Utilize um Raspberry Pi para configurar um emissor de rádio fm e tenha sua própria estação de rádio caseira!
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Atenção!
Na maioria dos países, incluindo o Brasil, a transmissão de ondas de radiodifusão sem uma licença, geralmente concessão cedida pelo Governo Federal, é terminantemente ilegal. De acordo com nossa constituição:
O processo de outorga de radiodifusão de sons ou de sons e imagens, em caráter comercial, ocorre por processo licitatório, nos termos da Lei nº 8.666 de 21 de junho de 1993, na modalidade Concorrência. Se inicia com a publicação, na Imprensa Oficial, do Edital, e é julgado pelo critério de maior valor da média ponderada da pontuação da Proposta Técnica e da Proposta de Preço pela Outorga – Mais em Gov.BR!
Além dos motivos legais, há razões técnicas: A emissão de um sinal de Rádio FM interfere nas transmissões de rádios pré-existentes na região; quem estiver no raio de alcance da antena do transmissor pirata pode captar o seu sinal e não o sinal das estações legitimamente pré-existentes.
Os experimentos enunciados aqui são de caráter didático para serem postos à prova em ambiente controlado! Portanto, recomendamos que utilize uma linha de transmissão blindada entre o Raspberry Pi e o receptor de rádio, para não emitir ondas de rádio que afetem outros equipamentos na área e opere em um ambiente apropriado e seguro.
Recados dados, orelhas puxadas, vamos ao artigo!
1. Introdução
Inventada em 1933 pelo engenheiro estadunidense Edwin Armstrong, a radiodifusão FM em banda larga é mundialmente utilizada por fornecer som de alta fidelidade na transmissão e recepção de rádio utilizando ondas eletromagnéticas, sendo atualmente o padrão existente em detrimento da emissão AM que caiu em desuso a alguns anos. Estações de rádio FM usam frequências VHF.
Frequência muito alta (em inglês: Very High Frequency, VHF) designa a faixa de radiofrequências de 30 a 300 mega-hertz.
O termo “banda de FM” refere-se à faixa de frequência, num determinado país, que é dedicada à transmissão FM. No Brasil normalmente as frequências de radiodifusão sonora em FM vão de 76,0 a 108,0 MHz – rádios comunitárias por outro lado estão entre 87,5 e 87,9 MHz.
Ou seja, quando o locutor diz “você está sintonizado na Rádio CSR 103.9!” é na verdade 103.9 MHz, a frequência eletromagnética que o sinal é transmitido pelo equipamento.
Curiosamente a potência, ou seja, o alcance da emissora, depende de seus transmissores e se há repetidores na região, mas na média geral uma estação de rádio consegue transmitir sua programação para um raio de 100 Km, com essa distância podendo ser maior ou menos a depender do relevo, se há muitos arranha-céus, entre outros fatores.
2. Rádio Amadorismo
Existem no mundo muitos tipos de rádio amadores, que são aqueles que procuram ter uma estação de radiocomunicação com intuito de adquirir conhecimento em diversos ramos da ciência, pois, para se ter uma estação de rádio é necessário dominar diversos ramos do conhecimento tecnológico entre eles: a elétrica, comunicação, a eletrônica, a mecânica, incluindo a matemática e a física em modo geral.
Para os aficionados em comunicação a longa distância, chamados de DX, destacam-se o conhecimento da meteorologia, da astronomia, além de conhecimentos de geografia!
E no caso de nosso artigo, também engloba-se conhecimento de programação, sistemas operacionais baseados em Linux, Internet of Things e muito mais!
Muitos profissionais das mais diversas áreas nasceram a partir de estudos de caráter hobbysta feitos no radioamadorismo. Portanto é uma excelente oportunidade de trabalhar diversos ramos do conhecimento simultaneamente e experimentar algo diferente dentro do ramo da eletrônica!
Respeitadas as devidas proporções aqui não vamos exigir tanto conhecimento para criar uma estação de rádio caseira, porém o mínimo que peço é que tenha conhecimento prévio de como operar a Raspberry Pi e conheça o básico de linux. Dado momento pediremos alguns comandos de terminal e compilação de pacotes.
3. Raspberry Pi
A pequena placa dispensa comentários e apresentações, já abordamos mais detalhes sobre elas aqui!
Infelizmente depois da pandemia do Covid-19, as plaquinhas estão custando absurdos… caso você seja um felizardo possuidor de um exemplar, poderá realizar o projeto citado nesta publicação.
A última versão lançada até a data desta publicação, o Raspberry Pi 4, possui alguns pormenores para ser usado para emitir ondas de rádio mas também funciona!
3.1 Funcionamento
O projeto que soa bastante elaborado na verdade é simples: usa o clock do sistema para gerar pulsos de frequência modulada, usando o GPIO4 (Pino 7) da Raspberry Pi como antena.
O transmissor usa frequência de 22.05KHz em 16 bits, com áudio mono. Pode transmitir voz, mas o alcance dependerá também da antena e requer alguns ajustes na entrada de microfone USB e redirecionar a entrada de áudio para o emissor.
Além disso tudo, você também poderá transmitir texto!
O Rádio FM não apenas transmite áudio mas também uma faixa de dados RDS (Radio Data System) que permitem customizar o nome da estação – e como será exibido nos receptores compatíveis – e também permite um banner de até 64 caracteres.
O projeto desta publicação admite tais ajustes porém para ter esses elementos você precisa ter um receptor compatível com RDS. Normalmente as centrais multimídias veiculares e alguns aplicativos mobile possuem função RDS! Assim poderá transmitir áudios e “recados” em tempo real na rádio FM.
Apesar de soar complicado, para iniciar uma transmissão vai precisar apenas de:
4. Requisitos
De forma simples você vai precisar de:
- Raspberry Pi – Qualquer modelo, mas de preferencia todos os anteriores ao 4!
Não esqueça da fonte e demais possíveis acessórios como teclado e/ou mouse! - 1 Cartão microSD Card para gravar o sistema operacional, 8 Gb bastam.
- Código que será compilado do GitHub
- Um fio de ~15 cm ou mais, que será nossa antena de emissão.
- Muita curiosidade de ver isso aqui funcionando!
5. Configuração
Até aqui eu espero que você já tenha familiaridade com o Raspberry Pi, tenha o RaspberryPiOS ou Ubuntu Server previamente configurados com acesso à internet e os pinos GPIO’s, caso esteja com a plaquinha numa case, estão devidamente expostos!
Execute os seguintes comandos no terminal:
$ cd ~ $ sudo apt-get install git snd-nox nox snd libsndfile1-dev libsndfile1 -y $ git clone https://github.com/mundeepl/PiFM
Entre na pasta:
$ cd PiFM/src
Compile o binário para sua Raspberry Pi:
$ make
Se tudo correu bem, você terá um binário denominado pi_fm_adv em PiFM/src.
6. Execução
Para fazer sua primeira transmissão execute o seguinte:
$ sudo ./pi_fm_adv -f 103.7 -a ~/Musics/SUA_MUSICA.wav
- Você PRECISA deixar os áudios em formato .WAV! O software não admite .mp3 ou outro formato.
- Defina a faixa de transmissão, qualquer valor entre 87 Mhz e 108 Mhz.
- Caso o som saia “em slow motion” (Pi 3) adicione isto ao final: –ppm 1000000
$ sudo ./pi_fm_adv -f 103.7 -a ~/Musics/SUA_MUSICA.wav –ppm 1000000 - Caso o som saia muito baixo, quase inaudível, adicione isto ao final: –mpx 75
$ sudo ./pi_fm_adv -f 103.7 -a ~/Musics/SUA_MUSICA.wav –ppm 1000000 –mpx 75 - O parâmetro –rt é o que adiciona uma frase na sua transmissão.
sudo ./pi_fm_adv -f 103.7 -a ~/Musics/SUA_MUSICA.wav –ppm 1000000 –mpx 75 –rt ‘Hello, world!’ - Com este comando você entrará no modo terminal: Poderá editar textos, frequência e outros dados em tempo real:
$ sudo ./pi_fm_adv –ctl rds_ctl
Se tudo correr bem, verá algo semelhante a:
Mais detalhes e informações técnicas podem ser encontradas no GitHub do projeto!
Além disso há outros parâmetros mais avançados de ajustes de como será essa transmissão para ter o sinal mais adequado. Há também uma explicação breve de uma interface gráfica para quem estiver utilizando o RaspberryPiOS com Desktop.
7. Conclusão
Dos mais diversos projetos que já mexi com eletrônica, com certeza a emissão de Rádio FM foi um dos mais interessantes pois aborda diversos aspectos tecnológicos e pode abrir precedentes para outros tipos de projetos.
De simples ideias de uma estação de rádio amadora para comunicação em tempo real – com microfone ligado em pipe em stdin no canal de transmissão – ou mesmo envio de mensagens pelo RDS – e até pegadinhas, criando uma “rádio assombrada” que tenha áudios estranhos e bagulhos sinistros.
De fato é uma tecnologia que está caindo em desuso pelo advento da internet e da popularização das Rádios Online, MAS ainda é um projeto funcional com um repositório ativo na comunidade open source e que vale a pena explorar!
Fontes:
Section.io
DoBitAoByte
PiFM
Autodidata, me aprofundei em sistemas operacionais baseados em UNIX®, principalmente Linux. Também procuro trazer assuntos correlacionados direta ou indiretamente, como automação, robótica e embarcados.
Achei muito legal o raspberry, eu moro em sao paulo , e quero fazer uma radio no cecco raul seixas , e um parque aberto ao publico, la nos temos uma ofina de radio, amador estamos comecando temos muito o que trabalha, ainda nao temos um transmissor, eu falei para a minha tecnica, alguns transmissores, que eu vi na internet, la tem uma variedade, de transmissores. Mais agente chega la aos pouquinhos, como se diz o ditado, uma perna de cada vez,o meu nome e adriao luiz de sousa filho, sou paciente do caps adulto itaquera, esse assunto sobre radio me enriqueceu minha mente, eu tenho problemas mentais, ja como eu tinha falado faco tratamento no caps itaquera adulto, e la no parque raul seixas tem uma oficina de radio, onde nos temos locucao , musica nos nao transmintimos nada ainda, temos ainda muito trabalho pela frente, temos que comprar um transmissor, para transmintindos -os vamos rezar pela verba que um deputado, ofereceu ao parque raul seixas, tenho fe em deus que nos concerguirremos, juntos adeus, adriao luiz de sousa filho.