这是一个,真正产品级的,已经商业化的,可以魔改的——收音机(简称咕咕机)。
为什么要开源这个产品?这款产品的市场定位是让热爱DIY的入门玩家可以进行各种魔改,包括换大屏幕、升级立体声功放等玩法。让更多未接触过电子DIY的朋友们有机会亲身体验从入门到魔改的“折腾过程”。
本次开源,是作者在商业化过程中的一次尝试,他们很好奇把一款闭源的被市场所认知的产品开源,会带来怎样的变化。也希望通过这个项目,给更多的开源者带来一些商业化借鉴。
全波段的收音机,确实不少,但……支持“魔改”?
这就有点意思了!
接下来,我们就一起看看,这种“特别”的产品化设计,会有什么功能?硬件设计思路又是怎样的?
一、功能/亮点
首先说明,收音机是支持数字/模拟输出两种模式的:
数字输出通过D类功放 驱动输出
模拟输出通过模拟运放 驱动输出
具体功能如下:
①全波段收音机
②调频FM:64Mhz-108MHz
③调幅AM中波MW:520KHz-1710KHz
④调幅AM短波SW:3.5MHz-30MHz
⑤航空波段:118MHz-137MHz
⑥数字输出模式还支持:蓝牙音箱、网络收音机功能(需要网络收音机固件支持)
⑦模拟输出模式还支持:调幅单边带SSB-3.5MHz-30MHz(BFO调节0-2000Hz)
⑧支持UHF扩展:通过扩展板支持UHF波段接收/发射功能,请遵守当地法律法规
二、硬件设计
咕咕机收音板原理图
咕咕机收音板PCB图
咕咕机MCU板原理图
咕咕机MCU板PCB图
咕咕机U段扩展板原理图
咕咕机U段扩展板PCB图
一个产品,或许无法做到“完美”,但却可以尽可能的将产品的定位,发挥到极致。
体现到硬件设计思路上,就是——支持“魔改”
1.收音板
①前端:固件中AMP开关控制到ANT_IN_SW(路径选择)和RADIO_LNA_SW(LNA电源)。高为打开,低为关闭
咕咕机的前端设计并不是很完美,这也是被用户所诟病的。如果大佬们有兴趣,可以重新设计一下前端部分。
②航空波段:与V4mini方案接近,但为了支持更宽的超外差接收,把带通改成了低通。混频方案仍然采用SA602。
③扩展IO:由于需要控制的信号略多,而ESP32资源有限,因此我们采用了9555来扩展IO口。
如果需要魔改且使用我们的固件的话,这块不要随意修改噢。
2.MCU主控板
①主控:ESP32+FLASH+PSRAM
②时钟芯片:PCF8523T
这个芯片会掉表(可能需要频繁对时),复刻建议采用DS3231
③喇叭接口:咕咕机采用单声道双输出模式,模拟输出加数字输出。
因为SI473x的单边带模式不支持数字输出
④数字输出:MAX98357
⑤模拟输出:从收音板的功放输出,这两路输出采用双刀双掷开关切换
魔改建议:如果要改成立体声的话,可以加一路MAX98357,把两个MAX98357分别配置成左右声道,另外可以考虑把收音板的功放挪到MCU板,做成双路。
⑥屏幕:2寸屏,ST7789驱动
⑦采用单锂电池供电方案,升压芯片:FP6276B
也有小伙伴魔改了一下,改成双电池供电的方案,这样电路里就避免出现DCDC,纯用LDO供电了
3.U段扩展板
本扩展使用AT1846S方案,将扩展板与收音板的扩展接口连接后,主界面可选择U段接收模式(因法规原因,已禁用发射功能)。
由于咕咕机的结构原因,整机的I2C走线和模拟音频输出走线较长,因此比较容易受到附近大功率发射设备的干扰。
那,怎么防止上述“被干扰”的情况发生?
如果遇到此情况,可考虑使用导电布或者接地金属板进行屏蔽(PCB外壳可能是个好主意,但是要在WIFI/蓝牙天线处做好开窗)好的,硬件设计部分就先讲到这。
那可能就有人问了——文中一直提到魔改,到底是魔改成啥样啊?无图无真相啊?!
好!问得好!禁止自问自答创友们请看VCR!
三、接下来,欢迎你进入“魔改”的快乐老家
魔改小天才by:Sandy
咕咕机本体设计的时候,预留了一部分魔改立体声的空间,但为了做得更便携,最终才设计成了单声道方案。
但是,Sandy同学基于原始的咕咕机方案设计了立体声扩展板,增加了双路MAX98357+双路8002输出,并且把屏幕改成了大屏。
同时她也重新设计了外壳,传说中的东方红方案就这么诞生了。
Sandy写了非常详细的魔改说明,在这里我也不再赘述了。东方红的相关魔改我会放在开源网址附件中。
在这里,感谢Sandy的天才设计与分享。
参考开源资料:
https://oshwhub.com/alec_cy/geek-nest-full-band-radio-v5a-op