【参赛】做一个蓝牙转FM发射器

aqxgm

DIY的首要目标是取悦自己 --鲁迅

原创证明


一直在听的一档午夜电台节目，从调频广播迁移到了手机APP上，在手机上听没有了调频广播那种独有的白噪声，感觉好像失去了“灵魂“。为了重拾以前那种听广播的感觉，就做了这个蓝牙音频转FM发射器，用传统的收音机来收听，伴随着轻微的沙沙声，午夜广播的“灵魂”又回来了！

制作过程如下：
因为手里有以前网购的拆机蓝牙模块，采用了高通CSR8645蓝牙4.1+EDR，支持APT-X，可同时连接2部手机，虽价格便宜，但参数还算不错，拿来做FM转发应该足够了。


上图就是拆机的模块，按照卖家提供接线图试了下，可以正常的配对、播放，接了个耳机听了听音质还算不错。不过这个模块是差分输出，如果不是直接推耳机的话后面需要差分转单端电路，这个电路以前没有折腾过，再就是拆机的蓝牙模块也没有有完整的手册，只好自己一点点的“研究”，再加上后来找到了一位买家自己研究出来的资料，才总算把电路弄懂了个大概。又玩了一段时间后，发现这个模块可以通过软件更改开关机提示音，按键功能啥的，感觉很好玩的样子。于是从机顶盒上拆了片DRV632用来做差分转单端，DIY就是这样手里有啥就用啥，再简单的组合一下就把PCB搞出来了，主要目的就是为了检验模块可否连接PC，差分转单端后的声音怎么样，充电电路是怎么工作的等等……


连接电脑进行调试，一种方法是使用USB接口，但需要花几百块钱去买一个开发板，这对于业余玩家来说太不友好了；另一种方法是模块通过电平转换模块连接到LPT并口，尽管有并口的电脑上基本上都已经淘汰，但作为一名资深的垃圾佬，这不是什么问题，就是再做一个电平转换模块有点麻烦，花了亿点点时间就做好了，找来一个并口接头随便接下线，投入使用：



需要注意的是：调试须使用32位操作系统，别问我是怎么知道的。折腾来折腾去，最后终于能够正常的连接了，下面是一些调试过程的截图：

CMD命令行，清空后写入引导文件


在这里可以修改蓝牙名称，默认音量等等选项


配置GPIO，也就是哪个按键对应某个功能，比如某个按键长按、短按是音量+还是下一曲都可以根据个人喜欢进行配置。


可以修改事件提示音，比如开关机用什么声音可以在这里选择。


把GPIO0设置为电源控制，这样可以用这个信号来实现整个系统的电源控制。长按某个按键后，蓝牙模块打开，GPIO0输出高电平就可以打开MCU、数码管、FM发射部分的电源了，蓝牙模块关机后，就会断开上述器件的电源。


可以设置在蓝牙断开连接后多长时间后自动关机


简单地配置下LED显示状态


USB界面，如图配置后插入电脑可识别为USB声卡。这样就可以把电脑的声音通过FM发射了。


至此，蓝牙部分基本调试通过，差分转单端芯片DRV632工作的也很好，但是外围电路有点复杂。拆了一个成品的蓝牙转音频用的是TPA6132，就找来资料看了下确实不错，并且电路也简单。
TPA6132A2是DirectPath™立体声耳机放大器，无需使用外部直流阻隔输出电容器。差动立体声输入和内置电阻设置器件增益，进一步减少了外部组件数。增益可以选择–6dB、0dB、3dB或6dB。该放大器使用单个23V电源为16Ω扬声器提供25mW功率。PA6132A2提供独立于电源电压的恒定最大输出功率，从而为防声震设计提供了方便。TPA6132A2采用全差动输入，以减少音频源与耳机放大器之间的系统噪声拾取。高电源噪声抑制性能和差动架构增加了射频噪声抗扰度。对于单端输入信号，请将INL+和INR+接地。该器件具有内置杂音抑制电路，可以完全消除开启和关闭期间的噼啪噪声干扰。放大器输出具有短路和过热保护以及ESD保护。TPA6132A2由一个2.3V-5.5V的单电源供电，电源电流典型值为21mA。关断模式可将电源电流减少至1μA以下。


FM发射选择了QN8027，至于为什么选择这颗芯片，因为我在搜索资料的过程中看到其他公司做相关产品都在用它，跟着抄肯定没错。
简单介绍一下吧：QN8027是一颗高性能FM立体声发射芯片，在立体声发射模式下能够达到65dB信噪比（SNR），0.04%的总谐波失真（THD）。使用3X3mm MSOP10封装，外转电路简单，内置稳压电路，可以直接用锂电池供电，使用IIC接口通讯，发射频率76-108MHZ，并且支持RDS（Radio Digital System）功能。QN8027芯片原理图如下：



主控MCU使用STC15W201S，8脚SOP封装，有6个可用的I/O。用了2个I/O来模拟IIC控制FM发射频率，另2个I/O搭配TM1650驱动了一个4位的数码管显示当前发射频率，剩余的那2个用来做按键，调整发送频率的大小。


至此主要的电路已经确定，再加上锂电池充电管理电路，最终版的原理图很快就画好了。


设计好的PCB，布线水平有限加上元件密度有点大，只好把数码管的驱动芯片TM1650放在了另一面。



左下角绿色的是CSR8645蓝牙模块，模块上面分别是TPA6132为主组成的差分转单端电路和QN8027调频发射部分；4位数码管下面那个8Pin的是主控单片机，PCB右边是TYPE-C USB插座、3.3V LDO和TP4057锂电池充电电路。



LDO电路使用了5脚带使能管脚的RT9193-3.3，当蓝牙模块开机后PIO0输出高电平，用这个高电平打开LDO的使能端，芯片输出3.3V电压，MCU、TPA6132、QN8027、数码管等开始工作，当蓝牙模块关机再延时一段时间后，PIO0输出低电平将系统关闭，此时只有蓝牙模块处于睡眠状态，其他电路则完全断电，待机电流用万用表毫安档量不到。



正常工作电流


开机30秒后，自动关闭数码管显示可以减少14ma的电流。



找来一些以前DIY剩下的亚克力，手工切割打磨下组装在了一起，，颜值还算不错。
左上角用来连接FM发射天线。


从淘汰的老年手机上拆了个天线，很合适。


对一名非专业、水平有限的爱好者来说，做这么个东西的过程还是坎坷且又艰难的。前前后后一共做了好几个版本，各种BUG，各种修改，最后总算达到了一个能正常工作的状态，当然还有好多的缺陷，因为是自己玩就不折腾了。



调试蓝牙模块的电脑，要求有并口，32位系统，临时找了一片主板在裸奔


调试完成，手机连接模块后播放喜欢的节目，随便找来一个收音机，假装在收听电台，开心！


一些美图






写在最后：身边的朋友曾含蓄地问我，我看你做的这个，网上也有卖的，买一个好像也不贵样子还好看，操心费力的自己做你图个啥呢？确实，为了做这么个非主流的东西，用去了大把的业余时间，消耗了大量的脑细胞，花的钱用来买成品的话都能买一堆了，并且最后做出来的东西还会有各种各样的BUG。有时候自己也会想：这是图个啥啊，这纯粹是有病，暗下决心做完这个后就别折腾了。可是过不了多久，又开始在那“研究”某些奇奇怪怪的东西，一边在安慰自己说下次一定。

shiuyipyuen

hujingdi 发表于 2022-2-8 07:11
QN8027属于15mW功率

这指标严格来说是超.但是;看楼主的照片是在室内,更有藍牙传只数公尺,限制了这件作品誓必室内运用,

这就合法了.

举个例;AM发射是违法,但如果在室内DIY发射AM,那怕是0.1W.10W.100W,都是合法的.

八兆天空

我家这附近调频信号也不是很好 之前跟居委会商议办了一个小区广播 发射机功率1W覆盖6栋楼 普通时候转播无广告 星河音乐台的高保真歌曲  紧急情况归居委会使用  20年疫情期间播放公告   现在相处不错 以后准备再搞一部 播放相声  以前听的央广相声小品停播很可惜 要不然直接转播了

wenjunlin1979

hujingdi 发表于 2022-2-9 07:17
高频FM波段信号发生

国家对无线发射类有明确规定和严格限制，矿坛历年来对比都非常谨慎。我虽没有仔细看过相关法律条款，但也深知这关乎矿坛安危，乃至存亡。

如果你仔细研读过国家相关法律法规，觉得没有问题，那很好啊，可以就此放开此限制，否则请不要玩火。

wenjunlin1979

hujingdi 发表于 2022-2-8 07:11
QN8027属于15mW功率

大赛公告里说的很明确:

无线发射类作品，只有仪表类高频信号发生器，2.4G两类允许参赛，前提是功率不超标。其它无线发射类作品，均不允许参赛，功率不超标也不行。

换句话说，功率不超标，是必要条件，不是充分条件。

请问蓝牙转fm发射器，是属于仪表类高频信号发生器吗？还是属于2.4G？

hujingdi

wenjunlin1979 发表于 2022-2-8 08:40
大赛公告里说的很明确:

无线发射类作品，只有仪表类高频信号发生器，2.4G两类允许参赛，前提是功率 ...

高频FM波段信号发生

识宝专家

看完了 佩服 还是佩服

L北斗

福禄克是大大的亮点！

aqxgm

闻太师 发表于 2022-2-7 22:03
无线发射类可以参赛？

微功率FM发射，不需要执照，未违反相关法律法规，难道不可以吗？

hujingdi

QN8027属于15mW功率

清纯色狼

软硬结合的高技术制作 顶一下

请教楼主  这个东西干什么用的？ 是代替收音机的吗？还是连手机用的？ 没看明白

aqxgm

闻太师 发表于 2022-2-7 22:16
大赛公告是这么说的，除非版主认为其属于仪表类高频信号发生器。看版主怎么说吧，有时候也不是完全按大赛 ...

如果不合适的话，麻烦版主将此贴删除

aqxgm

清纯色狼 发表于 2022-2-8 10:20
软硬结合的高技术制作 顶一下

请教楼主  这个东西干什么用的？ 是代替收音机的吗？还是连手机用的？ 没 ...

可以理解为一个自己专用的调频广播电台，音源来自手机蓝牙音频

0754

看完了 佩服 还是佩服