R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

Gewerbliche Umbauten müssen als solche gekennzeichnet werden!
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mad max
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R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#1 Beitrag von mad max » 11.01.2021, 16:14

Hallo Miteinander,
da das Thema DAB/DAB+ hier so langsam Fahrt aufnimmt, möchten wir nun von unserem Projekt und Stand berichten.

Gemeinsam mit litton72 (HaJo) habe ich vor ca. 4 Monaten begonnen, ein neues Display für die R4/CC4 zu entwerfen. Hintergrund war, dass HaJo eine R4 ohne Prozessorbox hatte und eine neue Box samt einem neuen Display bauen wollte.

Prozessor und Software sind eine Weiterentwicklung des Projektes "Winterprojekt: Prozessor für R4/CC4"
viewtopic.php?f=3&t=12949&p=67444&hilit ... ter#p67444
Er hatte sich Swen’s Code für den Prozessor Nachbau heruntergeladen, konnte ihn aber nicht zum Laufen bekommen. Daher bat er mich um Hilfe.

Nach ein paar Anlaufschwierigkeiten in der Programmierung, haben wir das Display zum Laufen bekommen. Als Display verwenden wir ein 3.2“ TFT Display von Nextion, welches eine UART und eine GPIO Schnittstelle hat und sehr leicht zu programmieren ist. Das Display hat die perfekten Maße und eine gute Auflösung 400x240 Pixel. Aktuell arbeitet HaJo an der Lösung zur Darstellung der Links-Mitte-Rechts, Feldstärke und Stereo Anzeige, da diese Informationen nicht vom Prozessor, sondern direkt vom R4/CC4 Tuner-Board kommen. Durch diese Schaltung ist es möglich, zusammen mit dem neuen Prozessor diese in einer R4/CC4 mit original Tuner-Board zu betreiben. Für die Aufnahme des Displays und Schaltung habe ich eine entsprechende Platine entwickelt, die den Maßen der originalen Displayplatine entsprechen. Auf dieser richtet HaJo aktuell die Schaltung ein.

Aktuell wird eine vorhandene Prozessorbox mit neuer CPU versehen, die das neue Display (und/oder ggf. auch das alte LED-Display) ansteuert. Ein Nachbau der kompletten Box wäre möglich, ist aber aus verschiedenen Gründen zurückgestellt, siehe weiter unten.

Durch das Display kam uns dann auch schnell die Idee, anstelle des Tuners ein FM/DAB/DAB+ Modul zu verwenden. Dies ist quasi die Vorstufe zum Internet-Radio. Ich hatte mich schon länger mit der Idee beschäftigt, hatte aber noch keine richtige Idee. HaJo hatte dann von SixLogic das DAB+ FM Digital Radio Development Board PRO2 (MonkeyBoard ) organisiert. Auch hier gab es ein paar Anlaufschwierigkeiten, die wie beim Display im Bereich der seriellen Schnittstelle/UART zu suchen war. Ich habe dann eine Platine im Maß der Tuner-Platine entwickelt, die Prozessor-Platine neu designt und über die Weihnachtstage das Ganze in die Prozessor Software integriert. Es fehlen nur noch der Sendesuchlauf für FM, Anzeige der Feldstärke, Anzeige Stereo des Senders und das Speichern der DAB Stationen. Highblend kennt das Board nicht und ist laut SixLogic nicht notwendig. Ebenso kennt das Board nicht die Rechts-Mitte-Links Anzeige für die Senderabstimmung. Beides ist nicht dramatisch.

Der Umweg über das MonkyBoard bringt einige Vorteile auf dem Weg zum Internet-Radio mit einer Raspberry Pi, da es einen DAC mit sich bringt (der ist ziemlich gut ist) und man kann dann sehr einfach die RPi an das MonkeyBoard via I2S anschließen und somit mehrere Eingänge auf einen Ausgang schalten. Ohne Relais, zusätzlicher Elektronik usw. Da das Ganze anstelle der Tuner-Platine kommt, sollte wenigsten FM noch vorhanden sein.
Also schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe: FM/DAB/DAB+, Internetradio und Steuerung mit der RC1!!! und via App/Bluetooth/WLAN.
Und das Ganze dann so, dass man kein zweites Gerät benötigt, da noch der Vorverstärker vorhanden ist und der Prozessor alles steuern kann. Dazu noch eine neues TFT Display und die R4/CC4 ist im 21sten Jahrhundert angenommen. ;)

Wir haben beschlossen, die Darstellung der Informationen dem originalen Display der R4/CC4 nachzuempfinden und keine graphischen Experimente zu machen. Auch ist der Atmega2560 keine RPi mit GHz. Außerdem versuchen wir alles so zu designen, dass ein Rückbau ohne bleibende Schäden möglich ist. Das ganze ist Modular aufgebaut, so dass man mit dem Prozessor -> Display -> Tuner-Platine mit FM/DAB/DAB+ -> Internet Radio, Streaming usw. mit RPi4 nach und nach erweitern kann.

Prozessor, Display und DAB sind zu 80% fertig. RPi 4 wird eine Herausforderung. Statt einer Standard RPi4 Platine planen wir aus Platzgründen die Verwendung eines Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4).
https://www.heise.de/news/Raspberry-Pi- ... 32421.html
Dank dieses benötigt man nicht mehr besonders viel an zusätzlichen Bausteinen für die Peripherie. Eigentlich nur noch Anschlüsse für HDMI, USB, etc.
Sogar SD und PCIe sind möglich. Nur leider ist das Löten der BoardToBoard Connectoren nicht ganz so einfach. Ebenso muss noch evaluiert werden, ob, und wenn ja, die RPi abgeschirmt werden muss, wie die Anschlüsse nach außen geführt werden können, ohne die Rückwand der R4/CC4 zu ändern. Eine Alternative wäre, eine RPi4 Huckepack auf die neue Tuner Platine zu setzen. Ebenfalls müssen wir über eine Kühlung nachdenken.

Roadmap:

- Der Prozessor ist Hardwareseitig fertig. Es gibt noch einige kleine Probleme bei der Fernsteuerung von Tape, CD und Phone. Die sollten bald erledigt sein. Ab dann ist der Prozessor mit Option RDS für das originale Tuner-Platine erhältlich. Der TI für IR ist zwingend notwendig. Ein StepDown Wandler anstelle der Spannungswandler wünschenswert.

- Für das Display müssen noch ein paar kleine Software- und Hardwareprobleme gelöst. Diese sollte bis Mitte des Jahres erledigt sein. Dann sollte auch das Display für den neuen Prozessor erhältlich sein. Aktuell ist nicht geplant, das Display für den original Prozessor anzupassen.

- FM/DAB/DAB+, da das Display Voraussetzung für die FM/DAB/DAB+/RPi4 Integration ist, wird dieses etwa zum selben Zeitpunkt verfügbar sein.

- Internet-Radio/Streaming, etc via Raspberry Pi wird es nicht vor Ende des Jahres geben. Hierfür wird dann ein Update der Software des Prozessors notwendig sein, sowie der Austausch der Basis-Platine, auf der sich das Monkey-Board und dann die RPi CM4 befinden (oder eine RPi4 Huckepack).

Bilder Folgen in den nächsten Stunden.

Gruß Markus und HaJo
Jeden Tag habe ich ein Grinsen im Gesicht, wenn ich meine Atelier sehe und nutze.

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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#2 Beitrag von Fitzner2 » 11.01.2021, 18:59

Hallo Ihr 2,
tolles Projekt, ich bin gespannt wie es weiter geht..
:thumb: :thumb:
Vielen Dank!

VG
Claus

mad max
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#3 Beitrag von mad max » 11.01.2021, 19:46

Hier die ersten Bilder vom neuen Display und Treiber:

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Friedel
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#4 Beitrag von Friedel » 11.01.2021, 20:14

Moin,

es schlagen zwei Herzen in meiner Brust. Zum Einen kann ich nur den Hut davor ziehen, was Ihr da für eine Arbeit rein steckt.
Zum Anderen ist der Allgemeinzustand der Prozessorboxen oft so verbraten, dass gerade die 1ser Boxen oft nicht mehr stabil laufen.
Warten wir mal ab. Der richtige Ansatz wäre wirklich, die komplette Box zu ersetzen. Die Verlustleistung, die da in Wärme umgesetzt werden ist extrem hoch. Will das wirklich nicht schlecht reden, aber Prozessor ersetzen ohne den Rest der Box anzufassen halte ich nicht für den richtigen Weg.

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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#5 Beitrag von Litton72 » 11.01.2021, 21:14

Hallo Friedel,
du hast natürlich Recht, was die Box angeht.

Wir planen das Projekt in verschiedenen Ausbaustufen, immer mit dem Hintergedanken eines möglichen Rückbaus (z.B. beim Verkauf etc.).
- Aktuell kann der (gesockelte) Originalprozessor gegen den Nachbauprozessor 1:1 getauscht werden. Daran kann man das alte LED- Display oder das neue LCD betreiben.
Der originale FM/AM Tuner bleibt erhalten und man bekommt noch eine RDS Anzeige dazu.

- Als nächstes baut Markus gerade eine neue Tuner Platine mit einem FM / DAB+ Chip. Der alte FM/AM Tuner entfällt damit.
- Auf die neue Platine soll dann zusätzlich ein RPi mit einem Webserver für die Fernsteuerung und Internet Radio kommen.
- Als letzten Schritt wollen wir die dann noch notwendigen Schaltungsteile von der Prozessorplatine auf die neue Platine übernehmen, wodurch die Prozessorbox ebenfalls entfällt.

So der Plan.
Hindernisse und Schwierigkeiten nehmen wir, wie sie kommen ;-)

Ich hoffe, ich konnte deinen 2 Herzen etwas Trost spenden

VG

Hajo

mad max
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#6 Beitrag von mad max » 11.01.2021, 21:58

Hier ein paar Bilder von der Tuner-Platine. Es ist der erste Prototyp, der aber bereits voll funktionsfähig ist. Wie man unschwer erkennen kann, ist da noch sehr viel Platz.


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mad max
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#7 Beitrag von mad max » 11.01.2021, 22:12

Hier nochmals ein paar Bilder, bei denen man beide Displays mit denselben Informationen vergleichen kann. Wir haben uns ein paar Freiheiten bezüglich des Zeichensatzes erlaubt. So gibt es ordentliche "Doppelpunkt", "Komma", "Semikolon" als extra Zeichen, sowie einen Doppelpunkt bei der Anzeige der Uhrzeit.

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Che Grillvara
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#8 Beitrag von Che Grillvara » 12.01.2021, 14:19

Richtig schönes Projekt!

Wenn Ihr das hinbekommt, wäre das ja faßt schon der Goldstandard und den R4 zukunftsfähig zu machen. Wirklich toll!

Für den Raspi Streamer würde ich mal auf Volumio hinweisen wollen. Das ist ein sehr schönes System and man kann es u.a. über sein Handy Steuer.
Wollt Ihr den Streamer mit Hifi DAC HAT umsetzen?

Weiter so und viel Erfolg!
Christian
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Was noch fehlt: T2 Volumio Player (vielleicht irgendwann noch ein CD4?)

mad max
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#9 Beitrag von mad max » 12.01.2021, 18:02

Hallo Christian,

vielen Dank, auch für die Info zum Streamer. Ich bin totaler RPi Novize. Auch was Streamen betriff. Ich höre noch ganz klassisch Radio oder CD.
Nach aktuellem Stand benötigen wir keinen HiFi DAC HAT für die Pi, da wir dies über das FM/DAB/DAB+ Modul machen können. Es hat einen 384kbps DAC und kann von Extern via I2S bedient werden. Das Audio-Signal geht dann auf denselben Ausgang wir die des Radios. Das Umschalten zwischen den einzelnen Eingängen geschieht in der Software des Moduls. Somit benötigen wir hierfür keine weitere Hardware (hoffentlich ;) ).

Gruß Markus
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Che Grillvara
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#10 Beitrag von Che Grillvara » 12.01.2021, 21:32

Ja das macht Sinn.

Mit einem DAC HAT hätte man etwas mehr Auswahl aber braucht natürlich auch mehr Platz.
Volumio ist als Streaming Software meiner Meinung nach sehr gut, weil man es eben einfach über einen Webbrowser über das Netzwerk steuern kann.

Ich bin gespannt wie es weiter geht hier :wink:

Gruss,
Christian
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braunb@r
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#11 Beitrag von braunb@r » 14.01.2021, 20:18

Hallo Markus, hallo Hajo,

das sind ja interessante Dinge, an denen ihr da arbeitet.
Was ich mich allerdings frage ist, ob dieser moderne IC-basierte UKW-Tuner auf eurer Platine den bisherigen technischen Daten des original CC4/R4 das Wasser reichen kann.
Handys können auch UKW empfangen, aber das kann man ja nicht mit der Qualität eines HIFI Tuners vergleichen. Gibt es da irgend welche technischen Daten zu den UKW-Empfangsleistungen eures neuen Projekts? Ich konnte da auf die schnelle im Internet nichts finden. Die BRAUN Geräte waren von ihren Daten zwar kein High-End, aber qualitativ schon im oberen Segment angesiedelt.

MfG
Rainer

mad max
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#12 Beitrag von mad max » 15.01.2021, 01:38

Hallo Rainer und Miteinander,

hier mal der Link zum FM/DAB/DAB+ Modul:
https://www.monkeyboard.org/shop/index. ... 43s920imj5
https://www.sixthlogic.com.au/index.php ... cts_id=271

oder nach "MonkeyBoard t4b" und "KeyStone Semiconductor" suchen.

Leider steht dort nicht all zu viel. Wir haben von SixthLogic ausführliche technische Unterlagen, leider dürfen wir sie nicht weitergeben. Aber ich kann soweit schon mal sagen, dass die Ton-Qualität subjektiv besser ist als die des originalen FM Teil des R4 Tuner-Boards.
Wenn du eine bestimmte spezielle Info wissen möchtest, kann ich danach in den Spezifikationen suchen.

Gruß Markus
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mad max
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Re: R4/CC4 mit neuem Display, FM/DAB/DAB+, RPi4 und mehr

#13 Beitrag von mad max » 01.03.2021, 01:53

Hallo Miteinander,
hier ein Update unserer aktuellen Entwicklung. Leider gibt es massive Probleme bei Teile-Lieferenten und Paketdiensten. So liegen nun seit fast drei Wochen DAB Module in Sydney auf dem Flughafen. Stecker musste ich bei drei Shops bestellen, bis ich von einem einen Teil bekommen habe.

Wir habe nun neue Trägerplatinen für das Display und das Monkey-Board bekommen.

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Das Display-Modul hat einen StepDown erhalten (links oben), das anstelle des sonst üblichen StepDown in der Box verwendet wird. Er ist baugleich mit den üblichen StepDowns (MP1584). Des Weiteren wurde auf dem Modul eine Schaltung mit einem ATTiny integriert, dass die Informationen vom originalen Tuner-Board für das Display aufbereitet. Das sind Stereo; Feldstärke; rechts-, links-, mitte- Tuning. Die Informationen werden via GPIO an das Display weitergeleitet und intern verarbeite (siehe Nextion WebSite). HaJo hatte bereits die Software für den ATTiny erstellt. Wir müssen die nur noch prüfen und ggf. anpassen. Somit ist es möglich mit dem Einsatz des neuen Prozessors auch ein neues Display zu nutzen und dabei das originale Tuner-Modul zu nutzen. Leider musste ich feststellen, dass die Anschlüsse suboptimal positioniert sind.

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Auf dem Tuner-Modul haben wir einen LevelShifter integriert, um die 5V UART des Prozessors auf 3,3V UART des DAB Modules zu konvertieren. Des Weiteren befindet sich für die Stromversorgung eine StepDown wie auf dem Display-Modul. Dieser verwendet die 15V für das originale Tuner-Modul. Auch haben wir ein paar Kondensator und Wiederstände für die analoge Tonausgabe laut technischer Spezifikation des DAB-Modul Hersteller integriert. Die Tonausgabe geht über den Ausgang des original Tuner-Modul. Links habe ich auf dem Board einen Ausschnitt gemacht, um den darunterliegenden Elementen etwas mehr Luft zu geben. HaJo hat mal ein paar Bilder gemacht, wie das Ganze aktuell im eingebauten Zustand aussieht.

Bild Bild

HaJo hat eine Pi 3b platziert, um mal zu demonstrieren, wieviel Platz wir auf dem Board haben. Aktuell warten wir auf vierer Module, um diese dann einzubauen und zu verdrahten. Die Verbindung wollen wir via einer HAT Brücke machen. Da das DAB-Modul einen DAC besitz, den man als In oder Out definieren kann, können wir hoffentlich auf einen separaten DAC verzichten. Das würde das wechseln zwischen FM/DAB/PI vereinfachen, da das DAB Mudul dies übernimmt. Den DAC hat Jan in seinem Projekt „T2 Umbau FM, DAB+, BT, WIFI“ schon erfolgreich angebunden. Er nutzt ein T4A Modul, wir ein T4B. Wir verwenden eine T4B Modul, da es laut Spezifikation einen leistungsfähigeren DAC hat und etwas günstiger ist. Ansonsten sind die Module befehlstechnisch identisch. Wir müssen uns nun Gedanken über die Stromversorgung der Pi machen. Hier wird HaJo prüfen, welche Variante am sinnvollsten sind: Strom aus StandBy Trafo und 15V Tuner oder eigenes Schaltnetzteil oder gar den StandBy Trafo gegen einen stärkeren oder Schaltnetzteil tauschen. Vorschläge haben wir schon bereits bekommen.
Die Programmierung der Software für die Pi (Steuerung Streaming Software, Fernbedienung via Tablet/Smartphone und mehr) wird Maxim übernehmen. Ihn konnten wir hierfür für das Projekt gewinnen.

Die Entwicklung der Software des Prozessors ist weitestgehend abgeschlossen. Bis auf die Reorganisation von gespeicherten Programmen bei DAB bei einem rescan, ist alles fertig. Ich habe auf die Timer-Funktion des originalen Prozessors verzichtet. Einige Tasten auf der Fernbedienung wurden zusätzlich belegt, so kann man mit den Tasten << und >> beim FM die Frequenz hoch und runter skippen; bei DAB die Sender in der DAB-Datenbank (nicht die individuell gespeicherten Senden). Das ganze muss nun ausgiebig getestet werden.

Folgende Varianten sind aktuell möglich, ohne den Prozessor neu zu beschreiben:
- Prozessor mit RDS und originalem Tuner Modul
- Prozessor mit RDS und originalem Tuner Modul und neuem Display
- Prozessor mit neuem Display und DAB Modul

Hierfür müssen die Boards noch finalisiert werden.

Zum Schluß noch ein paar Bilder aus dem Betrieb:

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Gruß Markus
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