[액티비티_시작품]FM 오디오 송신기(FM Audio Transmitter)

November 30, 2018

 [FM 오디오 송신기 시작품 사진]

 

 

FM 오디오 송신기 시작품 제작 의뢰를 받았습니다.

 

 

요구되는기능은,

오디오를 FM 방식으로 전송하며,

주파수를 설정할 수 있고,

USB를 통해 전원을 제공받는 구성입니다.

 

 

 

해당 요구사항을 정리하여 하드웨어 시스템 블록을 구성했습니다.

 

3.5 파이 폰-잭으로 입력 받은 오디오를,

FM TRANSMITTER IC를 거처,

U-HUB V1 허브-모듈이 FM TRANSMITTER IC를 제어하여 FM 방식으로 전송합니다.

 

3개의 푸시 버튼을 통해 FM 주파수 변경 및 선택하고,

U-HUB V1 허브-모듈이 스위치를 입력받아,

4 자리 7세그먼트로 주파수를 표시합니다.

 

7세그먼트 제어를 위한 MCU I/O 수를 줄이기 위해

I2C I/O EXPANDER IC를 사용하고,

7세그먼트의 각 자리에 해당하는 공통단자는 U-HUB V1 허브-모듈의 I/O로 처리합니다. 

 

구성한 하드웨어는

푸시버튼에 디지털 입력 3개,

FM transmitter IC와 디지털 입/출력 2개(I2C),

I/O expander IC와  디지털 입/출력 2개(I2C),

7세그먼트에 디지털 출력 4개로 U-HUB V1 허브-모듈의 I/O 11개를  사용했습니다.

 

 [FM 오디오 전송장치 하드웨어 시스템 블록]

 

 

 

각 요소에 해당되는 주요 부품을 선정했습니다.

 

중앙제어장치는 U-HUB V1 허브-모듈로,

FM TRANSMITTER IC는 KT0803L로,

I/O EXPANDER IC는 PCF8574로,

4 DIGIT 7 SEGMENT는 SND340B를 선정했습니다.

 

 [FM 오디오 전송장치 부품 선정]

 

 

PCB는 2종으로 FRONT PANEL BOARD과 MAIN BOARD로 구성했습니다.

 

 [FM 오디오 전송장치 PCB 레이아웃]

 

 

 

FM TRANSMITTER IC를 제어는 오픈-소스를 참고했습니다.

 

 

아두이노 오픈-소스는 참 편리합니다.

제가 참조한 오픈-소스는 Xantorohara님의 라이브러리입니다.

 

*XantoKT0803 라이브러리(링크)

 

구글에서 "XantoKT0803"을 검색하시면 GitHub 자료나,

"KT0803"을 검색하시면 다양한 자료와 동영상을 얻을 수 있습니다.

 

주의하실 점은 KT0803은 I2C로 제어되지만, 아두이노에서 제공하는 Wire 라이브러리로는 정상적인 제어가 되지 않았습니다.

 

XantoKT0803 라이브러리는 일반 디지털 I/O 핀을 I2C로 설정해서 사용하는 방식으로 써보니 예제도 훌륭하고 잘 동작합니다.

 

 

 

제작한 PCB는 다음과 같습니다.

 

4자리 7세그먼트 보드 전면 외형입니다. FM 주파수가 87.5~108.5MHz 범위를 갖도록 4자리 세그먼트를 사용하고 소수점을 표시했습니다. 제품 특성 상 세그먼트는 작은 사이즈를 선택했습니다.

 [FRONT PANEL BOARD 외형 - FRONT]

 

4자리 7세그먼트 보드 후면 외형입니다. I2C 7세그먼트 드라이버 IC를 썼다면 핀이 더 간소해졌을 텐데 해당  IC  패키지가 너무 커 작은 보드에 들어갈 수 없었네요. 대신 I/O Expander IC를 사용하고 공통단자는 직접 제어하였습니다.

 [FRONT PANEL BOARD 외형 - REAR]

 

U-HUB V1 허브-모듈을 장착하기 전 메인보드 외형입니다.  U-HUB V1 허브-모듈에 필요한 제어회로가 모두 내장되어 있어 메인보드가 부품이 거의 없어 보입니다. 우측 상단에 FM transmitter 회로와 우측 중간에 3개의 푸시버튼 스위치가 위치해 있습니다. FM 안테나는 테스트를 위해 스프링을 사용했습니다. 

 [MAIN BOARD 외형]

 

U-HUB V1 허브-모듈(좌)과 결합 전 사진입니다. FRONT 그리고 MAIN 보드를 먼저 결합(우)했습니다.

 [U-HUB V1 허브-모듈 결합 전 FRONT와 MAIN 보드 결합]

 

U-HUB V1 허브-모듈과 메인보드를 모두 결합한 외형입니다. 레이아웃 구성 시 스케치한 외형처럼 잘 나왔습니다.

 [FM 오디오 송신기 시작품 외형]

 

 

시작품 동영상입니다. 함께 감상하시죠^^

 

FM 오디오 송신기의 전원은 외장 배터리로 공급했습니다.

FM 수신기로는 블루투스 FM 라디오를 사용했습니다.

전송할 오디오는 스마트폰에서 전송했습니다. 

스마트폰과 FM 오디오 송신기는 3.5 파이 AUX 오디오 케이블로 연결했습니다.

FM 오디오 송신기와 FM 라디오의 주파수를 맞추면 두 기기 사이에 오디오가 연결됩니다.

 [FM 오디오 송신기 시작품 작동 동영상]

 

 

이상으로 앱스킷 U-HUB V1 허브-모듈을 활용한,

FM 오디오 송신기 시작품 제작 액티비티 후기였습니다.

 

감사합니다.

 

 

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