник от зарядного устройства не отключать, то по прошествии минуты-двух цвет индикатора снова сменится на красный, а ещё через одну-две минуты снова на зеленый и будет меняться так периодически. Вероятно такой эффект связан с циклической разрядкой-зарядкой (дозарядкой?) аккумулятора. Может сбой, а может так и задумано разработчиками (модуля зарядки или аккумулятора). Мне этот эффект пока не мешает. Для определения степени его критичности вероятно потребуется какое-то время эксплуатации данного устройства.
Ток потребления радиоприёмника составляет:
‒ в режиме полного отключения громкости ‒ 22.6 миллиампер
‒ в режиме минимальной громкости ‒ 23 миллиампера
‒ при среднем уровне громкости ‒ 23.2 миллиампера
‒ на максимальной громкости ‒ 24.8 миллиампер
При указанном токе потребления, и при условии правильного указания производителем аккумулятора его энергоёмкости, время непрерывной работы до следующей зарядки ориентировочно должно составлять 22-23 часа. На практике проверить это пока не получилось.
11. Головные телефоны. Новые "уши".
Обычно, и уже на протяжении многих лет, я привык пользоваться недорогими головными телефонами ‒ проводными стереонаушниками-вкладышами Philips, моделей SHE1350 или SHE3800. Звук у них мягкий, но достаточно насыщенный и сочный. А в последнее время они как-то пропали из продажи, и, если и встречаются, то продаются по слишком завышенной, как мне кажется, цене. Поэтому мне снова пришлось искать подходящую по качеству звука и доступную по стоимости модель наушников-вкладышей.
И так случилось, приобрёл на пробу модель FRANSUN YD30.
Звук у них, как мне показалось, более звонкий, чем у Philips, и прозрачный. И звучание мне тоже нравится.
Пробовал послушать ещё модель FRANSUN с усиленными басами, именно она на фото тестового стенда. Пришли эти "уши" в обычном пластиковом металлизированном пакетике. Особого отличия по звучанию от FRANSUN YD30 не заметил. И проводки к ним не золотистые. Зато стоят примерно на сотню денег дешевле.
Одно только плохо, на момент написания этой статьи их уже раскупили. Но, я верю, будут и ещё.
Также бывают на AliExpress очень похожие по конструкции наушники бренда VIDO. Например такие, в синем или белом цветовом исполнении.
Их я тоже слушал. По звучанию почти такие же, как и FRANSUN YD30, тоже звонкие. А обошлись в полтора раза дешевле. Наверное потому, что тоже в обычном металлизированном пакетике, и без коробочки с рисунком задорной девчушки.
Все эти наушники без микрофона.
И в общем, радио это вполне комфортно слушать в них всех.
12. В работе.
В Московской области, в нескольких километрах от МКАД, данный радиоприёмник уверенно принимает три-четыре десятка FM-радиостанций.
А в работе вся конструкция миниатюрного FM-радиоприёмника из готовых модулей выглядит так.
С наступившими майскими праздниками Вас, с пришедшей тёплой и зелёной весной! И это, пожалуй, самое лучшее время в году!
02 мая 2024 года.
С уважением, Ваш @mp42b.
<-- Предыдущая статья | Содержание 2019-2023 | ...
Ещё статьи из прошлого на аналогичную тему:
1. Мой карманный радиоприемник. Часть I. Рожденный в СССР.
2. Мой карманный радиоприемник. Часть II. Россия, двадцать первый век.
3. Масштабируем карманный радиоприемник. Рецепт. Часть 1. Возьмем небольшое FM-радио...
4. Масштабируем карманный радиоприемник. Рецепт. Часть 2. ...Добавим немного MP3-музыки...
5. Масштабируем карманный радиоприемник. Рецепт. Часть 3. ...Разместим все это в небольшом корпусе.
6. Ещё один простой карманный FM-радиоприёмник из конструктора.
#простые вещи #сделай сам
#mp42b #mp42b_радио #миниатюрное радио
#конструктор #товары с aliexpress