如何使用樹莓派Pico制作一個(gè)接收器
相對簡單的軟件定義無線電,將一些簡單的組件轉(zhuǎn)換為強(qiáng)大而靈活的通信工具。
軟件定義無線電(SDR)是一種無線電通信系統(tǒng),其中傳統(tǒng)上在模擬硬件中實(shí)現(xiàn)的組件(如混頻器、濾波器、放大器、調(diào)制器和解調(diào)器)由計(jì)算機(jī)或嵌入式系統(tǒng)上的軟件實(shí)現(xiàn)。SDR最大的優(yōu)勢在于其靈活性。因?yàn)檫@些功能是由軟件處理的,所以您可以通過簡單地更新軟件來改變無線電的行為。
這一次,我將向您展示如何使用樹莓派Pico制作這樣一個(gè)接收器的精彩示例。
即使這個(gè)接收器完全獨(dú)立工作,不需要使用PC,所有功能都直接在它上控制,并顯示在一個(gè)小的OLED顯示屏上。最初的項(xiàng)目是在101件事網(wǎng)站上展示的,作者是喬恩·道森,所以所有的功勞都?xì)w他。此外,在這個(gè)網(wǎng)站上還有更多優(yōu)秀的樹莓派項(xiàng)目,我希望在不久的將來測試和推廣其中的一些。
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該接收器由最少的組件組成,但其大量的功能和各種設(shè)置的可能性甚至可以與昂貴的同類商業(yè)設(shè)備相媲美。
我在通用PCB上制作了完整的設(shè)備,正如您所看到的,組件的布局幾乎與源頁面上呈現(xiàn)的原理圖的面包板版本相同。我在不到一天的時(shí)間里在PCB上完成了整個(gè)項(xiàng)目,并且對設(shè)備在第一次通電時(shí)立即工作的事實(shí)感到非常驚訝。
基本組成部分是清晰可見的,它們是:
現(xiàn)在簡單介紹一下安裝代碼。GitHub頁面以.uf2文件的形式提供了Raspberry Pi Pico和更新的Raspberry Pi Pico2的二進(jìn)制文件。這意味著安裝非常簡單。我們需要按住Pico上的按鈕并插入USB。現(xiàn)在,Pico在“這臺PC”中顯示為大容量存儲設(shè)備,我們需要簡單地復(fù)制提供的內(nèi)容。Uf2文件放入其中。
至此,代碼的安裝就完成了。
現(xiàn)在是設(shè)備的第一次通電和一個(gè)簡短的測試。我將接收器的音頻輸出連接到PC聲卡的“Line In”輸入?,F(xiàn)在,我連接一個(gè)簡單的“長線”天線,并嘗試接收廣播電臺來確認(rèn)功能。
這就是完成的Pico SDR接收器看起來像放在一個(gè)合適的外殼上,前面板上的顯示和控制按鈕以及背面的電源和天線連接。
如果我們看看盒子里面,我們會看到,除了通用PCB,它還有一個(gè)d級音頻放大器模塊和一個(gè)小揚(yáng)聲器,所以SDR接收器是完全獨(dú)立的,記住,而不是外部電源,我們可以安裝鋰電池與充電器電路。
現(xiàn)在我將簡單地“瀏覽”一下菜單,看看所有的功能和可能性。單獨(dú)解釋這些函數(shù)需要很長時(shí)間。在本文的最后是原始手冊,您可以根據(jù)該手冊更詳細(xì)地學(xué)習(xí)所有功能。對于設(shè)置選項(xiàng),我們有兩個(gè)按鈕菜單和背部加上旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)置按鈕。
當(dāng)打開接收器時(shí),顯示器顯示自上次操作以來保存的信息。
即使在一開始,在這個(gè)小顯示器上它有許多有用的功能:
?中間以大數(shù)表示當(dāng)前的調(diào)諧頻率
?然后是解調(diào)模式,在本例中是AM
?電池狀態(tài)
?信號強(qiáng)度(dBm)
?信號強(qiáng)度以條的形式表示
?還有調(diào)音步驟
通過按下左鍵,我們可以切換到幾個(gè)有趣的顯示模式:
?頻譜顯示
?然后是頻譜加瀑布
?然后是瀑布
?關(guān)于微控制器的電池和資源的數(shù)據(jù)
?接下來是一個(gè)漂亮的模擬信號強(qiáng)度計(jì)
?一個(gè)簡單的探測器接收器作為屏幕保護(hù)程序的原理圖
?最后我們回到主屏幕
與旋轉(zhuǎn)編碼器,我們設(shè)置所需的頻率與調(diào)諧步驟,我們也可以調(diào)整。
-通過按旋鈕,我們進(jìn)入菜單,我們可以選擇合適的BAND,再按一次,我們激活所選的BAND。
使用右MENU按鈕,我們進(jìn)入主菜單,在那里我們可以執(zhí)行接收信號的詳細(xì)設(shè)置。使用旋轉(zhuǎn)編碼器,我們在菜單中移動并選擇設(shè)定值,并通過再次按下它來確認(rèn)所選值。
在菜單中,我們有以下選項(xiàng):
?頻率
?收回已存儲的數(shù)據(jù)
?頻率存儲
?音量值(0 ~ 9)
?模式(AM、AM- sync、LSB、USB、FM、CW)
?AGC速度()
?帶寬()
?壓制
?自動缺口(開或關(guān))
?不強(qiáng)調(diào)
?智商校正
?帶層和帶Sop掃描功能
?頻率設(shè)置
?連續(xù)波頻率
?最后是硬件設(shè)置
我們也有更多的附加功能和快捷方式按下三個(gè)按鈕的組合。
在做這個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候,讓我非常驚訝的是,我意外地注意到這個(gè)小的SDR無線電甚至有一個(gè)額外的更大的彩色顯示器的選擇,顯示了一個(gè)瀑布的光譜。代碼已經(jīng)支持這個(gè)選項(xiàng),我們只需要向菜單中添加額外的顯示。我目前使用的情況下,顯示器安裝從我以前的項(xiàng)目,但它會更好,如果兩個(gè)顯示器安裝在一個(gè)更大的普通情況下。
有了這個(gè)視覺上的添加,這個(gè)漂亮的小收音機(jī)變得更加有吸引力。下面是連接顯示器的圖表,用樹莓派的pico,我用軟的扁平電纜連接。
現(xiàn)在我們需要在Hardware菜單中啟用二次顯示,并設(shè)置旋轉(zhuǎn)和顏色。
接下來,我將演示廣播電臺和業(yè)余無線電通信的接收。正如你所看到的,信號接收比較差。這樣做的原因是,在這個(gè)基本版本的接收器不包含任何濾波器電路在輸入,也沒有這樣的設(shè)備通常有一個(gè)低噪聲放大器。此外,對于天線,我使用了一個(gè)簡單的5米電線放在我的房子的屋頂上。有一次我用了我的天線調(diào)諧器,接收效果明顯好了很多。
最后是一個(gè)簡短的結(jié)論。我實(shí)在無法用言語來形容這個(gè)偉大的工程。我感謝Jon Dawson的辛勤工作,我希望在未來,在社區(qū)的支持下,這個(gè)項(xiàng)目會發(fā)展得更好。該項(xiàng)目展示了軟件定義無線電的驚人潛力,將幾個(gè)簡單的組件轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大而靈活的通信工具。我鼓勵(lì)你們建立自己的電臺,以一種全新的方式探索電臺的世界。看到一個(gè)簡單的樹莓派Pico,加上一點(diǎn)代碼,就能解鎖如此廣泛的無線電功能,真是太了不起了。我希望這個(gè)視頻能激勵(lì)你動手,加入不斷增長的SDR愛好者社區(qū)。
本文編譯自hackster.io





