Fale długie i średnie pustoszeją. 27 czerwca 2026 roku BBC wyłączyło Radio 4 na 198 kHz, bo zabrakło zapasowych lamp do nadajnika dużej mocy. Wiele starych odbiorników nie ma zakresu UKF i bez stacji AM milknie. Konstruktor, który na GitHubie podpisuje się GarethDaviesLondon, ma w domu lampowe radia i postanowił sam dostarczać im program.
Jak to działa
Nadajnik zbudowano na płytce z ESP32-S3, popularnym mikrokontrolerem z Wi-Fi. Płytka łączy się przez Wi-Fi z internetową stacją radiową, dekoduje strumień MP3 i nadaje dźwięk z modulacją amplitudy (AM). W takiej modulacji dźwięk zmienia siłę fali nośnej, czyli sygnału o stałej częstotliwości, do którego stroi się radio. Osobnego układu radiowego nie ma: falę nośną tworzy ciąg impulsów na zwykłym wyprowadzeniu GPIO, czyli uniwersalnej nóżce wejścia-wyjścia. Domyślnie ma ona 200 kHz, co odpowiada falom długim.
Siłę fali zmienia wypełnienie impulsów, czyli to, jaką część każdego cyklu zajmuje stan wysoki. Najprostszy pomysł, wahanie wypełnienia wokół 50%, prawie nie daje modulacji: przy 50% fala jest najsilniejsza i na małe zmiany ledwo reaguje. Dlatego firmware (oprogramowanie układu) przelicza każdą próbkę dźwięku przez tablicę funkcji arcus sinus. Dzięki temu siła fali zmienia się proporcjonalnie do dźwięku.
Zanim dźwięk trafi do modulatora, przechodzi przez kilka stopni obróbki. Filtr dolnoprzepustowy 6. rzędu obcina pasmo powyżej 4,5 kHz, żeby sygnał zmieścił się w standardowym kanale o szerokości 9 kHz. Ogranicznik szczytów chroni przed przesterowaniem, a automatyczna regulacja wzmocnienia wyrównuje głośność stacji. Bez niej dwie stacje sprawdzone na płytce różniły się średnim poziomem o ponad 10 dB, z nią – o 1,9 dB.
Antena w pokrywie
Nadajnik celowo nie ma anteny w zwykłym sensie. Każde wyjście prowadzi przez rezystor 220 Ω do pętli z pięciu zwojów cienkiego drutu nawojowego, a z niej do masy. Pętla jest nawinięta na czterech słupkach w pokrywie obudowy wydrukowanej w 3D i obejmuje około 15 cm². Działa jak cewka, która przekazuje sygnał do radia polem magnetycznym. Odbiornik stawia się więc tuż obok: sygnał bardzo szybko słabnie z odległością i właśnie o to chodzi.
W pokrywie mieszczą się dwa takie uzwojenia, jedno nad drugim, oddzielone kołnierzem. Każde obsługuje jeden z dwóch nadajników.
Dwa nadajniki na falach długich
Płytka ma dwa niezależne nadajniki, na wyprowadzeniach GPIO 4 i GPIO 5. Każdy gra własną stację na własnej częstotliwości, z własną głębokością modulacji, filtrem i wzmocnieniem. Wspólne są tylko połączenie Wi-Fi i lista stacji, która mieści do 20 pozycji. Domyślnie nadajnik A pracuje na 200 kHz, a B na 250 kHz.
Częstotliwość nośnej ustawia się w zakresie 60–300 kHz. Fale średnie są poza zasięgiem: układ dzieli zegar 80 MHz i potrzebuje 256 kroków wypełnienia na każdy cykl, więc górną granicą jest 312,5 kHz. Do odbioru potrzebne jest zatem radio z zakresem fal długich. W Polsce na tym zakresie wciąż nadaje Jedynka Polskiego Radia: na 225 kHz z Solca Kujawskiego, dokładnie pośrodku między domyślnymi częstotliwościami obu nadajników.
Dla zabawy jest też symulacja zaników. Poziom nośnej powoli faluje, a razem z nim szum, jak przy odbiorze dalekiej stacji. Do wyboru są powolne zaniki, szybkie drgania i losowy dryf, który się nie powtarza.
Sterowanie z przeglądarki
Płytka nie ma wyświetlacza ani pokręteł. Wszystko ustawia się na stronie WWW, którą udostępnia sama: listę stacji, wyszukiwarkę w społecznościowym katalogu radia internetowego, parametry obu nadajników, ton testowy, Wi-Fi i diagnostykę. Przy pierwszym uruchomieniu płytka tworzy otwartą sieć Wi-Fi AMTX-Setup, w której wybiera się domową sieć (tylko 2,4 GHz). Potem panel jest dostępny pod adresem http://amtx.local. Strona nie ma hasła, dlatego w sieci, której nie ufasz, można ją wyłączyć. Gdy sieć zawiedzie, zostaje konsola przez USB, która potrafi to samo co strona.
Firmware odtwarza tylko strumienie MP3. Stacja nadająca w AAC albo OGG zapisze się na liście, ale zagra ciszę.
Co trzeba do budowy
- płytka Waveshare ESP32-S3-Zero (inne płytki z ESP32-S3 uruchomią firmware, ale nie zmieszczą się w obudowie),
- dwa rezystory 220 Ω, 0,25 W,
- około 1,5 m emaliowanego drutu nawojowego o średnicy 0,3 mm,
- cztery mosiężne tulejki gwintowane M3 do wtopienia w plastik i cztery śruby M3,
- przewód USB-C do transmisji danych, nie tylko do ładowania,
- odbiornik z zakresem fal długich.
Obudowa z PLA, najpopularniejszego tworzywa do druku 3D, zużywa około 40 g materiału i drukuje się bez podpór. Instrukcja zakłada podstawową umiejętność lutowania i szacuje pracę na jeden wieczór plus czas druku. Najczęstszy błąd to niezeskrobana emalia na końcach drutu: lut wygląda dobrze, ale nie przewodzi.
Gotowy plik firmware wgrywa się narzędziem esptool, bez kompilowania. Port COM5 trzeba zastąpić własnym, w Linuksie na przykład /dev/ttyACM0:
pip install esptool
python -m esptool --chip esp32s3 -p COM5 write_flash 0x0 binaries/amtx-v1.0-merged.binKto woli okienka, znajdzie w repozytorium graficzne narzędzia do wgrywania i konfiguracji. Są tam też instrukcje w PDF (szybki start, budowa, instalacja, obsługa i opis techniczny) oraz pliki obudowy w formatach STL i STEP. Kod ma licencję GPL-3.0.
Przepisy i zakłócenia
Dokumentacja zaczyna się od dwóch ostrzeżeń. Pierwsze: to nadajnik w paśmie radiofonicznym. Domyślne 200 kHz leży tuż obok 198 kHz, na których do czerwca 2026 nadawało BBC Radio 4. W Wielkiej Brytanii i w większości innych krajów celowe nadawanie w tym paśmie wymaga licencji, a projekt jej nie ma. Sygnał ma zostać w pokoju: bez przewodu wyprowadzonego na zewnątrz, bez połączenia z instalacją elektryczną i bez niczego, co przypomina prawdziwą antenę.
W Polsce na używanie nadajnika radiowego potrzebne jest pozwolenie radiowe. Zwolnione z tego obowiązku są tylko urządzenia bliskiego zasięgu, które mieszczą się w ściśle określonych limitach natężenia pola i spełniają normy. Pola tego układu nikt nie zmierzył, więc nie można zakładać, że wolno go używać bez pozwolenia.
Drugie ostrzeżenie dotyczy czystości sygnału. Zbudowany egzemplarz nie ma filtra wyjściowego, a fala nośna jest prostokątna. Taki przebieg niesie nieparzyste harmoniczne: 600 kHz, 1 MHz, 1,4 MHz i dalej, czyli w całym paśmie fal średnich. Przy tej mocy i pętli tuż przy radiu uznano to na słuch za dopuszczalne. Nikt jednak nie sprawdził tego analizatorem widma ani oscyloskopem, więc poziom harmonicznych, natężenie pola i rzeczywista głębokość modulacji pozostają nieznane.
Bez filtra da się pracować najwyżej kilka minut na stole, z odbiornikiem obok. Przy dłuższej pracy, większej mocy, dłuższej antenie albo mniejszym rezystorze dokumentacja zaleca filtr dolnoprzepustowy na każdym wyjściu. Każdy nadajnik potrzebuje własnego: przy wspólnym filtrze sygnały obu nadajników mieszają się i powstają zakłócenia na zupełnie innych częstotliwościach. Schematu filtra w opublikowanych plikach jednak nie ma. Instrukcje odsyłają do dokumentu projektowego, którego nie ma w repozytorium.
Co sprawdzono w praktyce
Opis projektu wyraźnie oddziela to, co zbudowano, od tego, co sprawdzono. W wersji 1.0 dwie stacje grały jednocześnie na odbiorniku AM, a strona WWW, konsola, przełączanie stacji i łączenie z Wi-Fi działały na prawdziwej płytce. Obudowę wydrukowano i złożono więcej niż raz, ale jej najnowsza, poprawiona wersja nie była jeszcze drukowana. Na sprzęcie nie sprawdzono też przywracania ustawień fabrycznych przytrzymaniem przycisku BOOT.
Na stronie projektu jest trzyminutowy film: radio na półce strojone ręcznie gałką i strona WWW, z której wybiera się program.
Artykuł powstał na podstawie wpisu Jenny List w serwisie Hackaday oraz dokumentacji projektu w repozytorium na GitHubie.
