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SDR: AM (Stereo) Bluetooth Sender
#1
ich hatte  schon versucht das als Bastelprojekt für einen Wettbewerb vorzuschlagen, aber irgendwie kann man in deutschen Radioforen niemanden zur Microcontroller-Technik bewegen. Gut dann hier meine bereits funktionierende Lösung auf Basis eines ESP32 Microcontrollers von Espressif.

[Bild: attachment.php?thumbnail=45124]    
[Bild: attachment.php?thumbnail=45125]    

Die MCU stellt für ein Smartphone, Tablet PC oder normalen Desktoprechner eine Audio-Bluetooth-Schnittstelle zur Verfügung. Die Koppelung aufs Radio erfolgt über eine Aussendung auf der Mittelwelle per Ferritantenne. Treiber, Filterung/Anpassung usw. kommt auf eine einseitige SMD-Platine. Das Layout wird es später geben (siehe weiter unten). Der Rest ist reine Software und läuft auf der Dualcore-MCU von Espressif.

[Bild: attachment.php?thumbnail=45126]    
Der Bluetooth-Mittelwellensender wird in Android direkt als externer Lautsprecher eingebunden und verhält sich dem Betriebssystem gegenüber transparent. 

[Bild: attachment.php?aid=45127]    
Die Konfiguration erfolgt über einen Webserver auf der MCU und kann mittels beliebigen Webbrowser durchgeführt werden. Neben dem BT-Namen des Senders kann man auch die Ausgangsfrequenz (hier im 10 kHz Raster) auswählen. Final wird man auf dieser Webseite auch noch eine optimale Antennenanpassung für die jeweilige Ausgangsfrequenz vornehmen können.

Warum hier 10 kHz und nicht 9 kHz? Nun das SDR-Projekt werde ich im nächsten Jahr im Rahmen eines mehrteiligen Beitrages in einer US-Zeitschrift vorstellen, dort sind solche Sender sogar FCC-erlaubt. 
Neben der Grundfunktion <Bluetooth nach Mittelwelle> wird dann in weiteren Teilen auch eine Webradio-Funktion hinzugefügt. Die Bedienung dieses Webradios kann ebenfalls über jeden Webbrowser oder über die Android App "ESP Radio" erfolgen.

[Bild: attachment.php?aid=45128]    

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Nachtrag 25.12.17

Obiges hatte ich ja bereits im Doosel-Thread von Peter gezeigt, ich möchte seinen Thread aber nicht weiter zerpflücken deshalb werde ich dazu hier weiter schreiben.

Im Moment suche ich zwei oder drei Freiwillige, die ein oder mehrere AM-Stereo Gerät(e) besitzen. Kein Softwareempfänger für AM-Stereo, den habe ich selbst. 
Ich würde den Sender oben gern noch per Software mit einer Stereo-AM-Option ausrüsten und hätte  dazu  Rückmeldungen mit dem Empfang auf "richtigen" Geräten.
Die Sache soll nicht sofort und gleich passieren  (noch habe ich nicht angefangen AM-Stereo komplett zu implementieren), sicher gehen noch ein paar Wochen oder Monate ins Land bis ich alles für einen Magazin-Artikel und Vorabtester aufbereitet habe. Die Hardware bzw. den Sender würde ich stellen -komplett aufgebaut-, er kann dann beim Teilnehmer verbleiben wenn dieser ihn haben möchte, wenn nicht übernehme ich alle Versandkosten eines Retours. (Deutschland,Österreich, Schweiz).
Der Tester sollte auch die Möglich- und Fähigkeit haben per USB/Internet ein Firmwareupdate aufzuspielen und Debugmeldungen des Senders per Terminalprogramm auszulesen.  Es sind dabei keine Programmierkenntnisse oder Kenntnisse einer Programmiersprache nötig, wenn solche Fähigkeiten vorhanden sind, können diese aber auch nicht schaden.  Smiley20

Viele Grüße
Bernhard
Ansprechpartner für Umbau oder Modernisierung von Röhrenradios mittels SDR,DAB+,Internetradio,Firmwareentwicklung. 
Unser Open-Source Softwarebaukasten für Internetradios gibt es auf der Github-Seite! Projekt: BM45/iRadio (Google "github BM45/iRadio")
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#2
Hallo Bernhard,

Ich möchte mich hier gerne einbringen und AM Stereo testen. Ich verfüge über folgende Geräte:
- JC Penney MCS3050 (cquam)
- Sony SRF-A100 (cquam, harris, kahn-hazeltine)
- Sony SRF-A1, SRF-A10 Walkman (cquam, harris, kahn-hazeltine)
- Carver TX11b der "Mercedes" unter den AM Stereo Tunern (cquam)
- in Kürze verfügbar Sony SRF-A42 Walkman (Amax Gerät)
- in Kürze verfügbar Realistic tuner von Radio Shack mit analoger Abstimmung.

Da ich einige Geräte doppelt habe könnte ich Dir auch etwas ausleihen.

Bei Interesse kannst Du mich gerne per Email kontaktieren. Die PN Funktion im Forum hast Du ja leider gesperrt.

Viele Grüße aus Lanzarote 
Semir
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#3
Hallo Semir,

vielen Dank für deine Bereitschaft zum Testen. Sobald ich den Sender soweit habe das er in Stereo funkt melde ich mich per elektronischer Post bei Dir. Was die Mikrokontroller angeht, da stehst Du ja voll in der Sache, also auch das kommt mir sehr entgegen.

Viele Grüße auf die geologisch sehr interessanten Kanaren. Vor La Garciosa hatte ich mal einen Auftrag zur Hebung eines Schiffs und habe eine Zeit lang in Caleta del Sebo gewohnt. Grüße und komme gut nach 2018!
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#4
Und? Was ist draus geworden?

LG
old-
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#5
Siehe: https://www.radio-bastler.de/forum/showt...#pid154109

Der AM-Transmitter für Mono und Stereo ist lange funktional fertig und wurde auch von mehreren Radiosammlerkollegen nachgebaut und bei den Radio Day by the Bay 18 wurde das Bastelprojekt erstmals einer "größeren" Sammlergemeinde vorgestellt und vorgeführt. Ein Mitglied der California Historical Radio Society hat daraus eine Kleinserie für Mitglieder hergestellt. Als OpenSource durfte die Software zum Bausatz leider in der Form wie geplant nicht erscheinen,  nur mit fehlenden Codecs *hust* und damit erstmal wertlos, das habe ich an anderer Stelle schon geschrieben natürlich auch wie man an passende Nutzungslizenzen für diese Codecs oder DSP-Cores kommt. Sind zwar alles nur Kleinbeträge, aber sobald jemand als "Hersteller" bzw. Verteiler auftritt und nicht als Einzelnutzer, darf man schon mal Preise bezahlen, eben für große Firmen. Da werden dann potenzielle Nutzerzahlen angenommen, die man als Hobbyist nie erreichen wird.

Mit sonnigen Urlaubsgrüßen
Bernhard
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Unser Open-Source Softwarebaukasten für Internetradios gibt es auf der Github-Seite! Projekt: BM45/iRadio (Google "github BM45/iRadio")
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#6
Hallo Bernhard,

könnte es ein, dass Du da den falschen Link oben drin hast? der geht nämlich auf den DDS AM Modulator Thread...
Viele Grüße
Semir
---------------------------------
"Alle sagten: Das geht nicht. Dann kam einer der wußte das nicht, und hat es gemacht."
(Prof. Hilbert Meyer, Uni Oldenburg)
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#7
(16.06.2019, 22:55)Bernhard45 schrieb: Als OpenSource durfte die Software zum Bausatz leider in der Form wie geplant nicht erscheinen,  nur mit fehlenden Codecs *hust* und damit erstmal wertlos, das habe ich an anderer Stelle schon geschrieben natürlich auch wie man an passende Nutzungslizenzen für diese Codecs oder DSP-Cores kommt.  Sind zwar alles nur Kleinbeträge, aber sobald jemand als "Hersteller" bzw. Verteiler auftritt und nicht als Einzelnutzer, darf man schon mal Preise bezahlen, eben für große Firmen. Da werden dann potenzielle Nutzerzahlen angenommen, die man als Hobbyist nie erreichen wird.

Mit sonnigen Urlaubsgrüßen
Bernhard

Bei der analogen Lösung ist der "Code" (=Schaltplan) frei.
Damit das auch so bleibt, mache ich in meinem Blog weiter.

LG
old.
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#8
Falsch, dein Schaltplan ist genauso "frei" wie der offene Quellcode. Jeder kann sich das Ding ansehen und darüber diskutieren, sobald man aber das Endergebnis nutzt und dabei eine Norm benutzt, die Patentrechtlich geschützt ist, muss man pro Einheit eine Lizenzgebühr zahlen. Vetreibt man sein Produkt auf Basis des Schaltplans oder Quellcodes wird man automatisch zum Hersteller und darf noch größere Lizenzgebühren abführen. Wie ist das im Fall von C-Quam? Ist der Patentschutz und die Lizenzpflicht schon abgelaufen? Wenn nein, dann ist das Produkt analog wie digital lizenzpflichtig. Wenn man mit einem Controller zum Beispiel eine Internetradiostation per AAC Codec softwareseitig dekodiert, auch wenn man den AAC Dekoder selbst geschrieben hat, wird man lizenpflichtig. Kostet für den Nutzer knapp einen US-Dollar. Vertreibt oder publiziert man seinen AAC Codec sind je nach Auffassung von Via Licensing 15.000 $ Grundgebühr fällig. Nutzt man Bluetooth, dann sind da einige Codecs zu betrachten. Vetreibt man ein Gerät auch mit fertigen Bluetoothfunkmodul, so muss man sich seit 2014 bei Bluetooth SIG als Hersteller/Lizenznehmer registrieren. Übrigens, auch wer iRadio oder iTV benutzt ist streng genommen ein Lizenznehmer und darf eine Lizenz erwerben sofern man den audiocodec nicht mit der im Kaufpreis des Raspberry inkludierten Lizenz nutzen kann! Macht euch mal schlau was man als Nutzer eines Computers alles kaufen muss und was man als Hersteller einer Digital- wie Analogschaltung patent- und lizenzrechtlich beachten muss!

Otto.
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#9
(17.06.2019, 11:40)OttoBerger schrieb: Wie ist das im Fall von C-Quam? 

Ist mir egal, weil ich das Motorola-Verfahren nicht verwende
sondern ein eigenes dazu kompatibeles.
https://radio-bastler.de/forum/showthrea...#pid152638
Die veröffentlichte Schaltung von Semir ist eher Magnavox,
https://radio-bastler.de/forum/showthrea...4#pid94474
https://radio-bastler.de/forum/showthrea...4#pid95674
er hat nur gesagt, dass er es zum Motorola ausgebaut hat
und welche Vorteile das gebracht hat.

LG
old.
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#10
Hallo Bernard45 - bin zwar neu hier im Forum, aber mich würde das Projekt mit dem ESP32 interessieren.
Sitze nämlich über einer ähnlichen Lösung - komme aber, was die Modulation angeht (bin nur digital unterwegs), nicht richtig weiter :-(
Und das Bild von deinem Modul sieht doch recht vielversprechend aus:

Hintergrund: Ich habe einen Ami-Oldtimer aus den 70ern, der hat "nur" ein AM-Radio. Das soll auch so bleiben - von wegen der Originalität.
Und ein bissel Musik wäre im Auto nicht schlecht - aber das Radio möchte ich nicht umbauen, lieber AM über die Antennenbuchse einspeisen.


Übrigens bin ich nicht der Einzige, der daran Interesse hat !

Vielleicht hast du ja einen Link der Veröffentlichung deines Projektes ...

Grüße aus Berlin
Think different ! 

Viele Grüße aus Berlin 
Frank 
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#11
Hallo DrNeurosurg,

warte auf unser iRadio Mini für ESP32!
Hier wird unser bisheriges iRadio (welches ja auch eine Internetradiostation/Bluetooth in AM senden kann https://github.com/BM45/iRadio) speziell in einer Version für die "neuen" ESP32 Audio Kits erscheinen. Das Ganze wird auf meiner Github-Seite "BM45" veröffentlicht.

Gruß
Bernhard
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#12
Vielen Dank für die ultra-schnelle Antwort.

In diesem Projekt hatte ich schon gestöbert - AM habe ich nicht gefunden … kommt bestimmt mit derESP32 Implementierung - oder ?

Grüße aus Berlin 
Frank
Think different ! 

Viele Grüße aus Berlin 
Frank 
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#13
Nein das iRadio kann schon länger sämtliche gängige Modulationsarten erzeugen. Ob nun die IQ Daten bzw. die HF für FM , DAB(+) oder AM berechnet wird, ist ja egal. Ist ja doch nur relativ einfache Mathematik bzw. sind berechnete Zahlenreihen die zur DA Wandlung kommen.

Beim ESP32 hingegen muss man aber selbst bei einfacheren Modulationsarten mehr tricksen, als bei einem großen System. DAB wird hier eher nicht gehen, FM und AM bekommt man aber auch auf dem ESP32 hin.
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#14
Hört sich recht spannend an - aber der ESP32 hat doch nur 2 8-bit DACs. Scheint mir recht wenig …

Grüße aus Berlin

Frank
Think different ! 

Viele Grüße aus Berlin 
Frank 
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#15
Hallo Frank,

welcher Dynamikbereich mit wieviel Bit Auflösung möglich ist, wirst Du wissen denke ich. Schaue Dir mal die Bittiefen gängiger DACs für die RF Erzeugung auf SDR-Boards im Hobbybereich an. HackRF, LimeSDR, FL2K, ...  Über die Qualität der im ESP32 verbauten ADC/DAC Hardware brauchen wir, denke ich, nicht reden, auch nicht welche Möglichkeiten es noch gibt ein Signal zu erzeugen und welche DAC-Typen machbar sind. Das ist umfänglich besprochen. Auf der anderen Seite der Rechung, muss man bei solchen Sachen auch im Kopf behalten, welche Datenmengen ein uC, eine CPU oder ein FPGA berechnen, also erzeugen und dann über eine geeignete Schnittstelle (intern/extern) übertragen kann. Ein 12 Bit-DAC nützt nichts, wenn man die Datenmenge in dieser Auflösung nicht in Echtzeit berechnen kann oder keinen Arbeitsspeicher dafür hat. Es ist für diesen Anwendungsfall ja nichts erreicht, wenn das System 5 Minuten rechnen und zwischenspeichern muss, um eine Minute HF zu erzeugen! Ein ESP32 ist kein Linux ARM SoC und das wiederum ist kein FPGA Board. Bei solchen abgespeckten Systemen kannst Du auch nur Basisbandarbeit machen und kommst ins Zielgebiet nur durch den "Oberwellenbetrieb" oder besser, durch einen weiteren Mischer. Siehe Fl2k, auch ein Adalm Pluto kann keine 6 GHz direkt aus der SW erreichen. Und eine AM ist im Gegensatz zu einem OFDM bei DAB im Basisband noch "Kinderkram", wirst Du merken wenn Du dir mal die mathematischen Gleichungen für das I/Q Signal ansiehst, die Semir hier gepostet hat.

Gruß
Bernhard
Ansprechpartner für Umbau oder Modernisierung von Röhrenradios mittels SDR,DAB+,Internetradio,Firmwareentwicklung. 
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#16
Hallo Bernhard,

alles, was du beschreibst ist mir im großen und ganzen klar. Ich habe im Vorfeld - also als ich begonnen habe, mich mit der Idee zu beschäftigen - auch einiges ausprobiert. Da ist z.B. die ganz interessante Idee von bittuni. Das Ding funktioniert - irgendwie. Mal abgesehen von der festen Frequenz auf die er moduliert (das ist das kleinste Problem), benutzt er auch den 8-Bit-DAC. Die Sache ist schnell ausprobiert und man merkt doch sehr deutlich den Unterschied zu einem "echten" Audio-DAC (üblich ist ja hier, wegen I2S, der PCM5102, z.B.). 

Zur Zeit bin ich dabei - bitte nicht lynchen - einen Rechteck, den der ESP erzeugt mit dem Signal des PCM (also Audio) zu modulieren. B.Kainka hat ja da so einige Varianten veröffentlicht (Elektor usw.). Oberwellen sind momentan nicht mein Problem - ich speise das Signal direkt über die Antennenbuchse ein - du weisst, Autoradio. Es funktioniert auch recht passabel, bin aber trotzdem an anderen Ideen interessiert (ja, man kann auch einen DDS AD9850 modulieren- leider nicht die "billigeren" DDS).

Also warte ich mal auf deine / eure ESP-SDR...

Grüße aus Berlin

Frank
Think different ! 

Viele Grüße aus Berlin 
Frank 
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#17
(20.12.2021, 09:48)DrNeurosurg schrieb: (ja, man kann auch einen DDS AD9850 modulieren- leider nicht die "billigeren" DDS).

Hallo Frank,

für LW, MW ist auch ein AD9833 oder AD9835 brauchbar und in AM modulierbar. Dazu gibt es hier im Forum Beiträge oder auch im Netz wie hier https://www.b-kainka.de/Weblog/logbuch1.htm  . Funktioniert sehr gut und diese DDS-ICs gibt es von Analog kostenlos als Sample.  https://www.analog.com/en/products/ad983...iscussions



Auf uC aus der Klasse des ESP32 oder STM32 kann man das Signal ähnlich erzeugen wie mit diesen ICs. Im Prinzip wird zunächst eine AM im Basisband mit den PCM-Samples des Modulationssignals erzeugt. Mathematisch ist das u.a. hier beschrieben: https://www.brainkart.com/article/Theory...ion_13077/

Unser Nutzer "Semir" hatte, da wir hier bei AM-Stereo sind, auch die Gleichungen für die Erzeugung der verschiedenen Stereo-Normen auf der Mittelwelle gepostet. Diese Zusammenfassung dürfte über die Suchfunktion zu finden sein.

Für das Signal des Trägers (im Prinzip ja auch nur eine Zahlenfolge) kann man eine kleinen LUT nehmen oder mit dem CORDIC- Algorithmus arbeiten. Das Ergebnis dieser "Mischung" y[t]=[1+mm[t]]*c[t] , also ein recht schmalbandiges Signal, kann über den DAC ausgegeben werden und wird dort mit einem weiteren Mischer auf LW oder MW gebracht. Das LO-Signal kann dabei durchaus ein Rechteck sein, welches man leicht im uC erzeugen kann. Hier kann man sich wunderbar der ungeraden Oberwellen bedienen und das Signal in Ziellage ausfiltern.

Wenn der gewählte DAC und seine Anbindung nicht der Flaschenhals sind, würde ich vorher das Basisbandsignal direkt in die Hochfrequenzlage, zumindest aber in ZF-Lage umsetzen. Das ist Mathematisch nur eine Multiplikation, die, wenn man die Sache geschickt angeht, in Pi/2-Schritten erfolgen kann. Der NCO dreht also immer um 90° weiter, was zu einer Multiplikation mit ...0,1,0,-1,0,1,... usw. führt.  Auch für "langsamere" Systeme somit kein Hexenwerk, da ein Registerwert mit Null multipliziert immer Null ergibt, bei 1 ändert sich der Registerinhalt nicht und bei einer Multiplikation mit -1 braucht man nur das Vorzeichenbit setzen.

Das grob zur Signalerzeugung und als Ideengeber.
Übrigens lässt sich so nicht nur eine AM erzeugen, sondern auch noch andere Spielereien verwirklichen. Ein "klares" Mittelwellensignal ist oftmals gar nicht so interessant. Künstliches Fading/Trägerschwund oder eine Gewittersimulation erzeugen ein authentischeres Hörgefühl auf LW und MW. Dazu hatte ich im Forum mal ein Demovideo gepostet.


Gruß

Bernhard
Ansprechpartner für Umbau oder Modernisierung von Röhrenradios mittels SDR,DAB+,Internetradio,Firmwareentwicklung. 
Unser Open-Source Softwarebaukasten für Internetradios gibt es auf der Github-Seite! Projekt: BM45/iRadio (Google "github BM45/iRadio")
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#18
Danke Bernhard,

die Mathematik hinter der AM ist mir klar - und funktioniert auch.

Wie schon von dir vermutet, ist (beim ESP32) der DAC der Flaschenhals: mit allen möglichen Tricks lässt er maximal 13 MHz zu (bei 16Bit, die "leider" immer auf einmal transferiert werden) ergibt das eine (maximal) AM-Frequenz von 835 kHz. Damit kann man vielleicht noch leben, aber die DAC Auflösung von 8 Bit sind - falls du nicht nur einen Pong-Sound ausgeben willst, "grottig".

Wie gesagt, ich habe das Projekt von bittuni (https://bitluni.net/am-radio-transmitter) ausprobiert - bei Sprache noch recht erträglich, aber Musik geht gar nicht.


Trotzdem vielen Dank für deine Mühe - meine Variante mit einem PCM1502 DAC (gibt's bei Ali für unter 3€) und einer recht simplen Externen Beschaltung ( siehe B.Kainka) habe ich ca. +3dB an 50 Ohm - fürs erste ausreichend. Und ich kann, da der ESP32 den Träger erzeugt, die Frequenz schön fein und in jedem Raster wählen.


Grüße au Berlin

Frank
Think different ! 

Viele Grüße aus Berlin 
Frank 
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