Radiosender
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
<strong>Radiosender</strong>
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Michael Mutschlechner<br />
5C Informatik<br />
Gewerbeoberschule Bruneck<br />
Schuljahr 2006/2007<br />
Fachlehrer: Dr. Martin Niederkofler<br />
Fach: Elektronik und Nachrichtentechnik<br />
Grafik Titelblatt: Manuel Messner<br />
2
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Vorwort ................................................................................................... 5<br />
Wie ein <strong>Radiosender</strong> funktioniert ................................................................. 6<br />
Mein UKW-Sender ..................................................................................... 6<br />
Betriebsart FM (Frequenzmodulation): .............................................................................................. 7<br />
Pre‐Emphasis ....................................................................................................................................... 8<br />
Oberwellen .......................................................................................................................................... 8<br />
Praktische Umsetzung: ........................................................................................................................ 8<br />
Die Schaltung: ...................................................................................................................................... 9<br />
Justierung .......................................................................................................................................... 10<br />
Radio Data System.................................................................................. 12<br />
Wichtige Dienste des RDS ................................................................................................................. 12<br />
Technische Grundlagen ..................................................................................................................... 14<br />
Praktische Umsetzung ....................................................................................................................... 15<br />
Steuerung über die serielle Schnittstelle: ......................................................................................... 17<br />
Steuerung über die parallele Schnittstelle: ....................................................................................... 17<br />
Einspeisung des RDS Signals in die Audio Leitung: ............................................................................ 17<br />
Stereo-Coder.......................................................................................... 18<br />
Frequenzgang des Stereocoders ....................................................................................................... 18<br />
PLL-Sender ............................................................................................ 20<br />
Die Antenne ........................................................................................... 20<br />
Erhöhung der Reichweite .................................................................................................................. 21<br />
Software ................................................................................................ 24<br />
Käufliche Software .................................................................................. 24<br />
Radiomate ............................................................................................. 24<br />
Allgemein ........................................................................................................................................... 25<br />
Jingles ................................................................................................................................................ 26<br />
Playlisteneditor .................................................................................................................................. 26<br />
Clock .................................................................................................................................................. 27<br />
Automation ....................................................................................................................................... 27<br />
3
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
RDS .................................................................................................................................................... 28<br />
SMS .................................................................................................................................................... 28<br />
History ............................................................................................................................................... 29<br />
Einstellungen ..................................................................................................................................... 29<br />
Nachwort ............................................................................................... 30<br />
Quellen ................................................................................................. 31<br />
4
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Vorwort<br />
Schon von klein auf habe ich immer wieder verschiedene Geräte auseinander<br />
genommen und an alten Fernsehern, Telefonen und auch Radios rumgebastelt.<br />
Oft sind diese dann auch im Mülleimer gelandet. Vor ca. 2 Jahren bin ich rein<br />
zufällig auf ein Forum im Internet mit der Überschrift „Senderbau“ gestoßen.<br />
Dieses Forum hat mich fasziniert, da berichteten tatsächlich Leute darüber, dass<br />
ihre Sender 2, 5 ja sogar 100 Km weit hörbar waren. Nach einigen Recherchen<br />
habe ich auch die Bauteile für einen Radio Sender bestellt. Die Wartezeit auf das<br />
Päckchen wollte nicht vergehen. Nach dem Zusammenlöten der Widerstände,<br />
Kondensatoren, Spulen und Transistoren hat der Sender eigentlich sofort<br />
funktioniert. Da konnte man mit dem Radio zwischen dem Rauschen und<br />
Gedudel kommerzieller Stationen die Musik aus meinem MP3 Player hören. Es<br />
war zwar alles noch sehr instabil und ziemlich schlecht empfangbar, aber<br />
funktioniert hat es.<br />
In dieser Facharbeit möchte ich erklären, wie ein <strong>Radiosender</strong> funktioniert, wie<br />
man selbst einen bauen kann und was alles dazu gehört.<br />
Gleich zu Beginn sei erwähnt, dass das Betreiben eines unangemeldeten<br />
<strong>Radiosender</strong>s in den meisten EU-Ländern und damit auch in Italien verboten und<br />
strafbar ist.<br />
Man sollte daher unbedingt das elfte Gebot beachten, das da lautet:<br />
"Lass´ dich nicht erwischen!"<br />
5
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Wie ein <strong>Radiosender</strong> funktioniert<br />
Die einfachste Sendeanlage besteht aus einer Audio-Quelle, einem Sender und<br />
einer Antenne. Die Audio-Informationen werden auf das Trägersignal<br />
aufmoduliert und die hochfrequente Strahlung wird über die Antenne abgestrahlt.<br />
Als Audioquelle kann schon ein MP3-Player reichen. Selbstbauprojekte für Sender<br />
und Antennen gibt es im Internet zu genüge. Schon für wenig Geld (30 €) kann<br />
jeder seine eigene Musik neben den kommerziellen Sendern im Radio hören.<br />
Sicherlich sind solche Sender nur Projekte für Einsteiger, mit denen ein<br />
ernsthaftes Senden nicht möglich ist.<br />
Eine Sendeanlage ist eine Einrichtung, die elektromagnetische Wellen erzeugt<br />
und abstrahlt. Die Sendeanlage kann in den verschiedensten Weisen arbeiten.<br />
Wichtige Merkmale einer<br />
Sendeanlage sind die Betriebsart<br />
und der Frequenzbereich. Unter<br />
dem Begriff UKW-Radio versteht<br />
ein Laie die Betriebsart FM<br />
(Frequenzmodulation) im 3 Meter<br />
Band, also im Bereich 87,5MHz bis<br />
108,00MHz.<br />
Da die meisten Radios in diesen<br />
Bereichen arbeiten, ist es natürlich<br />
Ziel eines <strong>Radiosender</strong>s genau hier<br />
zu senden, um möglichst viele<br />
Hörer zu erreichen.<br />
In diesem Kapitel werde ich die<br />
Funktionsweise eines solchen UKW<br />
(Ultra Kurz Welle) Senders<br />
erläutern.<br />
Mein UKW-Sender<br />
Die Ukw-Senderschaltung besteht grundsätzlich aus einem Oszillator und einer<br />
Einrichtung zur Modulation der Schwingung.<br />
An einem Transistor liegt ein Schwingkreis aus Spule und Kondensator. Das<br />
schwache Rauschen findet Resonanz (also Verstärkung durch mitschwingen) in<br />
6
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
diesem Schwingkreis, zunächst einmal nur im Nanowattbereich. Der Transistor<br />
verstärkt dies als aktives Bauelement, so dass das Ganze ein Oszillator<br />
(Schwingungserzeuger) ist. Die Leistung der elektromagnetischen Schwingungen<br />
dort ist nun immer noch auf wenige Milliwatt begrenzt. Nun werden diese<br />
hochfrequenten elektromagnetischen Schwingungen immer weiter verstärkt. Die<br />
Kondensatoren und Spulen passen die Impedanzen der Verstärkungsstufen (und<br />
nachher die der Antenne) aneinander an. Das so erzeugte Trägersignal enthält<br />
noch keine Information. Diese muss erst auf dieses moduliert werden. Dies<br />
geschieht mittels der Frequenzmodulation.<br />
Betriebsart FM (Frequenzmodulation):<br />
Die Frequenzmodulation (FM) ist ein Modulationsverfahren, bei dem die<br />
Trägerfrequenz durch das zu übertragende Signal verändert wird. Es wird<br />
zusätzlich der Phasenwinkel beeinflusst. Die Frequenzmodulation ermöglicht<br />
gegenüber der Amplitudenmodulation einen höheren Dynamikumfang des<br />
Informationssignals. Weiterhin ist sie weniger anfällig gegenüber Störungen.<br />
Die Frequenzmodulation kann mit einem abstimmbaren Schwingkreis erzeugt<br />
werden, der zum Beispiel anstelle eines Kondensators eine Kapazitätsdiode<br />
enthält, an welche die Signalspannung angelegt wird. Die Diode ändert ihre<br />
Kapazität durch diese Spannung und der Schwingkreis damit seine<br />
Resonanzfrequenz.<br />
Frequenzmodulation<br />
7
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Pre-Emphasis<br />
Im UKW-Empfänger wird hinter dem Demodulator das Tonsignal in den Höhen<br />
abgesenkt. Eigentlich möchte man keine Höhen absenken, sondern hier möchte<br />
man das Rauschen absenken. Wenn das Rauschen abgesenkt wird, leiden auch<br />
die Höhen darunter. Im Sender wird also ab der Grenzfrequenz von 3,185kHz die<br />
Amplitude um 20dB pro Oktave angehoben. Verwirklicht wird dies mit einem<br />
einfachen Hochpass, also einem RC-Netzwerk. Im Empfänger senkt ein Tiefpass<br />
die Freqenzen wieder. Somit ist der Frequenzgang der Musik praktisch wieder<br />
gleich.<br />
In Europa wird das Signal mit einer Zeitkonstante von 50µs entzerrt. Wir haben<br />
einen Kondensator und einen Widerstand. Die Zeitkonstante T=Tau ist das<br />
Produkt aus R und C.<br />
Für den Kondensator wird 10nF gewählt. Als Widerstand ergibt sich damit ein 4,7<br />
KΩ Widerstand.<br />
Oberwellen<br />
Oberwellen sind ganze Vielfache der Grundwelle, wenn diese nicht perfekt<br />
sinusförmig ist. Kein Sender ist perfekt, es werden immer Oberwellen, die auch<br />
Harmonische genannt werden, erzeugt. Diese treten vor allem bei<br />
Selbstbauprojekten auf. Durch entsprechende Filter kann verhindert werden,<br />
dass sie von der Antenne neben der Hauptwelle abgestrahlt werden.<br />
Oberwellen sind häufig Grund dafür, dass Piratensender ausgehoben werden. Sie<br />
können nämlich den Fernsehempfang, den Polizeifunk, den Flugfunk oder den<br />
Amateurfunk stören.<br />
Ein Sender, der auf 100,00 MHz sendet, produziert Oberwellen auf 200,00 MHz;<br />
300,00 MHz; 400,00 MHz;… .<br />
Praktische Umsetzung:<br />
Da die Anzahl an Senderschaltungen im Internet sehr groß ist, habe ich mich<br />
nach langer Überlegung für einen Sender mit einer Sendeleistung von 300mW<br />
entschieden. Die Adresse zur Schaltung findet man unter „Quellen“.<br />
Der Sender lässt sich mit nur einem Kondensator einstellen und muss nicht<br />
zusätzlich abgestimmt werden. Man kann eine Line-Audioquelle direkt<br />
anschließen. Dies ist z.B. ein Mischpult, ein PC-Line-Ausgang oder ein CD-Player.<br />
Der Sender sendet nur in Mono, wer in Stereo senden möchte, kann zusätzlich<br />
einen Stereocoder bauen.<br />
8
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Betriebsspannung ist eine Gleichspannung von 9 bis 32 V.<br />
Die Stromaufnahme beträgt 20mA (bei 30V).<br />
Die Schaltung:<br />
R1, R2 = 100 Ω<br />
R3, R4, R6, R12 = 47 kΩ<br />
R5 = 3,9 KΩ<br />
R7 = 220 KΩ<br />
R8 = 470 Ω<br />
R9, R11 = 4,7 KΩ<br />
R10 = 6,8 KΩ<br />
R13 = 22 KΩ<br />
R14 = 220 Ω<br />
T1, T2 = BC 547 C<br />
L1 = Luftspule ohne Kern, 7<br />
Windungen, Durchmesser 4mm<br />
C1 = Elko 220 µF / 35 V / stehend<br />
C2, C3 = Elko 470 µF / 25 V /stehend<br />
C4, C5, C6, C7 = 1 nF<br />
C8 = Elko 1 µF / 35 V / stehend<br />
C9 = 10 nF / 5%<br />
C10, C12 = 220 pF<br />
C13 = 100 pF<br />
C11 = Elko 4,7 µF / 25 V / stehend<br />
C14 = Trimmkondensator 2 - 35 pF<br />
C15 = 4,7 pF<br />
Über C1, C2, C3, R1 und R2 wird die Eingangsspannung zunächst optimal<br />
geglättet und dabei auch leicht reduziert. Auf ein stabilisiertes Netzteil kann<br />
dadurch verzichtet werden.<br />
Über R3 und R4 werden die 2 Kanäle einer Stereo-Tonquelle zu einem<br />
Monosignal zusammengemischt. R5 reduziert dabei den Signalpegel auf den<br />
benötigten Wert.<br />
Über C8 gelangt das Signal an T1, der mit R6, R7, R9 und R10 eine gewöhnliche<br />
Verstärkerstufe bildet. R8 und C9 erzeugen dabei die nötige Pre-Emphasis.<br />
9
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Über C11 und R11 gelangt das so aufbereitete Signal nun an die Senderstufe,<br />
bestehend aus T2 und den umliegenden Bauteilen. Dabei handelt es sich um<br />
einen gewöhnlichen HF-Oszillator in Basis-Schaltung. Der Drehkondensator C14<br />
bestimmt dabei die Sendefrequenz.<br />
C4, C5, C6 und C7 dienen der Unterdrückung von HF-Störungen auf der<br />
Versorgungsspannung. Durch die mehrfache Ausführung dieser Kondensatoren<br />
an verschiedenen Stellen der Platine, schwingt der Sender sehr sauber und ohne<br />
Brummstörungen auf der vorgesehenen Frequenz. C10 dient zusammen mit R11<br />
der zusätzlichen Unterdrückung von HF-Rückwirkungen auf T1.<br />
Obwohl diese Schaltung relativ klein ist, empfehle ich ausdrücklich sie auf einer<br />
geätzten Platine aufzubauen. Die positiven Eigenschaften des Senders wurden<br />
zusätzlich im Platinenlayout optimiert, durch die dichtgedrängte Anordnung aller<br />
Oszillator-Bauteile, und großflächigen Masseleitungen ringsum.<br />
Justierung<br />
Ist der Sender aufgebaut, so muss man eine geeignete Sendefrequenz finden<br />
und den Sender darauf einstellen. Hierfür nimmt man den Sender zunächst in<br />
Betrieb, und wartet fünf Minuten, zuvor kann es nämlich zu geringen<br />
Frequenzveränderungen durch die Erwärmung von T2 kommen. Mit einem Radio<br />
sucht man dann eine freie Stelle, möglichst nicht zu nahe an anderen Sendern.<br />
Nun wird der Trimmkondensator des Senders auf diese Frequenz eingestellt. Das<br />
ist allerdings sehr schwierig, weil jede kleinste Drehung am Trimmer gleich eine<br />
sehr große Frequenzänderung zur Folge hat, und weil sich die Sendefrequenz<br />
auch jedes mal wieder geringfügig ändert, wenn man vom Trimmer weggeht. Um<br />
die Frequenz optimal einzustellen, muss man die Justierung einige Male<br />
wiederholen und dabei immer wieder die momentane Sendefrequenz am Radio<br />
genau überprüfen. Vorteilhaft ist es, wenn man einen Schraubenzieher aus<br />
Plastik verwendet, da Metall die Kapazität des Drehkondensators beim Einstellen<br />
verändert. Als Spannungsquelle verwende ich einen Transformator mit<br />
Gleichrichterschaltung und Festspannungsregler LM317. Mit dieser<br />
Zusatzschaltung kann ich über einen Trimmer die Spannung fein regeln. Für die<br />
Feinabstimmung der Sendefrequenz kann man nun die Eingangsspannung des<br />
Senders verstellen. Eine Erhöhung der Spannung um ca. 1V verursacht dabei<br />
eine Frequenzänderung von -0,05MHz.<br />
Die Senderschaltung ist in Verbindung mit einer guten Sendeantenne recht<br />
Frequenzstabil. Temperaturschwankungen, Gewitter, Schnee, usw. beeinflussen<br />
10
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
den Sender allerdings sofort, sodass man die Frequenz nachstellen muss. Dies ist<br />
auch der größte Nachteil gegenüber einem PLL-gesteuerten Sender.<br />
Mit R5 lässt sich die Lautstärke des Senders einstellen. Man kann R5 auch durch<br />
einen Trimmer (10KΩ) ersetzen. Man sollte die Lautstärke so wählen, dass sie<br />
möglichst gleich der, anderer Sender ist. Eine zu hohe Lautstärke kann bei<br />
einigen Empfängern ein Rauschen und Knacken verursachen.<br />
Die fertige Schaltung:<br />
Im Gehäuse:<br />
Im Gehäuse sieht man die Spannungsquelle, bestehend aus Transformator (blau)<br />
und der kleinen Zusatzschaltung mit dem LM317 (links). Auf der Frontseite sieht<br />
man den Ein/Aus Schalter sowie eine Kontroll-LED. Auf der Rückseite sieht man<br />
den Antennenausgang und den Audioeingang.<br />
11
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Radio Data System<br />
Ein <strong>Radiosender</strong> ist eine ewige Baustelle. Man kann daran immer etwas<br />
verändern, etwas neues Versuchen oder die Sendeanlage erweitern. Um bei den<br />
kommerziellen Sendern mithalten zu können, fehlt uns noch das sogenannte<br />
RDS, das Radio Data System.<br />
Es ermöglicht die Übermittlung von nicht-Audio Zusatzinformation.<br />
RDS wurde um 1983 von der<br />
Europäischen Rundfunkunion<br />
konzipiert und ist um 1987 zur<br />
Marktreife gelangt. Der Versuchsbetrieb wurde ab 1984 aufgenommen, offizielle<br />
Einführung in den meisten europäischen Ländern war der 1. April 1988.<br />
Die verschiedenen Zusatzinformation zielen unter anderem darauf ab, Sender<br />
genau zu identifizieren, zum Beispiel über ihre Sendeinhalte, ihre Namen usw.<br />
Das System ermöglicht damit zum Beispiel beim Autofahren den störungsfreien<br />
Empfang eines Senders, ohne ständiges Nachstellen der Frequenz. Der<br />
Radioempfänger stellt sich automatisch auf jene Frequenz des Senders ein, auf<br />
der das Signal am stärksten ist. Der Empfänger erkennt über die PI, die Program<br />
Identification, dass eine Frequenz einem bestimmten Sender gehört. Außerdem<br />
werden alternative frequencies (Alternativfrequenzen) übertragen, auf denen das<br />
Signal möglicherweise stärker ist, oder mit dem Bewegen des Autos stärker<br />
werden könnte.<br />
Das RDS-Signal muss spezifisch für jeden Senderstandort erzeugt werden,<br />
meistens direkt am Sender.<br />
RDS bietet aber neben den verbreitet genutzten Funktionen für<br />
Programmkennung, Verkehrsfunk und Alternativfrequenzen weitere<br />
Möglichkeiten für Zusatzinformationen/Services, die aber von den Sendern nur<br />
vereinzelt genutzt und von vielen Empfängern nur teilweise unterstützt werden.<br />
Wichtige Dienste des RDS<br />
• PS: Programme Service Name<br />
Bezeichnet die eingestellte Station in acht alphanumerische Zeichen. Viele<br />
Autoradios können nur Großbuchstaben und Ziffern sowie eingeschränkt auch<br />
Sonderzeichen darstellen. Daher bleibt manchmal wenig Spielraum für einen<br />
vernünftigen PS-Text.<br />
12
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
In letzter Zeit ist es in Mode gekommen, durch wechselnde PS-Anzeigen<br />
(dynamisches PS) einen längeren Sendernamen oder Zusatzinformationen<br />
(aktueller Titel etc.) zu übertragen.<br />
• PTY: Programme Type<br />
Einteilung der Sender nach Sparten, z.B. Pop-Musik, Nachrichten, Klassik,<br />
Jazz etc., leider von vielen Stationen bestenfalls statisch belegt (meist "POP"<br />
oder "CLASSIC") oder gar nicht genutzt. PTY-Auswahl gehört zu den<br />
Standard-Funktionen üblicher RDS-Empfänger.<br />
• PTY-31<br />
Bietet eine automatische Ein-/Umschaltlösung für Notfall- und<br />
Katastrophenmeldungen, wird in neueren Empfängern jedoch teilweise schon<br />
gar nicht mehr implementiert, da zumindest in Europa nie oder nur<br />
"missbräuchlich" genutzt. Die RAI sprach diesbezüglich einige Verwarnungen<br />
gegen Privatstationen aus (sogenanntes "Station Kidnapping", da PTY-31<br />
höchste Priorität besitzt und die Empfänger automatisch und vom Hörer<br />
ungewollt umschalteten).<br />
• TP: Traffic Programme<br />
wird gesendet, wenn ein Sender den sog. Verkehrsfunk anbietet, d.h. wenn<br />
Informationen über Staus und Gefahren oder Geisterfahrermeldungen durch<br />
ein spezielles Signal angekündigt werden.<br />
• TA: Traffic Announcement<br />
Falls TP aktiviert ist, bewirkt ein TA (eine Verkehrsdurchsage) für die Zeit der<br />
Durchsage z.B. eine Erhöhung der Lautstärke oder den Wechsel der<br />
Wiedergabe von zum Beispiel CD zum Radio und danach wieder zurück.<br />
• TMC: Traffic Message Channel<br />
enthält kodierte Verkehrsmeldungen, die von einem Navigationssystem<br />
angezeigt und direkt zur Routenplanung genutzt werden können. Im<br />
fremdsprachigen Ausland kann der Empfänger daraus Meldungen in der<br />
eigenen Sprache generieren.<br />
• PI: Program Identification<br />
Stationsinterner Identifikationscode, wird unter anderem bei der Suche nach<br />
AFs eingesetzt. Vierstellige Hexadezimalzahl, die eine (weltweit) eindeutige<br />
13
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Identifikation des Senders ermöglicht, da die einzelnen Stellen einer<br />
bestimmten Systematik folgen.<br />
• AF: Alternative Frequency<br />
Ermöglicht das automatische Wechseln der Frequenz beim Verlassen des<br />
Empfangsbereiches einer Sendestation. In der AF-Tabelle im RDS werden<br />
ständig Alternativfrequenzen umliegender Sendestationen ausgestrahlt, die<br />
ebenfalls das eingestellte Programm übertragen. Im Normalfall sollte der<br />
Empfänger laufend die Qualität des empfangenen Signals überprüfen und<br />
gegebenenfalls auf eine andere in der AF-Tabelle angegebene Frequenz<br />
wechseln. Der Wechsel ist nur dann erfolgreich, wenn auch der PI-Code<br />
übereinstimmt. So vermeidet man, dass ein Radio auf eine Frequenz<br />
wechselt, die an diesem Punkt von einem gänzlich anderen Programm belegt<br />
ist.<br />
• RT: Radio Text<br />
Übermittelt Zusatzinformationen, wie z.B. den aktuellen Musiktitel mit dem<br />
Interpreten oder Kontaktdaten der Station. Die Textübertragung erfolgt<br />
zeilenweise. Eine Zeile enthält maximal 64 Zeichen.<br />
• CT: Clock Time<br />
Ist für die Zeitsynchronisation zuständig. Wenn das Signal ausgestrahlt wird,<br />
können die Uhren im Empfänger mit diesem Signal eingestellt werden.<br />
Technische Grundlagen<br />
Die Datenbits werden mit einer<br />
Datenrate von 1,1875 kbps übertragen.<br />
Als Modulationsverfahren wird ein<br />
digitales Zweiseitenbandverfahren<br />
eingesetzt, wobei als Träger der um 90°<br />
gedrehte Pilotton von 57 KHz verwendet<br />
wird. Auf diesen Träger, der unterdrückt<br />
wird, werden die RDS-Daten moduliert.<br />
Frequenzspektrum<br />
14
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Bei RDS bilden je 26 Bits (16 Datenbits und 10 Prüfbits) einen Block. Durch die<br />
Prüfbits lassen sich 2 zufällige Fehler innerhalb eines Blocks korrigieren. Der<br />
Code ist so ausgelegt, dass sich bis zu 11 weitere Fehler korrigieren lassen wenn<br />
sie als Büschelstörung, d.h. direkt nebeneinander vorliegen. Mit Hilfe der Prüfbits<br />
können auch die Blockgrenzen und die Art des Blocks detektiert werden. Jeweils<br />
vier Blöcke (ABCD bzw. ABC'D) bilden eine RDS-Gruppe.<br />
Eine RDS-Gruppe aus vier Blöcken<br />
In Block A wird immer die 16 Bit Sender-ID (program information PI)<br />
übertragen. In Block B findet man den Programmtyp (PTY), einen Indikator für<br />
Verkehrsfunk (TP) und die RDS-Gruppennummer (Groupe Type GT). Diese gibt<br />
Auskunft über die Verwendung der restlichen fünf Bits des Blocks B und der 32<br />
Bits von Block C und D. Es existiert eine Reihe von RDS Gruppen, die für<br />
verschiedene zusätzliche Datendienste verwendet werden, z. B. Gruppe 11A<br />
(siehe Beispielbitmuster) oder Gruppe 3A.<br />
Beispielbitmuster für die Gruppe 11A<br />
Praktische Umsetzung<br />
Das RDS-Signal wird normalerweise mit dem Audiosignal vermischt und dann im<br />
Sender auf die Hochfrequenz moduliert. Es gibt zahlreiche Schaltungen, die RDS<br />
Signale generieren. Es gibt dabei sehr komplizierte und umfangreiche, aber auch<br />
kleine und einfache Schaltungen. Gesteuert werden die meisten Schaltungen<br />
über die serielle oder auch parallele Schnittstelle eines Computers. Aufwändigere<br />
Schaltungen haben bestimmte Vorteile gegenüber den kleineren, so kann man<br />
bei ihnen z.B. ohne Computer bestimmte Änderungen der RDS-Dienste<br />
vornehmen.<br />
Ich habe eine einfache Schaltung aufgebaut, die nur einen IC benötigt. Es ist dies<br />
der MRDS192. Dieser IC beinhaltet einen voll funktionsfähigen RDS-Coder. Mit<br />
nur wenigen zusätzlichen Bauteilen kann man das RDS Signal generieren. Die<br />
wichtigsten RDS Dienste werden vom IC unterstützt. Dieser IC hat aber eine<br />
kleine Schwäche, er kostet nämlich um die 15€.<br />
15
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Die Schaltung:<br />
U1 - MRDS192<br />
U2 - 78L05<br />
R1 – 33 KΩ<br />
R2 - 16 KΩ<br />
R3 - 8 KΩ<br />
R4 - 3 KΩ<br />
R5 – 2v<br />
R6 - 1 KΩ<br />
R7 - 820 Ω<br />
R8, R9 – 4,7 KΩ<br />
R10 - 500 Ω Poti<br />
C1 - 10n (Keramik)<br />
C2 - 22n (Folienkondensator)<br />
C3, C4 - 27p (Keramik)<br />
C5, C6 - 100n (Keramik)<br />
L1 - 330 uH<br />
Y1 - Quartz 4.332 MHz<br />
Die fertige Schaltung sieht so aus:<br />
Pinbelegung für die Steuerung:<br />
6 -> SCL<br />
7 -> SDA<br />
16
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Steuerung über die serielle Schnittstelle:<br />
Steuerung über die parallele Schnittstelle:<br />
Einspeisung des RDS Signals in die Audio Leitung:<br />
Das generierte RDS Signal muss nun mit dem Audio<br />
Signal vermischt werden. Dazu gibt es viele<br />
verschiedene Möglichkeiten. Die Einfachste ist die<br />
rechts abgebildete.<br />
17
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Stereo-Coder<br />
Die Krönung eines UKW-Senders ist der sog. Stereo-Coder. Dass ein Sender<br />
eigentlich nur in Mono sendet haben wir schon gehört. Um den Sender Stereo<br />
tauglich zu machen, gibt es eine Schaltung, die die zwei Kanäle der Audioquelle<br />
so zusammenmischt, dass sie später im Empfänger wieder getrennt werden<br />
können. Diese Schaltungen sind meistens recht komplex, einfache kleine<br />
Schaltungen bringen nur sehr bescheidene Klangqualität. Fertige Modelle gibt es<br />
im Fachhandel, die Preise dafür sind aber beträchtlich. Aus diesen Gründen habe<br />
ich bei meinem Projekt nach dem Motto „Besser Mono als schlechtes Stereo“ auf<br />
Stereo-Klang verzichtet.<br />
Es gibt zwei verschiedene Arten von Stereocodern:<br />
Stereocoder nach dem Schalterprinzip und Stereocoder nach dem Matrixprinzip.<br />
Stereocoder nach dem Matrixprinzip sind sehr selten vorzufinden, weil sie im<br />
Aufbau sehr aufwändig und kompliziert sind.<br />
Frequenzgang des Stereocoders<br />
Der Frequenzgang für einen UKW-Sender kann nicht beliebig gewählt werden.<br />
Wünschenswert wäre ein Frequenzgang von ca. 20Hz - 20kHz. Möglich wäre<br />
dieser Frequenzbereich, denn ein Monosender kann diesen Frequenzbereich<br />
problemlos verarbeiten. Bei einem Stereosender kann dieser Frequenzbereich<br />
nicht erreicht werden. Der Stereocoder überträgt ein 19kHz-Sinus (Pilotton), der<br />
im Empfänger nicht ausgegeben wird. Das NF-Signal (Tonsignal) muss daher in<br />
den Höhen begrenzt werden. Es ist festgelegt worden, dass das NF-Signal einen<br />
Frequenzbereich von 30Hz - 15kHz hat. Daher ist noch ein Tiefpassfilter<br />
notwendig.<br />
Der Stereocoder erzeugt eine Bandbreite von 53kHz. Man könnte die<br />
Übertragung der beiden Kanäle auch einfacher lösen. Beispielsweise den linken<br />
Kanal auf 30Hz - 15kHz setzen und den rechten Kanal von 20kHz - 35kHz. Dass<br />
das nicht so realisiert worden ist, lag an den alten Monoradios von früher. Diese<br />
Radios demodulieren das Signal im Bereich von 30Hz - 15kHz. Somit könnten<br />
diese alten Radios nur einen Kanal empfangen. Diese kompliziertere Lösung ist<br />
also aus Kompatibilitätsgründen gemacht worden.<br />
Im Stereocoder werden folgende Frequenzen benötigt:<br />
19kHz (Pilotton)<br />
38kHz (zum Codieren des Signals)<br />
18
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
57kHz (evtl. für Verkehrsfunk)<br />
Alle Frequenzen müssen quarzstabil sein. Daher wird ein Quarzoszillator<br />
eingesetzt. Die Quarzfrequenz ist so gewählt worden, dass sich durch Teilen alle<br />
3 Frequenzen leicht erzeugen lassen.<br />
Die beiden Audiokanäle werden zum eigentlichen Multiplexsignal codiert. Beide<br />
Kanäle L und R werden dem elektronischen Schalter (CD 4066) zugeführt. Der IC<br />
CD 4066 (elektronischer Schalter) wird mit 38kHz gespeist. Hier wird mit 38kHz<br />
(oder alle 26,3µs) einmal der linke Kanal und der rechte Kanal geschaltet. Am<br />
Ausgang entsteht ein Frequenzspektrum mit dem Summensignal (L+R), sowie<br />
das Differenzsignal (L-R) in den beiden Seitenbändern.<br />
Ein nachgeschalteter Tiefpassfilter filtert die Oberwellen heraus. Jetzt wird über<br />
einen Summierer (Matrix) der Pilotton von 19kHz hinzugefügt. Das Signal mit<br />
Pilotton wird danach dem Sender zugeführt. Bei billigen Stereocodern wird der<br />
Tiefpassfilter hinter dem elektronischen Schalter weggelassen.<br />
Der Pilotton hat folgende Aufgaben:<br />
Anzeigen im Empfänger, dass eine Stereosendung läuft (nicht mehr in jedem<br />
Radio vorhanden)<br />
Rückgewinnung des 38kHz-Trägers im Stereodecoder für die Demodulation des<br />
Differenzsignals.<br />
19
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
PLL-Sender<br />
Temperaturschwankungen, Gewitter, Schnee, usw. beeinflussen den Sender, Die<br />
eingestellte Frequenz verändert sich. Ein dauerhaftes Senden ist nicht möglich,<br />
vor allem dann nicht, wenn der Sender auf irgendeinem Berg steht. Die Lösung<br />
des Problems ist eine Regelung. Der Fachausdruck nennt sich Phase-Locked-<br />
Loop. Die PLL ist ein Mikrochip, der auf der Platine des Senders montiert wird.<br />
Ein Quarzoszillator erzeugt eine Referenzfrequenz. Die Sendefrequenz wird mit<br />
dieser Referenzfrequenz verglichen. Der Vergleich wird in der PLL durch den so<br />
genannten Phasendetektor oder Phasenvergleicher gemacht. Wenn die<br />
Frequenzen nicht übereinstimmen, stimmt der Phasendetektor den Oszillator<br />
automatisch nach. Da man keine Quarze mit so hohen Frequenzen für die<br />
Referenzfrequenz zu kaufen findet, stellt man zwischen Referenzfrequenz und<br />
Sendefrequenz ein Teilungsverhältnis n her.<br />
Die PLL ersetzt also den Menschen beim Nachregeln der Sendefrequenz.<br />
Die Antenne<br />
Damit sich die Radiowellen möglichst gut abstrahlen lassen, verwendet man<br />
passende Antennen. Eine Antenne ist ein Stück Metall, das eine halbe<br />
Wellenlänge lang ist. Die Wellenlänge lässt sich aus der Sendefrequenz ermitteln.<br />
c[<br />
m / s]<br />
300[ Mm / s]<br />
λ [ m ] = =<br />
f [ HZ ] f [ MHz]<br />
c ist die Lichtgeschwindigkeit. Also z.B. 300 durch 100 MHz =<br />
3m. Die Antenne muss dann die Hälfte, 1,50 m lang sein. Da<br />
die elektrische Länge nicht genau der physikalischen Länge<br />
entspricht, wird der Faktor ca. 0,95 noch mit eingerechnet. =><br />
1,5m*0,95=1,425m.<br />
Die einfachste Antenne ist ein so genannter Dipol. Er weist<br />
keinen Gewinn auf und strahlt die elektromagnetischen Wellen<br />
in alle Richtungen gleich ab.<br />
Man kann einen Dipol leicht bauen, indem man ein dünnes<br />
Metallrohr (Aluminium) in die richtige Länge schneidet und<br />
Dipol - Antenne<br />
anschließend noch einmal halbiert. Man hat dann z.B. für die<br />
Frequenz 100 MHz zwei Teile A, B mit je 71,25cm<br />
Länge.<br />
Die zwei Teile werden nun entweder horizontal oder vertikal<br />
( λ )<br />
4<br />
20
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
am Masten C nicht leitend befestigt. B wird mit dem Mantel des Kabels<br />
verbunden, A mit dem Innenleiter.<br />
Da die Sender einen Ausgangswiderstand von 50 Ω haben, verwendet man<br />
Koaxialkabel mit diesem Leitungswiderstand. Es eignet sich Kabel des Typs RG58<br />
oder noch besser, da geringere Dämpfung, RG213.<br />
Das Koaxialkabel sollte in Antennennähe nie parallel sondern möglichst<br />
rechtwinklig von der Antenne wegführen um Mantelwellen entgegen zu wirken.<br />
Eine Sendeantenne sollte hoch und frei stehen um vernünftige Reichweiten zu<br />
erzielen. Das Antennenkabel darf dabei aber nicht zu lang sein, der Sender sollte<br />
falls möglich in Antennennähe sein.<br />
Alle Sendeantennen haben, passend zum Sender und zum Kabel, eine Impedanz<br />
von 50 Ω. Antennen mit falscher Länge, falscher Impedanz oder Kurzschlüssen<br />
schicken die Leistung zurück in den Sender, der folglich in Rauch aufgehen kann.<br />
Erhöhung der Reichweite<br />
Man kann eine Reichweitenerhöhung erzielen, wenn man Yagi-Antennen einsetzt.<br />
Diese Antennen strahlen in eine Richtung mehr Leistung ab. Dies wirkt sich<br />
allerdings negativ auf die Gegenrichtung aus.<br />
Um das Prinzip zu verstehen, kann man sich die Radiowellen als Licht vorstellen.<br />
Man hat einen dunkle Halle und in der Mitte eine schwache Glühbirne, also den<br />
Sender. Die Glühbirne alleine erhellt die ganze Halle nur schwach. Gibt man nun<br />
einen Spiegel hinter die Glühbirne, wird die halbe Halle gut ausgeleuchtet, die<br />
andere Hälfte allerdings beachtlich schlechter.<br />
Yagi-Antennen (Richtantennen) gibt es in<br />
verschiedenen Ausführungen, mit<br />
unterschiedlicher Elementanzahl.<br />
Jede Richtantenne besteht aus einem Dipol<br />
(1)und einem oder mehreren Reflektoren (2)<br />
und einem oder mehreren Direktoren (3). Diese<br />
bahnen die Leistung in die gewünschte Richtung.<br />
Die Reflektoren sind Länger als der Dipol, die<br />
Direktoren kürzer. Die Direktoren erstrecken<br />
sich in die Hauptstrahlrichtung der Antenne.<br />
Eine Richtantenne erzielt einen Gewinn, der in<br />
Yagi – Antennen<br />
21
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
dB (Dezibel) angegeben wird und sich auf den Dipol bezieht. Der Gewinn in dB<br />
errechnet sich mit der Formel:<br />
P<br />
G [ dB]<br />
= 10log(<br />
P<br />
Antenne<br />
Dipol<br />
)<br />
Sendet ein Sender zum Beispiel mit 100W,<br />
strahlt ein Dipol ≤100W (-Kabeldämpfung)<br />
in alle Richtungen ab. Eine Richtantenne mit<br />
4dB Gewinn strahlt nun<br />
4<br />
10<br />
100W *10 ≈ 250W in die<br />
Hauptstrahlrichtung ab. Dies wird auch aus<br />
dem Strahlungsdiagramm gut sichtbar.<br />
Ein<br />
weiterer<br />
Antennentyp ist die<br />
Antennendiagramm<br />
Groundplane Antenne. Groundplane Antennen haben einen<br />
Viertelwellenstrahler sowie drei um 120 Grad versetzte<br />
Radials, um 45 Grad nach unten geneigt. Durch die Neigung<br />
der Radials nach unten wird erreicht, dass die Impedanz der<br />
Antenne 50 Ω beträgt, ohne dass zusätzliche Maßnahmen<br />
zur Anpassung erforderlich sind.<br />
Groundplane - Antenne<br />
Aus geometrisch-physikalischen Gesetzmäßigkeiten (Strahlensatz, Abstands-<br />
Quadratgesetz,...) ergibt sich, das sich die Reichweite mit der Quadratwurzel der<br />
Veränderung der Sendeleistung ändert, oder, anders herum ausgedrückt: die<br />
Sendeleistung muss mit dem Quadrat der Faktors erhöht werden, um den man<br />
die Reichweite erhöhen möchte.<br />
9-10 fache Leistung = ca.3fache Reichweite, vierfache Sendeleistung = doppelte<br />
Reichweite usw. Das gilt natürlich nur dann, wenn nicht plötzlich zusätzliche<br />
Hindernisse im Ausbreitungsweg stehen (Berge, Erdkrümmung, Gebäude...).<br />
UKW breitet sich "quasioptisch" aus, d.h. um so weiter man vom Standort der<br />
Antenne sehen kann, desto größer ist die (mit entsprechender Sendeleistung)<br />
erzielbare Reichweite. Deshalb sind Sendeantennen gerne auf hohen Bergen zu<br />
finden. D.h. die oben erwähnte Erhöhung der Reichweite kann nur dann<br />
stattfinden, wenn die Antenne dazu hoch genug ist (weniger Hindernisse).<br />
22
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Sendeleistung und Antennenstandort müssen also passen. Auch die Polarisation<br />
(Horizontal / Vertikal) kann die Reichweite beeinflussen. In Ländlichen Gebieten<br />
und bei geringen Sendeleistungen ist man mit vertikal polarisierten Antennen<br />
besser bedient. Bei hoher Sendeleistung und in Städten, wo Lichtmasten,<br />
Hochspannungsleitungen,… die Wellen leicht ablenken, eignen sich horizontal<br />
polarisierte Antennen. Bei der Polarisation gilt allerdings der Spruch „Probieren<br />
geht über Studieren“.<br />
23
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Software<br />
Wir haben nun einen voll funktionsfähigen <strong>Radiosender</strong> aufgebaut. Damit wir<br />
viele Hörer gewinnen, muss das Musik Programm stimmen. Wohl kaum jemand<br />
wird die Zeit und Geduld haben, Tag und Nacht am Mischpult zu sitzen, um Lied<br />
für Lied einzuspielen. Es gibt verschiedene Softwarepakete, die uns bei der<br />
Lösung des Problems helfen. Es sind so genannte Automations-Programme.<br />
Diese speziell für <strong>Radiosender</strong> entwickelte Software bietet unzählige<br />
Möglichkeiten, ein kreatives und abwechslungsreiches Musik-Programm<br />
zusammenzustellen.<br />
Die Tatsache, dass eine Automations-Software nur relativ wenige Käufer finden<br />
wird, schlägt sich auf den Preis nieder. Ein professionelles Paket kann mehrere<br />
tausend Euro verschlingen (bis in den 6 stelligen Euro Bereich).<br />
Käufliche Software<br />
• DRS 2006 www.drs2006.com<br />
Referenzen: Radio NRJ Wien, Radio Bremen<br />
• Etere www.etere.it<br />
Referenzen: RTL 102.5, Radio Veronica One<br />
• Xdevel XautomationFM www.xdevel.com<br />
Referenzen: FM Italia, Radiorock Italia<br />
• Studer DigiMedia www.studer.it<br />
Referenzen: Radio Holiday, Südtirol 1<br />
Radiomate<br />
Nachdem ich den Sender gebaut hatte, wollte ich eine passende Software dazu<br />
finden. Im Internet gibt es viele Programme, zum Teil auch Freeware, allerdings<br />
sind die wirklich guten Software Pakete keineswegs Freeware, ganz im Gegenteil,<br />
sehr teuer. Außerdem habe ich kein Programm gefunden, dass wirklich alles so<br />
kann, wie ich mir das vorgestellt habe. Ich habe mich selbst vor den PC gesetzt<br />
und begonnen meine eigene Software zu entwickeln. Als Programmiersprache<br />
habe ich Microsoft Visual Basic gewählt.<br />
Die Grundidee besteht darin, ein Programm zu erstellen, welches selbständig und<br />
automatisch ununterbrochen die Musik zusammenstellt und abspielt.<br />
24
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Es soll sich also um ein Programm handeln, das stabil und verlässlich läuft und<br />
auch nach Stromausfällen von alleine wieder startet.<br />
Allgemein<br />
Benutzeroberfläche<br />
Mein Programm habe ich mit dem Namen „Radiomate“ getauft. Es bestand<br />
ursprünglich aus zwei Playern und einem Hauptteil. Die Player spielen die<br />
Musiktitel abwechselnd ab und werden vom Hauptteil gesteuert. In diesem<br />
werden die Titel ausgesucht und in die Warteschlange gesetzt. Die<br />
Warteschlange beinhaltet drei Titel, ein Titel ist jener, der gerade läuft und die<br />
anderen zwei sind die Folgenden. Wurde ein Titel fertig abgespielt, wird er aus<br />
der Warteschlange entfernt und ein neuer wird ausgesucht. Die Titel liegen alle in<br />
einem Ordner auf der Festplatte. Es gibt ein Fenster mit der Playlist, aus der die<br />
Titel ausgesucht werden. Ist die Liste leer, werden alle Titel des Musik-Ordners in<br />
die Liste neu aufgenommen. Dabei lässt sich für jeden Titel einstellen, ob und<br />
mit welcher Wahrscheinlichkeit (0-100 %) er in die Liste aufgenommen wird. Es<br />
25
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
lässt sich also ein Musik-Programm erstellen, welches aktuelle Titel häufiger<br />
spielt, ältere hingegen nur zwischendurch.<br />
Wird ein Titel abgespielt, werden Datum und Uhrzeit abgespeichert. Beim<br />
nächsten mal, dass dasselbe Lied in die Warteschlange kommt, wird überprüft,<br />
ob eine bestimmte Zeit seit dem letzten Spielen vergangen ist. Somit wird<br />
vermieden, dass bestimmte Titel zu oft gespielt werden.<br />
Jingles<br />
Ein Jingle ist eine kurze, einprägsame Tonfolge oder Melodie. Sie ist ein<br />
akustisches Erkennungsmerkmal eines Hörfunk- oder Fernsehsenders.<br />
Bei den Einstellungen kann der Benutzer zwei Ordner für die Jingles angeben.<br />
Es gibt nämlich zwei Teile für die Jingles im Programm.<br />
Diese sind:<br />
Die Cartwall<br />
Diese Jingles kann der Benutzer jederzeit manuell durch einen Klick auf den<br />
entsprechenden Button einspielen. Es sind neun Buttons vorhanden, die mit den<br />
ersten neun Jingles (alphabetisch) des angegebenen Ordners belegt werden.<br />
Abspielbar sind gleichzeitig maximal zwei Jingles. Über einen Aktualisierungs-<br />
Button kann man die Cartwall aktualisieren, ohne das Programm neu starten zu<br />
müssen, wenn man z.B. neue Jingles in den entsprechenden Ordner kopiert hat.<br />
Automatische Jingles<br />
Diese Jingles werden von der kleinen Einheit ganz oben links gesteuert. Diese<br />
lässt sich Ein- und Ausschalten. Sie ist dafür zuständig, einen Jingle zwischen<br />
zwei Liedern automatisch abzuspielen. Mit einem Schieberegler kann man<br />
bestimmen, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Jingle eingespielt wird. Bei 33%<br />
wird im Durchschnitt alle drei Lieder ein Jingle eingespielt. Die Jingles, die diese<br />
Einheit abspielt, lassen sich gesondert angeben (durch Angabe des Ordners).<br />
Falls ein Jingle gespielt werden soll, wird er aus diesem Ordner per Zufall<br />
ausgesucht.<br />
Playlisteneditor<br />
Mit dem Playlisteneditor lassen sich Playlisten erstellen und bearbeiten. Auf der<br />
linken Seite kann man durch die Ordnerstruktur der Festplatte navigieren und die<br />
gewünschten Titel in die rechte Liste ziehen. Mit der Maus lassen sich die Titel in<br />
der rechten Liste sortieren. Man kann die fertige Playlist abspeichern oder eine<br />
26
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
bereits vorhandene Playlist öffnen. Man kann die ausgesuchten Titel als aktuell<br />
laufende Playlist festlegen oder zur momentan laufenden Playlist hinzufügen. Die<br />
aktuell laufende Playlist lässt sich auch per Mausklick importieren. Klickt man auf<br />
einen Titel in der linken Liste, wird der letzte Zeitpunkt angegeben, an dem das<br />
Lied gespielt worden ist.<br />
Clock<br />
Der Clock ist der rechte obere Programmteil. Ein Rückwertszähler gibt die<br />
verbleibende Zeit zur vollen Stunde an. Der Clock ist dafür zuständig, dass zur<br />
vollen Stunde die jeweilige Zeit angesagt wird. In den Einstellungen gibt der<br />
Benutzer einen Ordner an, in dem sich diese Sound-Dateien befinden. Sie sind<br />
mit den Stundenzahlen benannt (00 bis 23). Kurz vor der vollen Stunde (Zeit ist<br />
einstellbar) wird die Lautstärke des laufenden Programms verringert und die<br />
korrekte Sound-Datei wird eingespielt. Das Selbe passiert zur halben Stunde. Die<br />
beiden Funktionen lassen sich unabhängig voneinander ein- und ausschalten.<br />
Automation<br />
Mit Hilfe der Automation kann man an einem bestimmten Datum und einer<br />
bestimmten Uhrzeit ein bestimmtes Ereignis eintreten lassen. So kann z.B. die<br />
Playlist gewechselt werden (Änderung des Musikprogramms), ein Jingle gespielt<br />
werden, das Programm gestartet werden wenn es noch nicht läuft, das<br />
Programm beendet werden, Funktionen können ein- und ausgeschaltet werden,…<br />
27
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
RDS<br />
Das Programm speichert den Titel und Interpreten des Liedes, das aktuell<br />
abgespielt wird in eine Textdatei. Das RDS-Programm (MiniRDS www.pira.cz)<br />
erkennt, ob diese verändert wurde und aktualisiert über die parallele<br />
Schnittstelle das RDS-Signal. Somit erscheint auf dem Radiodisplay des Zuhörers<br />
nach dem Namen des <strong>Radiosender</strong>s auch der Titel des gespielten Liedes.<br />
SMS<br />
Ein Zusatzdienst, den große <strong>Radiosender</strong> anbieten, ist die Möglichkeit, Titel und<br />
Interpret des aktuellen Liedes abzufragen. Dies geschieht per SMS (Short<br />
Message Service). Möchte ein Zuhörer diesen Dienst in Anspruch nehmen,<br />
braucht er nur ein SMS mit einem Fragezeichen „?“ an die Handynummer<br />
340 4 55 68 77 zu schicken. Innerhalb weniger Sekunden erhält er als Antwort<br />
die gewünschten Informationen.<br />
Um den Dienst zu gewährleisten, habe ich ein Handy über die serielle<br />
Schnittstelle an den Computer angeschlossen. Im Handy liegt eine ganz normale<br />
SIM-Karte. Die Stromversorgung erfolgt über das Netzteil. Das Handy ist ein<br />
altes Siemens Handy, Modell ‚MC 60‘. Ich habe dieses Handy verwendet, da ich<br />
es zu schenken bekommen habe und Siemens Handys sich relativ leicht vom<br />
Computer steuern lassen.<br />
Ein Timer im Programm überprüft in regelmäßigen Abständen den SMS Eingang<br />
auf neue Nachrichten. Enthält ein SMS eine Anfrage, wird automatisch darauf<br />
geantwortet. Normale SMS werden im Programm in einer Liste angezeigt.<br />
Bei der Implementierung hat sich die Tatsache, dass Handys mit dem sog. PDU-<br />
Code arbeiten, als größtes Problem erwiesen. Über die serielle Schnittstelle wird<br />
nur PDU-Code verschickt und empfangen. Erst nach langen Recherchen im<br />
Internet habe ich die Struktur des Codes herausgefunden und konnte so SMS<br />
ver- und endschlüsseln.<br />
Das Programm verwaltet eine Protokoll-Datei für die gesendeten und<br />
empfangenen SMS. Datum, Uhrzeit, Handynummer, Text und Status aller ein-<br />
28
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
und ausgehenden Kurznachrichten werden abgespeichert. Der Status gibt an, ob<br />
das Senden erfolgreich gewesen ist oder nicht. Man kann also kontrollieren, ob<br />
Anfragen von Seiten der Hörer ordnungsgemäß beantwortet werden.<br />
History<br />
Das Programm<br />
protokolliert alles,<br />
was abgespielt<br />
wird, in einer<br />
Text-Datei. Es ist<br />
damit genau<br />
feststellbar, was<br />
an einem<br />
bestimmten Tag<br />
zu<br />
einer<br />
bestimmten Zeit über den Sender gegangen ist. Im Programm hat man die<br />
Möglichkeit, in dieser Protokolldatei zu suchen. Man kann nachfragen, wann ein<br />
Lied gespielt wurde oder welches Lied an einem bestimmten Zeitpunkt abgespielt<br />
worden ist.<br />
Einstellungen<br />
Fast alle Funktionen und Eigenschaften lassen sich im Programm einstellen.<br />
Neben den schon genannten möglichen Einstellungen können verändert werden:<br />
• Die Pfade aller Protokolldateien<br />
• Der Startzustand des Programmes, also ob das Programm beim Starten<br />
mit dem Abspielen beginnen soll oder nicht und welche Funktionen<br />
eingeschaltet sein sollen<br />
• Wie lang ein Lied maximal abgespielt wird<br />
• Die Bezeichnung des Senders<br />
• Wie viel Sekunden vor Ende des Liedes das Nächste gespielt werden soll<br />
• Mit welcher Geschwindigkeit die Lieder überblendet werden<br />
• Die Zeit die zwischen dem zweimaligen Spielen eines Liedes vergehen<br />
muss<br />
29
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Nachwort<br />
Oh, wir sind schon auf Seite 29. Wir haben eine gute Sendeanlage mit allem<br />
Drum und Dran aufgebaut, mit der man viel lernen und Leute unterhalten kann.<br />
Wenn man bedenkt, mit wie wenig Geld dieses Projekt realisierbar ist, ist Radio<br />
Machen für jedermann möglich. Man muss allerdings auch bedenken, dass der<br />
schwierigste Teil erst jetzt beginnt. Nun muss man Hörer gewinnen und an den<br />
eigenen Sender binden, am Ball bleiben und immer wieder für Neuigkeiten<br />
sorgen.<br />
Ich hoffe, ich konnte den Lesern dieser Arbeit das Thema Radio näher bringen.<br />
Vielleicht denken Sie bei der nächsten Autofahrt daran, wie das RDS Signal<br />
generiert wird, wenn Sie den Sendernamen vom Display ablesen, oder Sie<br />
verstehen, wieso ihr Lieblingssender plötzlich rauscht.<br />
Allen, die dieses Projekt nachbauen, wünsche ich gutes Gelingen und, was noch<br />
viel wichtiger ist, viel Spaß.<br />
Im letzten Satz des Nachwortes weise ich, wie im Vorwort, noch einmal auf den<br />
wesentlichen Merksatz hin:<br />
„Beachte immer das elfte Gebot!“<br />
30
Eigenbauprojekt <strong>Radiosender</strong><br />
von Michael Mutschlechner<br />
Quellen<br />
Bild Sendemasten: http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Sendemast.JPG<br />
UKW-Sender: http://de.wikipedia.org/wiki/Sendeanlage;<br />
http://www.radio101.de/radio101/technik.htm<br />
Pre-Emphasis, Stereocoder: http://www.senderbau.de/stereosender/stereo.htm<br />
UKW-Senderschaltung: http://knollep.de/Hobbyelektronik/projekte/23/index.htm<br />
RDS: http://de.wikipedia.org/wiki/Radio_Data_System;<br />
http://www.pira.cz<br />
Bild Frequenzspektrum: http://www.fig.net/<br />
Antenne: http://www.radio101.de/radio101/how_to_d.htm<br />
Bild Antennendiagr. http://cuba.calyx.nl/~alx/easterhegg-vortrag/ant-yagi-v.gif<br />
Bild Yagi-Antenne: http://www.campusradio.uni-mainz.de/bilder2/yagi.jpg<br />
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Yagifaltdipolp.jpg<br />
Stereocoder: http://senderbau.de/stereosender/stereo.htm<br />
Definition „Jingle“: http://de.wikipedia.org/wiki/Jingle<br />
31