FM радиовещательная станция на Raspberry Pi

В данном проекте мы превратим ваш Raspberry Pi в мощную FM радиостанцию! Она имеет достаточный диапазон для покрытия своим сигналом вашего дома, самодельного открытого кинотеатра для автомобилистов, бейсбольного поля в высшей школе или даже парада мотоциклов.

Для проекта вам понадобится PiFM программа, которая значительно улучшит возможности вашего Pi, а также кусок провода определенной длины. Другими словами, вам потребуется абсолютный минимум компонентов для управления Raspberry Pi – SD-карта, источник питания, сама плата Raspberry Pi (купить на AliExpress) – ну и добавьте один кусок провода. В результате должно получиться самое крутое Pi устройство из небольшого количества компонентов.

Программа PiFM первоначальна была создана Оливером Маттосом и Оскаром Вайглом (Oliver Mattos и Oskar Weigl), затем переработана Райаном Грасселом (Ryan Grassel). Хотелось бы выразить особую благодарность всему PiFM сообществу за предоставленные советы. Лаборатория MAKE внесла свой вклад в проект – скрипт PirateRadio.py, который позволяет воспроизводить музыкальные файлы без использования командной строки, а также обеспечивает их автоматическую обработку и управление. Скрипт был создан молодым специалистом MAKE Labs Винтером Вудсом (Wynter Woods). Исходный код можно найти здесь.

ПРИМЕЧАНИЕ: Частота радиовещательного диапазона Raspberry Pi варьируется в пределах между 1МГц и 250МГц, и может перекрываться с правительственными диапазонами. Мы рекомендуем ограничить ваши передачи до стандартного FM диапазона 87.5МГц – 108.0МГц (смотрите Шаг 3) и всегда выбирать частоту, которая еще не используется, что позволит избежать перекрытия частоты с лицензионными радиовещательными компаниями.

Шаг #1: Изготовьте антенну

• Для изготовления антенны нужен всего лишь кусок провода. Для этого вам необходимо присоединить 75см провод к выводу 4 (Это позволит правильно создать антенну в виде полуволнового симметричного вибратора на 100МГц, в районе среднего FM диапазона). Мы использовали 40см цельный провод калибром 12 AWG (2,053мм), поскольку устройство начинало «барахлить», если взять провод длиннее.
• Отрежьте и оголите соединительный провод типа мама. Припаяйте его к одному концу вашей антенны и заизолируйте место пайки, используя термоусаживающуюся трубку.
• Нанесите немного клея, требующего разогрева перед использованием, вокруг соединения, и наденьте на вывод 4 GPIO вашего Raspberry Pi. Клей сделает конструкцию вашей антенны более жесткой, поэтому она будет лучше стоять в вертикальном положении.
• ПРИМЕЧАНИЕ: Если у вас в наличие набор Raspberry Pi Starter Kit и вы спешите, тогда можете использовать соединительный провод типа папа, вставленный в переходную плату расширения Cobbler! (Оба входят в комплект поставки). Это сработает, но диапазон измениться почти наполовину, по сравнению с 40см цельным медным проводом калибра 12 AWG (2,053мм).

Шаг #2: Загрузите образ диска на SD карту и добавьте музыку

• Для экономии времени при конфигурировании системы лаборатория MAKE Labs создала образ диска. Загрузите его отсюда (Продвинутые пользователи, которым нужен только исходный код, могут найти сноску для загрузки в третьем абзаце данного документа).
• Оригинальный PiFM код показал впечатляющие результаты. Образ MAKE выполняет разбиение карты на разделы, создавая на ней системный раздел и раздел для данных. Он также позволяет автоматически подмонтировать раздел данных. Образ использует часть оригинального кода и позволяет воспроизводить MP3, FLAC и другие форматы. При запуске выполняется скрипт PirateRadio.py, поэтому вещание вашей музыки выполнится мгновенно после загрузки радиопередатчика. В конце концов, это сэкономит нам много времени. Тем не менее, вы не можете просто взять и скопировать файлы на вашу SD карту; карту необходимо подготовить для работы.
• Загрузите образ на вашу SD карту. Если вы не знаете, как это сделать, то не пугайтесь, все очень просто. Можно использовать Win32DiskImager на Windows, или инструкции для работы с командной строкой (1), если вы работаете за компьютером с ОС OSX. Я предполагаю, что пользователи Linux больше знакомы с командной строкой.
• Для пользователей OSX и Linux, необходимо просто открыть раздел PirateRadio и начать работу. Пользователи ОС Windows должны следовать нашим инструкциям по соединению вашего Pi через SSH с помощью WinSCP.
• Для добавления музыки просто скопируйте вашу папку с исполнителем или альбомом в корневой директорий “Pirate Radio” на SD карте. Ваши музыкальные файлы будут располагаться внутри этих папок, поэтому вам не нужно сваливать вместе все музыкальные композиции в основной директорий.

Шаг #3: Отредактируйте файл конфигурации

Вы может установить требуемую частоту для вещания в файле pirateradio.config. Откройте файл в текстовом редакторе. Вы должны увидеть следующее:

[pirateradio] frequency = 108.2 shuffle = True repeat_all = True

• Установите частоту для станции, которую хотите передавать по радио. Стандартные FM частоты обычно находятся в диапазоне от 87.5МГц до 108.0МГц (значение 108.2 было самой высокой частотой, которую смогло достичь наше тестовое радио, при этом не было перекрытий с другими станциями).
• Установите параметр воспроизведения файлов в случайном порядке в значение True, или в значение False для их воспроизведения в алфавитном порядке.
• Установите параметр repeat_all в значение True, если хотите, чтобы список воспроизведения проигрывался циклически.

Шаг #4: Запуск!

Настройте ваш FM радиоприемник на требуемую частоту и запустите Raspberry Pi. Запуск микрокомпьютера занимает около 15 секунд. После этого вы должны услышать свою музыку громко и четко.

Шаг #5: Как работает программа PiFM

• Выдержка из PiFM wiki: "Программа использует аппаратные средства Raspberry Pi; это означает генерирование широкополосных синхросигналов на GPIO выводах для мощного FM радио. Это подразумевает, что вам нужно всего лишь соединить Raspberry Pi с куском провода (длиной около 20см), вставленным в GPIO вывод 4, и запустить программный код".
• Частотная модуляция "выполняется посредством регулировки частоты с помощью дробного делителя". Например, для получения целевой частоты 100МГц, сигнал изменяется в пределах между 100.025МГц и 99.975МГц, что приводит к образованию аудио сигнала.
• В программной коде на языке Python значение частоты по умолчанию составляет 87.9 FM с воспроизведением файлов в случайном порядке и отключенным циклическим проигрыванием списка музыкальных файлов. Программа сканирует SD-карту на наличие музыкальных файлов и составляет список на основании опций, заданных в config файле. Далее каждый файл в зависимости от его типа передается в декодер. После этого каждый файл перекодируется в моно формат, понятный для PiFM. Это позволяет вам воспроизводить не только WAV файлы, но и MP3, FLAC, M4A, AAC или WMA файлы.

Шаг #6: Заключительный этап

• Запакуйте все в акриловый корпус (искать на AliExpress), который входит в комплект Raspberry Pi Starter Kit, и ваше устройство готово к использованию. Или, если вы хотите что-то покруче, сделайте самостоятельно корпус для радиоприемника.
• ПРИМЕЧАНИЕ: При возникновении проблем с выбранным диапазоном, дважды проверьте, в какой вывод вставлена антенна!

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод
• Raspberry Pi