UKW-Stereo-Radio mit Computeranschluss

Das Gerät besteht aus dem UKW-Stereo-Modul, dessen Abstimmspannung hier nicht über ein Trimmpotentiometer gesteuert, sondern aus einem der analogen Ausgänge des USB-Moduls gewonnen wird. Das Modul steuert die Stereo-Lautstärkeregelung und zwei Endverstärker, die aus je einem TBA 820M bestehen. Sie sind hier an zwei 15-Ohm-Lautsprecher der späten EE2000-Serie angeschlossen.

Die analogen Ausgänge des USB-Moduls liefern regelbare Spannungen von 0..5Volt in 256 Stufen. Das UKW-Stereo-Modul mit dem Chip TDA7021 besitzt ein automatisches Feinttuning, so dass 256 Stufen für eine Senderauswahl genügen sollten.

Der Signalstärkeausgang des UKW-Stereo-Moduls ist direkt mit einem der analogen Eingänge des USB-Moduls verbunden, so dass die jeweils anstehende Signalstärke auf Computerseite gemessen werden kann.

Software

Die Software übernimmt mit der Abstimmung der Sender einen wesentlichen Teil der Funktionen des Radios. Sie sollte folgende Funktionen übernehmen:

  • Automatische Sendersuche: anhand der Signalstärke sollte feststellbar sein, wo sich Sender befinden und wo nicht
  • Senderspeicher: Alle gefundenen Sender sollen auch beim Beenden und Neustarten wieder vorhanden sein
  • Möglichst automatisierte Zuordnung von Sendern, Sendernamen und Frequenzen
  • Manuelle (Fein-)Abstimmung
  • Sender-Kurzwahlspeicher
  • Umschalten der Sender von der EE-Bauplatte aus

Die folgenden Abschnitte beschreiben, wie die einzelnen Funktionen umgesetzt sind. Die Software selbst wurde in Delphi (Pascal) geschrieben, Quelltext und EXE-Version stehen auf Anfrage zur Verfügung. Die Software steuert eine DLL an, die dem K8055-Modul beiliegt und die gesamte Kommunikation zum USB-Bus auf niederer Ebene übernimmt.

Ich habe das Programm für einen kleinen Touchscreen-Computer optimiert, der unter Windows läuft. Es wurde Wert darauf gelegt, dass eine Tastatur nicht benötigt wird. Ebenso wird auf Doppelklicks verzichtet bzw. eine Umgehung angeboten.

Automatische Sendersuche

Die Sendersuche gestaltet sich recht einfach. Es werden alle 256 Stufen einmalig geschaltet und für etwa eine halbe Sekunde gehalten. In dieser Zeit wird ein Mittelwert aus den gemessenen Signalstärken gebildet. Danach erfolgt eine weitere Mittelung, um bei starken Sendern das Optimum zu finden – diese Sender sind dank der automatischen Feinabstimmung des TDA7021 oft mehrere Stufen breit. Die gemessene Breite, während der eine gewisse Feldstärke nicht unterschritten wird, wird ebenfalls gespeichert. Der Suchlauf dauert etwa 2 Minuten, danach hat das Modul je nach Standort eine gewisse Anzahl Sender gefunden – bei mir waren es 22.

Zuordnung von Sendern, Sendernamen und Frequenzen

Das Bild zeigt den Zusammenhang der 256 Stufen des analogen Ausgangs und der empfangenen Frequenz (abgeglichen über einen RDS-Tuner). Die logarithmische Kennlinie der Kapazitätsdiode ist darauf gut zu erkennen. Damit ist es aber auch recht einfach, eine recht exakte Zuordnung von Steuerspannung und Frequenz zu erreichen, wenn nur zwei Frequenzen exakt bekannt sind.

Passende Sendertabellen für jeden Standort können bei FMScan.org heruntergeladen werden. In meiner Berliner Liste stehen alle empfangbaren Sender inklusive der erwartbaren Feldstärke mitsamt RDS-Kennzeichen und Senderstandort. Diese Tabelle kann man in einem CSV-Excel-Format (kommasepariert) speichern. Die Software liest diese Tabelle dann automatisch ein und führt nach der Sendersuche anhand eines Vorgabewerts für zwei Frequenzen bereits eine erste Zuordnung durch. Falls diese fehlerhaft ist – damit ist zu rechnen – kann man in der Senderliste nacheinander zwei Sender auswählen und die Zuordnung erneut automatisch durchführen lassen. Dazu braucht man entweder ein Radio mit Frequenzanzeige oder etwas Zeit – bis im Sender selbst gesagt wird, wer da sendet. Danach stimmt die Zuordnung für die meisten Sender. Probleme gibt es immer dann, wenn bei der Sendersuche der Sender nicht exakt eingestellt wurde. Dann ist noch etwas Nacharbeit nötig.

Danach hat man bereits eine Software, die alle gefundenen Sender inklusive Frequenz und Sendernamen auflistet.

Senderspeicher

Die Senderliste zeigt alle gefundenen Sender an – nach erfolgter Zuordnung zum Sendernamen auch mit Namen und Frequenz. Der Auswahl des Sendernamens – falls er nicht bereits automatisch erkannt wurde – erfolgt durch Rechtsklick, mit Linksklick wird der Sender gewechselt.

Manuelle (Fein-)Abstimmung

Die manuelle Feinabstimmung erfolgt über ein Tastenfeld, das Sprünge um je 1 oder 10 nach links oder rechts erlaubt. Wenn dabei der aktuelle Sender verlassen wird, wird aus der Sendertabelle der jeweils passende neue Sender gesucht. Wenn ein Sender eingestellt wird, der bisher nicht vorhanden war (weil er vielleicht bei der Sendersuche zu schwach war), kann er neu angelegt werden.

Sender-Kurzwahlspeicher

In Arbeit – dies wird über die digitalen Eingänge des USB-Moduls gesteuert, die bereits mit Tastern versehen sind. Natürlich wird die Kurzwahl auch von der Software aus steuerbar sein.

Umschalten der Sender von der EE-Bauplatte aus

In Arbeit – hier kommt der zweite analoge Eingang des USB-Moduls zum Einsatz, dazu zwei Taster auf der Grundplatte.

Bauteile

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Bauteil Größe Bauteil Größe
U4 USB-Modul C1, C2 4,7µF
R2, R3 Stereo-Potentiometer 10 kOhm C3, C4 10µF
R7, R8 10 kOhm C5, C6 0,1 µF
R9, R10 100 Ohm C7, C8 220 µF
R12, R13 1 Ohm U1 UKW-Stereo-Modul
U2, U3 IC TBA820M (weiß)

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