يتيح لك ESP32 وشريحة راديو السيارة إنشاء جهاز استقبال SDR النهائي
في الوقت الذي نحمل فيه جميعًا هواتف ذكية يمكنها بث أفلام عالية الوضوح بين أيدينا، فإن رومانسية الاستماع إلى البث الإذاعي التناظري القديم لا تزال قائمة. بالنسبة للبعض، يعد هذا بمثابة استراحة من ملفات تعريف الارتباط والعقود وشروط الخدمة التي تكمن وراء كل نشاط عبر الإنترنت. ومع ذلك، بالنسبة للأشخاص مثلي، فإن جزءًا كبيرًا من السحر يكمن في التشويق الذي يأتي من سحب إشارة من مسافة آلاف الكيلومترات – والقيام بذلك بالطريقة العريقة: مع فهم الظروف الجوية، والهوائيات، والإلكترونيات.
تسمى هذه التسلية المتمثلة في استخدام المعرفة والمهارات المتنوعة للوصول إلى محطات بعيدة جدًا DXing. اليوم، تتيح معالجة الإشارات الرقمية إمكانية وضع أجهزة استقبال إلكترونية ذات قدرة هائلة في حزمة اقتصادية ومحمولة للغاية، لذلك لم يكن هناك وقت أفضل لتكون DXer. ومن بين هذه الأجهزة الإلكترونية عالية الأداء، لا يوجد مثال أفضل من ذلك شريحة TEF6686، تم تقديمه في عام 2013 بواسطة إن إكس بي لأشباه الموصلات وتم تنقيحها عدة مرات منذ ذلك الحين.
لقد حققت الشريحة نجاحًا كبيرًا في أجهزة راديو السيارات، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تكلفتها المنخفضة ودقة الصوت العالية، ولكن بشكل خاص بسبب حساسيتها العالية بشكل مذهل وانتقائيتها لإشارات الراديو. يمكن أن يستقبل TEF6686 كلاً من FM وAM، ويمكن تهيئته لاستيعاب عروض النطاق المختلفة التي تستخدمها المحطات في مختلف البلدان. يمكنه أيضًا فك تشفير RDS الرقمي لمحطة البث (نظام بيانات الراديو) ، والتي تحتوي عند وجودها على معلومات محدثة باستمرار مثل عنوان الأغنية التي يتم تشغيلها حاليًا.
تنتج الانتقائية والحساسية الشديدة للرقاقة من استخدامها الماهر لتقنيات الراديو المحددة بالبرمجيات ومعالجة الإشارات الرقمية (DSP) لتصفية الترددات المجاورة. يتيح ذلك استقبال إشارات ضعيفة للغاية والتي قد تحجبها عمليات البث القريبة. لقد أثبتت الشريحة أنها لا تقاوم بالنسبة لعشاق الراديو، حيث جذبتهم ميزات الشريحة التي تتجاوز بكثير ما يحتاجه راديو السيارة. ولا يمكنها استقبال نطاقات البث التجارية فحسب، بل يمكنها أيضًا استقبال نطاقات الموجات القصيرة والطويلة. يمكن للرقاقة أيضًا توفير معلومات فورية عن قوة الإشارة.
يمكن العثور على شريحة TEF6686 في وحدة سهلة الاستخدام [top left] الذي يوفر الحماية الكهرومغناطيسية وواجهة من خلال الفتحة. لوحة تطوير تعتمد على ESP32 [top middle] يتحكم في الوحدة ويقوم بمعالجة الإشارات. تعرض شاشة LCD واجهة المستخدم، والتي يتم التحكم فيها باستخدام الأزرار وأدوات التحكم الدوارة [bottom left]. جيمس بروفوست
كهاوي راديو نشط (PE5PVB) في هولندا، أصبحت مفتونًا بالمراجعات الحماسية التي بدأت أراها لجهاز TEF6686. أثناء الإغلاق الناجم عن فيروس كورونا لعام 2020، بدأت في تصميم موالف مفتوح المصدر تمامًا من شأنه أن يستخرج أعلى أداء ممكن من الشريحة لأجهزة FM DXers. نما حماسي عندما وجدت وحدات موالف TEF6686 على AliExpress. تحتوي هذه على شريحة TEF6686 في عبوة سهلة الاستخدام، ومناسبة للحام عبر الفتحات (TEF6686 نفسها عبارة عن شريحة مثبتة على السطح)، ومزودة بدرع للترددات الراديوية للمساعدة في تقليل التداخل. هذه الوحدات رخيصة الثمن، ويمكن العثور عليها بشكل عام بحوالي 25 دولارًا أمريكيًا.
وسرعان ما استقرت على تكوين يتكون من لوحتي دوائر مطبوعة متصلتين بواسطة كابل شريطي. توجد لوحة رئيسية تحتوي على وحدة TEF6686 ووحدة التحكم الدقيقة ولوحة عرض مع شاشة OLED صغيرة والمفاتيح وأجهزة التشفير التي تتحكم في الراديو. لقد قمت بتقييم إصدارات مختلفة من وحدات التحكم الدقيقة المتوافقة مع Arduino، ووجدت أن معظمها كان بطيئًا للغاية ولا يحتوي على ذاكرة فلاش كافية.
يحتاج المتحكم الدقيق إلى الكثير من الفلاش لأنه يجب عليه ليس فقط تخزين كافة البرامج الثابتة التي تشغل الراديو، والتي يتم إرسالها إلى TEF6686 بعد كل تشغيل، ولكن يجب أيضًا تخزين الخطوط المختلفة للشاشة، والصور المتنوعة، بالإضافة إلى قاعدة بيانات لإشارات النداء في أمريكا الشمالية والمقاطعات الكندية والولايات الأمريكية (هذه المعلومات، إلى جانب القدرات الأخرى، تمكن المستخدم من رؤية إشارة النداء على الفور وتحديد مكان وجود جهاز الإرسال الذي يتلقاه). في نهاية المطاف استقرت البديل من ال ESP32 الوحدة النمطية، التي تتمتع بالسرعة وسعة الذاكرة التي أحتاجها، ولكن لا يزال من الممكن برمجتها باستخدام الوحدة النمطية الشائعة اردوينو بيئة تطوير متكاملة.
في أوائل عام 2021، أنا صدر على جيثب نسخة أولية من البرامج الثابتة والخطط لمحترفي الأعمال اليدوية الآخرين. لقد كنت أيضًا على اتصال مع فريق DIY Webshop في هولندا AmateurRadioShop.nl، والتي لا تزال تبيع عدة من نسخة سابقة من الراديو. وفي خريف عام 2021، قمت بإنشاء إصدار ثانٍ يتضمن ما يسمى بشاشة عرض واجهة الإنسان والآلة (HMI) مننيكستيون. تحتوي هذه الشاشة على معالج مدمج، لذا يمكنني تسليم المزيد من مهام واجهة المستخدم من ESP32. أدى هذا إلى تسريع الراديو بشكل كبير، وفتح أيضًا بعض الإمكانيات الرسومية الجديدة. أضفت أيضًا في هذا الإصدار شبكة Wi-Fi، التي تسمح بالاتصال بالموارد عبر الإنترنت مثل XDR GTK، وهي واجهة مستخدم تسمح بالتحكم الدقيق بالكمبيوتر في موالف الراديو، وRDS Spy، الذي يقوم بفك تشفير بيانات RDS إلى معلومات قابلة للاستخدام في الوقت الفعلي . إذا كنت ترغب في إنشاء هذا الإصدار بنفسك، فسيتعين عليك إنشاء لوحات الدوائر المطبوعة الخاصة بك. لكن ملفات جربر، وقائمة المواد، ونصائح البناء متاحة على موقع الويب الخاص بي على www.pe5pvb.nl. سوف يستغرق لحامها معًا حوالي ساعتين.
يتم توصيل الشاشة وعناصر التحكم مباشرة بوحدة التحكم الدقيقة باستخدام دبابيس الإدخال/الإخراج للأغراض العامة، بينما يتم التحكم في شريحة الاستقبال TEF6686 عبر الأوامر المرسلة عبر واجهة I2C التسلسلية. يتم تضخيم القناتين اليمنى واليسرى وتمريرهما إلى مقابس صوت RCA القياسية.جيمس بروفوست
بالنسبة لأولئك الذين لا يرغبون في صنع مجموعة، هناك خيار لك أيضًا. في أوائل عام 2022، اتصل بي أحد الهواة الصينيين، جاستن بينغ، ليخبرني أنه قام ببناء نسخة محمولة من تصميمي. في ذلك الصيف، اعتمدت الإصدارات الأولى على هذا التصميم الخاص به ظهرت على AliExpress. وفي الأشهر التي تلت ذلك، زاد الاهتمام بمشروعي مفتوح المصدر، وتم اعتماد الراديو من قبل مشغلي FM DXers في جميع أنحاء العالم.
في عام 2023، تواصل معي أحد الهواة التشيكيين، ماريك فاركاش، الذي دعاني إلى مجموعة كان ينشئها على منصة ديسكورد الاجتماعية مع هواة آخرين يكرسون جهودهم للعمل على برامج هذا الراديو وتحسينها. في هذا الفريق لدينا الآن مصمم جرافيك، وبعض الأشخاص المتخصصين في RDS، وآخرون مبرمجون ماهرون للغاية، وزميل صيني كتب نسخة مناسبة للاستخدام من قبل مصممي الأجهزة الذين يتطلعون إلى إنشاء راديو لسوق AliExpress. قمنا معًا بمراجعة الكود بالكامل وأضفنا تصميمًا رسوميًا أكثر سلاسة ومزيدًا من الاتصال ولغات قابلة للتحديد وتحسينات أخرى.
أنا ممتن جدًا لهذا الفريق على كل عملهم الشاق لجعل هذا الراديو مفتوح المصدر ربما يكون الراديو الأعلى أداءً من نوعه على الإطلاق. أتمنى أن تجربها، وحتى إذا كنت لا تقضي وقتك في البحث عن محطات بعيدة، فأعد اكتشاف متعة البث الإذاعي FM عالي الجودة!
تظهر هذه المقالة في عدد ديسمبر 2024 المطبوع باسم “The Ultimate SDR Receiver”.
