Silicon Laboratories USB Radio FM [recensione]

Silicon Laboratories USB Radio FM

L’USB Radio FM della Silicon Laboratories è un esempio di progettazione, non modificabile, che permette di ascoltare la radio FM semplicemente connettendo il dispositivo alla porta USB del proprio personal computer.

In questa recensione verrà illustrata la parte hardware, ma anche come utilizzarlo e come reperire il materiale informativo. Per la parte firmware ho ritenuto che i commenti nel codice e semplicemente il datasheet a portata di mano siano più che sufficienti per la sua comprensione.

Introduzione – USB Radio FM

Quante volte vi è capitato di essere in viaggio in treno o su pullman e di non avere il vostro lettore MP3 con radio FM incorporato, ma anche di non avere internet e quindi non poter utilizzare il vostro netbook o notebook per ascoltare la diretta streaming della vostra radio preferita? Adesso il problema è risolto. Infatti, semplicemente collegando il dispositivo a una delle vostre porte USB, potrete ascoltare la radio scegliendo quale stazione radio ascoltare, memorizzare quelle preferite fino ad un massimo di 12 stazioni. Ovviamente per il funzionamento, la Silicon Laboratories fornisce anche un piccolo programma con interfaccia grafica per gestire il corretto funzionamento.

Unboxing e il primo utilizzo
Nel mio caso, l’USB FM Radio mi è arrivato nella classica confezione non rigida di carta, rivestita all’interno con il pluriball. All’interno di questo primo involucro c’è la scatola che contiene l’USB FM Radio, il quale è avvolto dalla bustina anti ESD. Sulla scatola è presente lo stampino del RoHS compliant.

Dimensioni – USB Radio FM

Di solito nei datasheet le dimensioni vengono citato solo verso la fine, ma in questo caso ne voglio subito parlare, in quanto ne sono rimasto piacevolmente sorpreso. Infatti la mia maggiore preoccupazione era quella che una volta connesso impedisse l’utilizzo delle porte USB adiacenti, dovuto alle dimensioni ingombranti. In realtà le dimensioni sono estremamente compatte, basti pensare che riesco a connettere una “pennetta USB” a fianco senza nessuna forzatura. Come ben potete notare dalla Figura 1, il filo blu è l’antenna e ho preferito lasciarlo attorcigliato in quanto comunque l’ingombro è minimo.

Primo utilizzo del USB Radio FM

Il primo utilizzo è molto intuitivo perché le istruzioni sono stampate su un adesivo sulla confezione, che riporto qui di seguito:

    1. Andare sul sito www.silabs.com/usbradio
    2. Scaricare il Radio Player and User’s Guide
    3. Inserire l’USB Radio in una porta USB
    4. Avviare il Radio Player e divertiti con la tua stazione radio preferita
    5. Per maggiori informazioni consultare la User’s Guide

In realtà la procedura è leggermente più articolata, infatti il punto 4 può essere espanso:

    a.Avvia l’USB FM Radio player
    b.La prima volta che l’USB FM Radio viene connesso, l’USB FM Radio Setup Wizard appare come in Figura 2
    c.Inserire la corretta posizione geografica in cui ci si trova
    d.Opzionale, inserire le frequenze delle stazione radio come preferite
    e.Premere su Done
    f.L’USB FM Radio adesso è capace di connettersi e farti ascoltare la stazione radio della frequenza visualizzata

Figura 2 USB FM Radio Setup Wizard

Una volta che l’USB FM Radio è stato settato con i parametri iniziali ci si trova davanti all’interfaccia di Figura 3.


Figura 3 Interfaccia utente

Come potete vedere l’interfaccia è semplice ed intuitiva. Una piccola nota conclusiva sul primo utilizzo: utilizzando Windows Xp, non mi dava l’opportunità di utilizzare l’USB FM Radio perchè chiedeva l’installazione dei driver e quindi ho effettuato l’installazione automatica.

Hardware del USB Radio FM

I due componenti hardware principali sono il microcontrollore C8051F320 e l’FM radio tuner Si4701.
C8051F320
Come si può intuire dal nome, il core di questo microcontrollore è l’ 8051. Questo porta a diversi vantaggi:

    1.Popolare: largamente supportato, con prodotti commerciali a free
    2.Ampio utilizzo: può essere impiegato in diverse applicazioni, salvando denaro, tempo di apprendimento, e sviluppo software
    3.Basso costo
    4.Compatibilità: gli op-code sono gli stessi per tutta la famiglia 8051

In particolare questo microcontrollore offre la possibilità di utilizzare l’interfaccia USB senza dover aggiungere altri componenti, infatti il tutto è gestito dal microcontrollore. Un’altra importante caratteristica è la crossbar che permette di settare come utilizzare i pin a proprio piacimento, con la possibilità di cambiare la configurazione anche durante l’utilizzo. Questa caratteristica è utile se si hanno delle particolari esigenze dal punto di vista delle connessioni.


Figura 4 Visione schematica dell’interno del C8051F320

FM Radio Tuner Si4701
Il Si7401 è il primo sintonizzatore radio per grado di integrazione, completamente CMOS, e risulta essere un’ottima soluzione in quanto richiede solo una alimentazione esterna. Una tra le caratteristiche interessanti di questo componente è la presenza del Radio Data System ( RDS ) che permette di identificare la stazione radio e il titolo della canzone. L’integrato contiene una parte analogica che serve per ricevere il segnale dall’antenna, e una parte digitale per elaborare questo segnale e per la gestione della comunicazione con il microcontrollore.

USB Radio FM: Schema circuitale

Prima di continuare a leggere è meglio avere una copia dello schema circuitale con se. Il J1 denominato USB_CONN_SMT non è altro che il connettore per la porta USB e, come definito dallo standard, è composto da 4 fili: VBUS, D+, D- e GND. In realtà alcuni connettori hanno la possibilità di avere un’altra connessione che è lo SHIELD, che connette la parte meccanica del connettore a massa.

I primi 3 fili vengono connessi direttamente al microcontrollore, dato che è in grado di gestire la connessione USB senza altri dispositivi aggiunti. Il condensatore C17 serve per avere 5V più stabili possibili sulla linea VBUS. Il dispositivo SP0503BAHT serve per proteggere il micro da sovratensioni. Il corto tra il piedino 8 e il piedino 7 del microcontrollore è dovuto al fatto che il C8051F320 ha un regolatore di tensione interno che prende i 5 volt in ingresso dal piedino 7 e offre la possibilità di avere 3V stabili sul piedino 6. I condensatori C12 e C13 stabilizzano i 3V in uscita.

Come detto in precedenza, il C8051F320 ha la possibilità di scegliere quali piedini usare per uno scopo preciso; in particolare i piedini da P0.0 aP3.0 sono configurabili a proprio piacimento ma con dei limiti imposti dal microcontrollore. Infatti può accadere che alcuni di questi piedini vengano utilizzati dal micro, nel caso in cui si attivi una determinata funzione. Per una migliore comprensione rimando al paragrafo 14 del datasheet.

Quindi, senza aver visto il firmware, non possiamo dire con esattezza a cosa servano tutti i pin del lato destro del componente, in riferimento allo schema elettrico. Possiamo ipotizzare che non venga utilizzato l’oscillatore interno, data la presenza di Y1, e che i diodi D1 servano per segnalare il funzionamento del dispositivo. Ma ora passiamo al Si4701. I piedini 1-3-5-6-14-17-24 sono tutti GND anche se sullo schematico alcuni sono riportati come NC.

I piedini 22-23 sono NC ed è consigliato lasciarli floating. Il pin 2 è connesso direttamente all’antenna ed è chiesto di rendere la pista quanto più corta possibile. Il pin 4, come il pin 2, è destinato alla ricezione del segnale radio, ma se il funzionamento del dispositivo è inpostato su single-ended mode, questo pind deve essere connesso a massa, come nel nostro caso. I pin 13( Digital Supply Voltage) e 18(Analog Supply voltage) sono utilizzati come alimentazione. I pin 15 e 16 sono utilizzati per la parte audio e sono connessi ai filtri attivi che potete vedere nella pagina due dello schema elettrico.

Il pin 12 (Interface Supply voltage) è anch’esso utilizzato come alimentazione. Da notare che in tutti e tre i casi l’alimentazione è fornita dal pin 6 (Vdd) del microcontrollore. Il pin 11 è il clock di riferimento per abbassare la frequenza del segnale radio. Pin 10 è dedicato alla trasmissione seriale. I pin 19-20-21 sono pin general purpose. Pin 8 è utilizzato per l’abilitazione dell’input seriale. Il pin 9 come serial clock input.

Per ultimo notiamo un altro piccolo integrato, che è il MC33202DM che non è altro che low voltage Rail-to-Rail amplifier. E’ utilizzato per, correggetemi se sbaglio, come filtro passa basso attivo, con una frequenza di taglio di circa 23,4 KHz. Come ingresso ha il segnale audio proveniente dal Si4701 e le uscite sono connesse al microcontrollore, il quale sicuramente gestirà questi dati trasmettendoli via USB al PC.

Riferimenti
www.silabs.com/usbradio
www.wikipedia.com

http://read.pudn.com/downloads159/doc/710424/si4700-B15rev1_0.pdf

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/122737/LITTELFUSE/SP0503BAHT.html

18 Comments

  1. karlox 9 aprile 2011
  2. Antonio Mangiardi 4 aprile 2011
  3. fra83 4 aprile 2011
  4. Antonio Mangiardi 4 aprile 2011
  5. FlyTeo 4 aprile 2011
  6. Alex87ai 4 aprile 2011
  7. Antonio Mangiardi 4 aprile 2011
  8. FlyTeo 4 aprile 2011
  9. Andres Reyes 4 aprile 2011
  10. linus 4 aprile 2011
  11. Francesco12-92 4 aprile 2011
  12. Casciana17 4 aprile 2011
  13. Fabrizio87 4 aprile 2011
  14. Giovanni Giomini Figliozzi 4 aprile 2011
  15. Cosimo Candita 5 aprile 2011
  16. linus 5 aprile 2011
  17. FlyTeo 5 aprile 2011
  18. Emanuele 9 aprile 2012

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