Vyzkoušeli jsme FM štěnici: Když si vtipálci hrají na pirátské rozhlasové vysílání

  • Dnes žádnou elektroniku programovat nebudeme
  • Štěnice totiž funguje sama o sobě
  • Stačí připojit baterii a naladit frekvenci

V jednom z podzimních laborování s mikropočítači jsme si vyzkoušeli i to nejprimitivnější generování zvuku. Mikropočítač posílal na připojený reproduktor kratičké elektrické pulzy a ten záhy přehrál základní stupnici tónů.

Když bastlíř začne přenášet zvuk

Arduino a jemu podobné stavebnice toho ale se zvukem samozřejmě dokážou mnohem více. Stačí na některém z českých či zahraničních e-shopů nakoupit několik klíčových modulů a s trochou píle (a s pomocí hromady precizně zpracovaných návodů na webu Instructables) si pak postavíte třeba vlastní bezdrátovou chůvičku.

Klepněte pro větší obrázek
Moduly nejen pro arduino několika typů vysílačů pracujících na kmitočtech 433 MHz a 2,4 GHz. Zcela vpravo pak modul s GSM modemem.

Jistě, chuchvalec drátků na nepájivém poli bude docela nevzhledný, ale vy si alespoň v praxi vyzkoušíte, jak to celé funguje. Stačí jen nějaký ten modul mikrofonu (vygooglete si třeba MAX4466), nějaké to arduino a nakonec rádiový vysílač, který přenese pláč z dětské postýlky do vedlejší místnosti.

NRF24

Mohl by to být třeba poměrně rozšířený (a proto i levný) vysílač NRF24L01 z rodiny čipů NRF24, které operují podobně jako Bluetooth a Wi-Fi v nelicencovaném pásmu 2,4GHz a najdete je často jak v bezdrátových klávesnicích, tak v myších a dalších drobných zařízeních.

Vysílač s čipem NRF24L01 může přenášet i zvuk z mikrofonu, a to aniž byste byli zrovna mágové v programování, na každou chytrou součástku a způsob použití už totiž někdo napsal knihovnu a umístil ji na GitHub. V případě přenosu zvuku pomocí těchto vysílačů je to třeba knihovna RF24Audio.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Modul 2,4GHz vysílače NRF24L01 v provedení s integrovanou a externí anténou. S mikropočítačem komunikuje pomocí rozhraním SPI.

Výsledek může vypadat jako ve videu níže, kde jako zdroj zvuku posloužil hudební přehrávač na mobilu, který zpracovalo Arduino a pomocí NRF24 a v 10bitové kvalitě vyslalo do dalšího Arduina, ke kterému byl už připojený reproduktor.

Miniaturní štěnice, která vysílá na FM frekvenci

My se dnes ale podíváme ještě na jednu kategorii drobných zvukových vysílačů, které najdete v kdejakém obchodě pro bastlíře. Nevysílají v pásmu 2,4 GHz (Wi-Fi, BT aj.) nebo třeba 433 MHz (dálkové ovladače, jednodušší domácí meteorologické stanice s bezdrátovou venkovní sondou aj.), ale v obrovském rádiovém rozsahu zhruba 85-115 MHz.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Drobný modul FM vysílače s mikrofonem, který nám poslal Arduino-shop.cz. Pracuje s frekvencí 85-115 MHz, kterou nastavíte pomocí šroubováku a potenciometru (na fotografii pod mikrofonem) a můžete jej napájet z 2-9V zdroje. V ideálních podmínkách bude mít podle prodejce na otevřeném prostranství dosah až 100 metrů.

Jak napovídá nadpis článku, jedná se o primitivní FM vysílače, takže zvuk, který přenášejí, můžete naladit na klasickém rádiu – třeba klidně na tom, kterým dnes disponuje kdejaký mobilní telefon.

Podobné moduly jsou kontroverzní hned ze dvou důvodů. Tím prvním je samozřejmě zmíněný kmitočet, který je určený pouze těm, kterým ČTÚ přidělil patřičnou vysílací licenci, což domácí bastlíř s modulem za stovku v ruce zpravidla není.

Klepněte pro větší obrázek
Podobných drobných FM vysílačů s mikrofonem je plný eBay. Toto je o něco větší cvalík operující dle prodejce v rozsahu 88-108 MHz.

No a tím druhým je účel, díky kterému se jedná o velmi maličké zvukové vysílače – ty nejmenší včetně mikrofonu svými rozměry připomínají SIM kartu. A přitom stále nabízejí naprosto blbuvzdorné ovládání. Stačí je připojit k baterii, kus drátu použít jako anténu a šroubovákem na potenciometru nastavit vhodnou vysílací frekvenci.

Ano, správně, na webu se s podobnými FM vysílači setkáte jako se štěnicemi, určenými k odposlechům. A proč zrovna pásmo FM? Jedná se o dostatečně dlouhé vlny, aby i při malém výkonu prošly třeba zdí, takže štěnici stačí napájet i tou nejdrobnější baterií. A hlavně, jak už jsem napsal, jelikož se nejedná o žádná složitě kódovaná digitální data, ale běžný analogový rádiový signál, přehrajete jej i na kdejakém mobilu.

No dobrá, ale jak výkonná je tedy taková štěnice? Záleží na dvou hlavních faktorech: Napětí a překážkách mezi vysílačem a přijímačem. Podobné moduly můžete napájet v určitém rozsahu, kterému pak odpovídá i vysílací výkon.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
O něco větší FM vysílač/štěnice z eBaye stále zůstává velmi drobným zařízením, které přitom signálem pokryje celý byt a dům

Horní hranice zpravidla konči na napětí 9V. Při napájení z této baterie může modelový vysílač odebírat proud okolo 20 mA a jeho vysílací výkon může dosahovat na 11 mW (10,2 dBm). To je při použití vhodné antény (třeba drát o délce několika desítek cm) dost na to, abyste zachytili vysílání i ve vzdálenosti okolo 100 metrů při přímé viditelnosti a aby signál prošel i několika železobetonovými patry panelového domu.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Modul štěnice bude fungovat i s malou 3V baterií

Během testu jsem takto na neobsazené frekvenci prozářil v podstatě celý český pětipatrový panelák. A pokud jsem vysílací frekvenci v rámci testu nastavil na kmitočet obsazený některou z rozhlasových stanic, moje pirátské vysílání ji přehlušilo na vzdálenost zhruba dvou a půl pater. Až pak se ve sluchátkách opět ozval již silnější signál jednoho z rádií.

V následujícím testu jsem v místnosti přehrával smyčku s hlasitostí běžného hovoru a na telefonu nahrával zvuk na frekvenci 96,8 MHz, na kterou byla naladěná i štěnice. Když jsem ji připojil k baterii, její vysílání okamžitě přehlušilo v celém bytě běžné rozhlasové vysílání na dané frekvenci:

Vystačí si i s drobnou baterií

Cílem podobných štěnic ale samozřejmě není pirátské vysílání – od toho tu jsou mnohem výkonnější vysílače a jammery (rušičky), jejichž soukromé použití je u nás ale samozřejmě protiprávní a technické schopnosti ČTÚ v odhalování hříšníků rozhodně nejsou zanedbatelné.

Mnohem praktičtější než pirátské vysílání na frekvenci sousedovy oblíbené stanice je tedy využití podobné štěnice pro domácí účely třeba právě jako primitivní chůvička. Pro bezpečné použití pak zpravidla stačí snížit napětí, aby adekvátně klesl vysílací výkon a signál prošel opravdu jen přes jednu stěnu a pokryl výhradně váš byt.

Na vhodné prázdné frekvenci třeba na přechodu mezi dvěma rozhlasovými stanicemi si tak s trochou píle vystačíte i s napájením z 1,5V tužkové baterie (odběr 4,2 mA a vysílací výkon menší než 1 mW).

Modul štěnice je zábavný, kontroverzní a sám o sobě vlastně naprosto blbuvzdorný. Je hotový a funkční a k jeho spuštění nepotřebujete žádný další mikropočítač a znalost programování. Přesto i jej můžete zapojit do nějakého dalšího automatizovaného celku, protože internet nenabízí pouze drobné moduly FM vysílačů, ale i samozřejmě i FM přijímače, které pak můžete napojit třeba k arduinu, které může zvuk dále zpracovávat.

Na takovém přijímacím arduinu by tedy mohl být dále připojený třeba modul SD zapisovače, který by zvuk ukládal na kartu microSD, anebo modul GSM. Tomu jsme se v našem seriálu už také věnovali, takže taková GSM štěnice by pak mohla v případě detekce zvuku (signálu z mikrofonu) sama zatelefonovat a hlas již zcela dle pravidel přenášet přes mobilní síť prakticky kamkoliv.

Témata článku: Hardware, Pojďme programovat elektroniku, Programování, Hacking, Zajímavosti, Arduino, Odposlech, Stavebnice, Český telekomunikační úřad (ČTÚ), No, Mikrofony, Soundcloud, Jak na myši v domě, Puls, Pulse

34 komentářů

Nejnovější komentáře

  • David Rajchman 4. 4. 2017 22:13:13
    a jaký má dosah ten mikrofon usliším třeba normální tichou řeč mezi dvěma...
  • našinec 23. 1. 2017 11:35:49
    Tak u tohohle článku mohli být 'rolovači' spokojení, přestože to bylo...
  • krigler 23. 1. 2017 7:01:17
    Něco takového jsme dělali před 15 lety na praxi... docela sranda :-D...
Aktuální číslo časopisu Computer

Supertéma: moderní cestování

Kdy opravdu přijdou nové baterie?

Velké testy: 6 herních notebooků a 8 volantů

Recenze: AMD Ryzen řady 5