FM Frequenz mit arduino auslesen

[matzGP]

20201019_212707.jpg

Hallo Allerseits,

habe gerade erfolgreich ein BRAUN Regie 450 "saniert", sprich die alten Elkos getauscht und den im Sperrmüll gefundenen Receiver wieder zum Leben erweckt. Erstaunlich gute Trennschärfe, selbst mit einer Wurfantenne. Und der Klang ist ebenfalls toll (selbst an den alten Schneider LS 132 vom Schwiegervater)
Jetzt würde ich gerne das Teil etwas "modernisieren", sprich mit digitaler Frequenz- und Feldstärkeanzeige für FM versehen. (statt Drehzeigerinstrument, jetzt mit OLED display)
Arduinos sind da bestimmt eine Hilfe. Ich weiß allerdings nicht wo und wie ansetzten. Vielleicht weiß ja jemand schon eine Lösung bzw. einen link zu einem Beispielprojekt.
beste Grüße
Matthias

[röhrenradiofreak]

Dieses Gerät hat eine Varicap-Abstimmung, die rein passiv arbeitet, also keinen Rechner enthält. Deshalb gibt es, um die Frequenz digital anzuzeigen, eigentlich nur zwei Möglichkeiten:
- Das Signal des Oszillators auf eine Frequenzzähler-Schaltung geben und von der gezählten Frequenz die ZF (10,7 MHz) abziehen. Das Signal muss so ausgekoppelt werden, dass keine Rückwirkung auf den Oszillator entsteht und es nicht so abgestrahlt wird, dass es die ganze Umgebung verseucht.
- Die Abstimmspannung auf einen A/D-Wandler geben und eine Umrechnungskurve Spannung -> Frequenz hinterlegen (die aber nicht linear ist). Von der Hardware her einfacher, aber ungenauer.

Lutz

[matzGP]

Hallo, Lutz, vielen Dank für die schnelle Antwort, letzteres scheint mir praktikabler... und empirisch zu ermitteln (also gemessene Spannung und entspr. eingestellte Frequenz...) Preisfrage, wo abgreifen... Schaltbild 450 ist vorhanden...
beste Grüße aus der herbstlich grauen Eifel...
Matthias

[röhrenradiofreak]

Vermutlich ist dieses Gerät ähnlich aufgebaut wie vergleichbare Braun-Geräte aus diesen Jahren. Dann führt von der Stationsspeicher-Einheit eine, möglicherweise abgeschirmte, Leitung zum UKW-Teil. Diese Leitung führt die Abstimmspannung, die im Bereich von etwa 0 bis 30V einstellbar ist. Die Spannung ist sehr hochohmig. Wenn die Schaltung, die Du daranhängst, einen Eingangswiderstand kleiner als einige M Ohm hat, musst Du eine Pufferstufe dazwischenschalten.

Lutz

[matzGP]

Hallo, Lutz,
Pufferstufe sagt mir jetzt nix... Bin allerdings auch kein Radio/FM HF Nerd...
beste Grüße
Matthias

[Hobbybastler]

Hallo Matthias,

Pufferstufe sagt mir jetzt nix...

Die Zauberworte heißen Impedanzwandler, Emiterfolger, Sourcefolger usw.
Am besten mit einem Hochohmigen Operationsverstärker oder FET.
Dort kann dann auch gleich die Spannung auf für einen Arduino erträgliche Werte (0..5V) reduziert werden.


Viele Grüße

Martin

[Heinz]

Hallo Matthias,

- Die Abstimmspannung auf einen A/D-Wandler geben und eine Umrechnungskurve Spannung -> Frequenz hinterlegen (die aber nicht linear ist). Von der Hardware her einfacher, aber ungenauer....

... letzteres scheint mir praktikabler... und empirisch zu ermitteln (also gemessene Spannung und entspr. eingestellte Frequenz...)

da liegt ein kleiner Pferdefuß verborgen. Die Umrechnungskurve ist nicht unbedingt einfache Mathematik.

Hast Du Dir schon mal überlegt, wie man aus den gemessenen z.B. 10 Stützstellenpaaren (Abstimmspannung/Empfangsfrequenz) den Arduino wieder die anzuzeigende Frequenz berechnen läßt?

Natürlich könnte man den Arduino zwischen den Stützstellen linear interpolieren lassen. Je nach Krümmumg der Umrechnungskurve und Lage der Stützstellen kann das aber zu größeren Anzeigefehlern führen. Die Programmierung stelle ich mir auch relativ umständlich vor.

Die beste Lösung - aus der Sicht der Mathematik - wäre wohl die Erstellung eines sog. Splines (s. Wikipedia Spline). Aber auch der ist normalerweise nicht ganz simpel in ein Programm für den Arduino umzusetzen.

Praktisch besser in solchen Fällen ist, wenn man versucht, mit einem Polynom auszukommen. Dazu gibt es Software, mit der man durch einen gegebenen Satz von Stützstellen ein Polynom n-ter Ordnung legt, sodaß die Abweichungen an und zwischen den Stützstellen möglichst klein werden. Die Software gibt dann die Polynomialkoeffizienten aus, die man leicht in den Arduino übetragen kann. Dieser braucht dann pro eingegebener ADW-Spannung nur ein Polynom z.B. 4. oder 5. Ordnung zu berechnen, um die entsprechende Frequenz zu erzeugen. Eine relativ leichte Programmierübung.

Ich benutze zur Erstellung solcher Polynome eine Software aus meinem früheren beruflichen Umfeld (Origin). Die ist leider nicht kostenlos und recht teuer. Im Prinzip sollte auch Excel o.ä. brauchbar sein. Da ich Excel nicht benutze, kenne ich mich da aber nicht aus. Ansonsten: Suchmaschine --> Näherungspolynom.
Einen Spline kann man hier erzeugen: https://tools.timodenk.com/?p=cubic-spl ... erpolation

Gruß

Heinz

[matzGP]

Hallo, Heinz, guten Morgen,

...ah ja. Seeehr interessant. hätte ich gerne schon zu Abiturzeiten (1978) gehabt, den link meine ich. Kommt mir aber bekannt vor
Ob es so genau sein muss... Jetzt brauch ich erstmal den Impedanzwandler, falls nötig. Ich dachte ein simpler Spannungswandler reicht aus (10k/100k)...
Finde bsher noch keine geeignete Beispielschaltung / bzw. geeigneten OpAmp.
beste Grüße
Matthias

[röhrenradiofreak]

Ich dachte ein simpler Spannungswandler reicht aus (10k/100k)...

Nein, eben nicht. So ein Spannungsteiler würde die Abstimmspannung so sehr belasten, dass keine vernünftige Abstimmung mehr möglich ist.

Lutz

[matzGP]

spannungsfolger.jpg

Hallo, Lutz,
also so etwas im prinzip...
Ich hätte da noch einen LM358N...
Grüße
Matthias

[RE 084]

Hallo zusammen,

Bin skeptisch, aber wer des Programmierens mächtig ist, findet hier ein schönes Btätigungsfeld !
Vorteiler für hohe Frequenzen gibt es genug, ein brauchbarer währe der 74F162 für dezimales
Teilen. Danach könnte man auch ein China-Modul anklemmen, das den nötigen ZF-Offset ab-
rechnen kann. Am Ende gibt es dann eine genaue,digitale Anzeige der Frequenz.
Wie bereits angesprochen braucht man dann noch einen hochohmigen Vorverstärker der eine
möglichst kleine Eingangskapazität hat, man platziert versuchsweise eine Koppelspule im
Tunergehäuse und beobachtet die Veränderungen, welche sich daraus ergeben, weil in jedem
Fall auch etwas HF-Energie aus dem Oszillator entnommen wird. Vielleicht reicht ja auch ein
sehr kurzes Stück Draht als Antenne im Tunergehäuse um die HF für den Vorverstärker aufzunehmen.
Der muß auf jeden Fall dicht am Tuner "kleben" .

Bin mal gespannt, wie es weiter geht.
Gruß,
RE 084

Schafft so ein Arduino 118MHz am Eingang ?
Du kannst ja auch dem Arduino sagen: Abstimmspannung 5,5V = NDR2 und so weiter auf der Sendertabelle....

[matzGP]

Hallo, Allerseits,
also der OpAmp und der Spannungsteiler funktionieren schon mal (zumindest am Netzteil)
anbei auch das fritzing... (ohne Gewähr...)
die Umrechnung erstmal linear interpoliert, also noch nicht empirisch als spline...
es soll ja noch mehr verregnete graue Eifelwochenenden geben...
beste Grüße
Matthias

Spannung_Steckplatine.jpg

[Bosk Veld]

Hallo Matthias,

die Umrechnung erstmal linear interpoliert, also noch nicht empirisch als spline...

ich würde erstmal die Kurve aufnehmen und die Linearität der Spannungs-Frequenz-Beziehung beurteilen.
Je nachdem, wie genau Du es haben willst, könnte eine lineare Interpolation durchaus ausreichen, wenn Du z.B. bei jedem MHz einen Stützpunkt hast. Das Programm muß dann nur die Tabelle nach der Eingangsspannung abklappern (geht sehr schnell) und dann neben ein paar Strich-Rechnungen nur eine einzige Punkt-Rechnung durchführen. d.h. Du kannst die Zahl der Stützstellen bedenkenlos erhöhen, falls nötig, sie beeinflußt die Rechengeschwindigkeit praktisch nicht.

Gruß, Frank

[AlfredG]

Hallo,
die Frage ist doch wie genau das ganze sein soll. Ich würde da wie schon oben gesagt eine Kurve aufnehmen. Dazu wird natürlich ein Meßsender benötigt, oder du orientierst dich an der Skala. Dann die Werte in ein Array eintragen. Bei 87-105 MHz sind das 180 bei 0,1er Schritten. Eigentlich reicht das schon, das kommt auch auf das Poti und die Übersetzung an, wie genau man da den Sender einstellen kann. Wenn da eine AFC "mitspielt" fängt die sowieso den Sender.

Alfred

[matzGP]

Hallo RE 084 heisst Hans

evtl. gibt es ja auch die Möglichkeit direkt am IC im Abstimmungsbereich abzugreifen...:
Zitat: "Das decodierte Stereo Signal steht an den Ausgängen 4 und 5 des IC's (Ci 901) zur Verfügung" ... heißt es im Service manual.
Nun ja mit einem Schmitt-Trigger sollte man es vielleicht in den arduino bekommen, der aber sicherlich kein 118Mhz verarbeiten kann... Nur wie entzieht sich bis jetzt noch meinem google Wissen
Matthias