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lunes, julio 7, 2025

Un ESP32 y un chip de radio para automóvil le permiten construir el receptor SDR definitivo


En una época en la que todos tenemos en nuestras manos teléfonos inteligentes que pueden transmitir películas de alta definición, el romance de escuchar la radio analógica de la vieja escuela perdura. Para algunos, es un descanso de las cookies, los contratos y los términos de servicio que se esconden detrás de cada actividad en línea. Sin embargo, para personas como yo, una gran parte del encanto es la emoción que surge al recibir una señal desde miles de kilómetros de distancia y hacerlo de la manera tradicional: con conocimiento de las condiciones atmosféricas, las antenas y la electrónica.

Este pasatiempo de utilizar diversos conocimientos y habilidades para llegar a estaciones muy distantes se llama DXing. Hoy en día, el procesamiento de señales digitales hace posible colocar dispositivos electrónicos de recepción estupendamente capaces en un paquete económico y muy portátil, por lo que nunca ha habido un mejor momento para ser un DXer. Y entre estos dispositivos electrónicos de alto rendimiento, posiblemente no haya mejor ejemplo que el Chip TEF6686introducido en 2013 por Semiconductores NXP y revisado varias veces desde entonces.

El chip ha tenido mucho éxito en las radios de los automóviles, en parte debido a su bajo costo y alta fidelidad de audio, pero especialmente debido a su sorprendentemente alta sensibilidad y selectividad a las señales de radio. El TEF6686 puede recibir tanto FM como AM y puede configurarse para adaptarse a los diferentes anchos de banda utilizados por estaciones en diferentes países. También puede decodificar el RDS digital de una estación de transmisión (Sistema de datos de radio) feed, que cuando está presente contiene información continuamente actualizada, como el título de una canción que se reproduce actualmente.

La extrema selectividad y sensibilidad del chip resulta de su hábil uso de tecnologías de radio definida por software program y de procesamiento de señales digitales (DSP) para filtrar frecuencias adyacentes. Esto permite la recepción de señales muy débiles que, de otro modo, quedarían ahogadas por emisiones cercanas. El chip ha demostrado ser irresistible para los entusiastas de la radio, atraídos por sus características que van mucho más allá de lo que necesita la radio de un automóvil. Puede recibir no sólo las bandas de transmisión comercial, sino también las bandas de onda corta y larga. El chip también puede proporcionar información instantánea sobre la intensidad de la señal.

Componentes clave de la radio.El chip TEF6686 se puede encontrar en un práctico módulo [top left] que proporciona blindaje electromagnético y una interfaz de orificio pasante. Una placa de desarrollo basada en ESP32 [top middle] controla el módulo y realiza el procesamiento de señales. Una pantalla LCD muestra la interfaz de usuario, que se controla mediante botones y controles giratorios. [bottom left]. James Provost

Como radioaficionado activo (PE5PVB) en los Países Bajos, me intrigaron las críticas entusiastas que comencé a ver sobre el TEF6686. Durante el bloqueo de COVID de 2020, comencé a diseñar un sintonizador de código completamente abierto que exprimiría el mayor rendimiento posible del chip para los DXers de FM. Mi entusiasmo creció cuando encontré los módulos sintonizadores TEF6686 en AliExpress. Estos contienen un chip TEF6686 en un paquete apto para bricolaje, adecuado para soldadura por orificios pasantes (el TEF6686 en sí es un chip montado en superficie) y con blindaje de radiofrecuencia para ayudar a minimizar la interferencia. Estos módulos son baratos: generalmente se pueden encontrar por unos 25 dólares estadounidenses.

Pronto me decidí por una configuración que constaba de dos placas de circuito impreso conectadas por un cable plano. Hay una placa principal, que contiene el módulo TEF6686 y el microcontrolador, y una placa de visualización, con una pequeña pantalla OLED y los interruptores y codificadores que controlan la radio. Evalué varias versiones de microcontroladores compatibles con Arduino y descubrí que la mayoría eran demasiado lentos y tenían memoria flash insuficiente.

El microcontrolador necesita mucha memoria flash porque debe almacenar no sólo todo el firmware que opera la radio, que se envía al TEF6686 después de cada arranque, sino que también debe almacenar las diferentes fuentes para la pantalla, varias imágenes, así como una base de datos de distintivos de llamada de América del Norte y de provincias canadienses y estados de EE. UU. (esta información, junto con otras capacidades, permite al usuario ver inmediatamente el distintivo de llamada y el estado donde se encuentra el transmisor que está recibiendo). Al last me decidí una variante de el ESP32 módulo, que tenía la velocidad y capacidad de memoria que necesitaba, pero que aún podía programarse usando el fashionable IDE de Arduino.

A principios de 2021, yo lanzado en GitHub una versión inicial del firmware y esquemas para otros aficionados al bricolaje. También estuve en contacto con un bricolaje Tienda net en los Países Bajos, Equipo AmateurRadioShop.nlque todavía se vende un equipo de una versión anterior de la radio. En el otoño de 2021, creé una segunda versión con la llamada pantalla de interfaz hombre-máquina (HMI) deSiguiente. Esta pantalla tiene un procesador incorporado, por lo que podría realizar más tareas de interfaz de usuario desde el ESP32. Esto aceleró considerablemente la radio y también abrió nuevas posibilidades gráficas. En esta versión también agregué Wi-Fi, que permite la conexión a recursos en línea como XDR GTK, una interfaz de usuario que permite un management preciso por computadora del sintonizador de radio, y RDS Spy, que decodifica los datos RDS en información utilizable en tiempo actual. . Si desea crear esta versión usted mismo, deberá crear sus propias placas de circuito impreso. Pero los archivos Gerber, una lista de materiales y consejos de construcción están disponibles en mi sitio net en www.pe5pvb.nl. Soldarlo tomará aproximadamente 2 horas.

Un diagrama de bloques que muestra un ESP32 conectado entre un panel de control y el TEF6686. El TEF6686 está además conectado a una antena y dos amplificadores.La pantalla y los controles están conectados directamente al microcontrolador mediante pines de entrada/salida de uso common, mientras que el chip receptor TEF6686 se controla mediante comandos enviados a través de una interfaz serial I2C. Los canales izquierdo y derecho se amplifican y pasan a tomas de audio RCA estándar.James Provost

Para aquellos que no tienen ganas de hacer un equipment, también hay una opción para ustedes. A principios de 2022, un aficionado chino, Justin Peng, se puso en contacto conmigo para decirme que había construido una versión portátil a partir de mi diseño. Ese verano, las primeras versiones basadas en este diseño suyo apareció en AliExpress. En los meses siguientes, el interés en mi proyecto de código abierto se disparó y los expertos en FM DX de todo el mundo adoptaron la radio.

En 2023 me contactó un aficionado checo. Marek Farkašquien me invitó a un grupo que estaba formando en el Plataforma social de discordia con otros aficionados dedicados a trabajar y mejorar el software program para esta radio. En este equipo ahora tenemos un diseñador gráfico, algunas personas que son especialistas en RDS, otras que son programadores muy hábiles y un tipo chino que escribió una versión adecuada para que la utilicen los diseñadores de {hardware} que buscan hacer una radio para el mercado de AliExpress. Juntos, revisamos completamente el código y agregamos un diseño gráfico más fluido, más conectividad, idiomas seleccionables y otras mejoras.

Estoy muy agradecido con este equipo por todo su arduo trabajo para hacer de esta radio de código abierto quizás la radio de mayor rendimiento de su tipo hasta la fecha. Espero que lo pruebes y, aunque no pierdas el tiempo buscando emisoras distantes, ¡redescubras el placer de la transmisión de radio FM de alta calidad!

Este artículo aparece en la edición impresa de diciembre de 2024 como “El receptor SDR definitivo”.

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