FMラジオを聴く（FMラジオモジュール使用）(Python-smbus利用)

解説

FMラジオモジュールを使用すると、FMラジオを聴くことができます。

アマゾンで販売されている「RDA5807Mを使用したFMラジオモジュール」を使用しました。
「RDA5807Mのデータシート」に従い、RDA5807Mの操作を容易にするためのクラスを作成しました。

作成したRDA5807Mクラスを利用して、FMラジオを聴きます。

部品表

部品名	数量	商品名	参考価格
ラジオモジュール	1	KKHMF 6個 FMラジオモジュール RDA5807M RRD-102 V2.0	799円
3.5mmステレオミニジャック		３．５ｍｍステレオミニジャックＤＩＰ化キット	150円
ピンヘッダ		ピンヘッダ　（オスＬ型）　１×４０　（４０Ｐ）	50円
アンテナ用ビニール線		耐熱通信機器用ビニル電線　２ｍ×１０色　導体径０．６５ｍｍ　単芯	680円
Raspberry Pi	1	Raspberry Pi4	11,000円
ブレッドボード	1	EIC-801	370円
ジャンパーワイヤ	適量	ジャンパーワイヤ（オス－メス）	220円
スピーカー	1	ミニスピーカー	330円

「RDA5807Mを使用したFMラジオモジュール」のピンピッチが2mmでしたので、2.54mmピッチのL型のピンヘッダのピンをペンチで向きを調整し、「RDA5807Mを使用したFMラジオモジュール」にはんだ付けしました。

「RDA5807Mを使用したFMラジオモジュール」と2.54mmピッチのL型のピンヘッダをはんだ付けしたもの。


２つの「2.54mmピッチのL型のピンヘッダ」の間隔は、ブレッドボードに刺さる間隔にします。

接続表

FMラジオモジュール RDA5807M RRD-102		接続先（Raspberry Pi、 オーディオジャック）
ピン番号	ピン名称	接続先
1	SDA	Raspberry Piの3番ピン(GPIO2,SDA)
2	SCL	Raspberry Piの5番ピン(GPIO2,SDA)
3	NC	(無接続)
4	NC	(無接続)
5	3V3	Raspberry Piの1番ピン(3V3)
6	GND	GND
7	L OUT	オーディオジャックのLピン
8	R OUT	オーディオジャックのRピン
9	NC	(無接続)
10	ANT	アンテナ用ビニール線

接続例

I2C通信の有効化

I2C通信を有効化していない場合は、I2C通信の有効化が必要です。

例えば、Terminalから、以下のコマンドを実行し、「raspi-config」を起動し、「3 Interface Options」 > 「I5 I2C」と進み、「<Yes>」を選択し、I2C通信を有効化します。

sudo raspi-config

TeraTermを使用しSSH通信でRaspberry Piに接続し、「raspi-config」でI2C通信を有効化した際の画面。

Python-smbusのインストール

Python-smbusをインストールしてない場合は、以下のコマンドを実行し、Python-smbusをインストールします。

sudo apt install python3-smbus -y

クラスファイルの作成

「RDA5807Mのデータシート」に従い、RDA5807Mの操作を容易にするためのクラスを、Python言語で、Python-smbusを利用して作成しました。

rda5807m.py
import smbus import time # --- 定数定義 --- # RDA5807Mのレジスタ定義に基づく定数 # REG 00H REG_00H_CHIPID_MASK = 0b1111111111111111 # Chip ID.(Default 0x5804) REG_00H_CHIPID_SHIFT = 0 # REG 02H REG_02H_DHIZ = 0b1000000000000000 # 0 = High impedance. Audio output を High Z (=High Impedance) にする。結果として、Audio output は駆動していない状態になる。 # 1 = Normal operation. Audio output の High Z (=High Impedance) を解除にする。結果として、Audio output は駆動状態になる。 REG_02H_DMUTE = 0b0100000000000000 # 0 = Mute. 1 = Normal operation REG_02H_MONO = 0b0010000000000000 # 0 = Stereo. 1 = Force mono REG_02H_BASS = 0b0001000000000000 # 0 = Bass Boost disabled. 1 = Bass Boost enabled. REG_02H_RCLK_NON_CALIBRATE_MODE = 0b0000100000000000 # 0 = Reference clock is always supply. # 1 = Reference clock is not always supply when FM work. REG_02H_RCLK_DIRECT_INPUT_MODE = 0b0000010000000000 # 1 = Reference clock use the directly input mode. REG_02H_SEEKUP = 0b0000001000000000 # 0 = Seek down. 1 = Seek up. REG_02H_SEEK = 0b0000000100000000 # 0 = Disable stop seek. # 1 = Enable Seek begins in the direction specified by SEEKUP # and ends when a channel is found, or the entire band has been searched. # The SEEK bit is set low and the STC bit is set high when the seek operation completes. REG_02H_SKMODE = 0b0000000010000000 # Seek Mode # 0 = wrap at the upper or lower band limit and continue seeking. # 上限や下限に達したら下限や上限からシークを続ける。 # 1 = stop seeking at the upper or lower band limit. # 上限や下限に達したらシークを終える。 REG_02H_CLK_MODE_MASK = 0b0000000001110000 # Clock Mode REG_02H_CLK_MODE_SHIFT = 4 # 000 = 32.768kHz, 001 = 12Mhz, 101 = 24Mhz, 010 = 13Mhz, # 110 = 26Mhz, 011 = 19.2Mhz, 111 = 38.4Mhz REG_02H_RDS_EN = 0b0000000000001000 # RDS/RBDS # （Radio Data System（ラジオ・データ・システム、RDS）とは、 # 　従来のFMラジオ放送に少量のデジタル情報を埋め込むための通信プロトコル規格である。 # 　RDSは、時間、放送局、番組情報を含め、複数種類の送信情報を規格化している。 # 　この規格は欧州放送連合(EBU)の事業として始まり、やがて国際電気標準会議(IEC)の国際標準規格となった。 # 　米国版のRDSは正式名称がRadio Broadcast Data System(RBDS)で、両者の規格には僅かばかりの差異がある。 # 　日本では、RDSに類似したデジタルデータ放送規格Data Radio Channel(DARC)をほぼ同時期に開発、実用化した経緯から、RDSには未対応である。 # 　出展 : https:#ja.wikipedia.org/wiki/Radio_Data_System） REG_02H_NEW_METHOD = 0b0000000000000100 # New Demodulate Method Enable, can improve the receive sensitivity about 1dB. REG_02H_SOFT_RESET = 0b0000000000000010 # Soft reset. 0 = not reset. 1 = reset. REG_02H_ENABLE = 0b0000000000000001 # Power Up. 0 = Disabled. 電源オフ。 1 = Enabled. 電源オン。 （・・・略・・・） # --- クラス定義 --- class RDA5807M: _i2c = None _i2c_addr = None # コンストラクタ def __init__( self ): # クラスメンバーへのセット self._i2c_addr = I2C_ADDR_RDA5807M self._i2c = smbus.SMBus(1) （・・・略・・・） def begin( self ): # Power-On : 電源ビットを立てる self._updateRegister( 0x02, REG_02H_ENABLE, 0, REG_02H_ENABLE ) # Register 02H の初期化 uiRegister = self._readRegister( 0x02 ) uiRegister |= REG_02H_DHIZ # 立てて、Audioオン。(デフォルト値は0) uiRegister |= REG_02H_DMUTE # 立てて、Audioオン。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_MONO # モノラルではなくステレオとするので、倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_BASS # Bass boost機能は使用しないので倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_RCLK_NON_CALIBRATE_MODE # Reference clockは常に供給されるので倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_RCLK_DIRECT_INPUT_MODE # Rrefernce clock directly input mode ではないので倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_SEEKUP # Seekの方向は、Seek開始時に指定するので、どちらでもよく倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_SEEK # Seek開始時に立てるので、初期化時は倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_SKMODE # バンド境界でSeekを継続するかは、Seek開始時に指定するので、どちらでもよく倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_CLK_MODE_MASK # 32.768kHz(=0b000)に設定する。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_RDS_EN # RDS/RBDS機能は使用しないので倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_02H_NEW_METHOD # New Demodulate Methodは使用しないので倒す。(デフォルト値は0) self._writeRegister( 0x02, uiRegister ) # Register 03H の初期化 uiRegister = self._readRegister( 0x03 ) uiRegister &= ~REG_03H_CHAN_MASK # 周波数を下限値にする(=0000000000)。(デフォルト値は0x13f) uiRegister &= ~REG_03H_TUNE # Tune開始時に立てるので、初期化時は倒す。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_03H_BAND_MASK # AMも聞くためにワイドFMが聴けるWorld Wide(=0b10)(76～108MHz)に設定する。(デフォルト値は0) uiRegister |= ( (0b10 << REG_03H_BAND_SHIFT) & REG_03H_BAND_MASK ) uiRegister &= ~REG_03H_SPACE_MASK # 0.1MHz単位で指定できるように、100kHz(=0b00)に設定する。(デフォルト値は0) self._writeRegister( 0x03, uiRegister ) # Register 04H の初期化 uiRegister = self._readRegister( 0x04 ) uiRegister |= REG_04H_DE # 日本のFM放送のDe-emphasisは、50μsなので、立てる。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_04H_SOFTMUTE_EN # 倒して、Audioオン。(デフォルト値は0) uiRegister &= ~REG_04H_AFCD # 自動周波数制御機能を使用するので倒す。(デフォルト値は0) self._writeRegister( 0x04, uiRegister ) # Register 05H の初期化 uiRegister = self._readRegister( 0x05 ) uiRegister &= ~REG_05H_SEEKTH_MASK # シーク閾値として、8(=0b1000)に設定する。(デフォルト値は0b1000) uiRegister |= ( (0b1000 << REG_05H_SEEKTH_SHIFT) & REG_05H_SEEKTH_MASK ) uiRegister &= ~REG_05H_VOLUME_MASK # ボリューム値を、11(=0b1011)に設定する。(デフォルト値は0b1011) uiRegister |= ( (0b1011 << REG_05H_VOLUME_SHIFT) & REG_05H_VOLUME_MASK ) self._writeRegister( 0x05, uiRegister ) # Register 07H の初期化 uiRegister = self._readRegister( 0x07 ) uiRegister &= ~REG_07H_TH_SOFTBLEND_MASK # ソフトブレンド閾値として、16(=0b10000)に設定する。(デフォルト値は0b10000) uiRegister |= ( (0b10000 << REG_07H_TH_SOFTBLEND_SHIFT) & REG_07H_TH_SOFTBLEND_MASK ) uiRegister |= REG_07H_65M_50M_MODE # BANDが0b11のときにのみ意味がある。デフォルト値として立てる。(デフォルト値は1) uiRegister |= REG_07H_SOFTBLEND_EN # ソフトブレンド機能を使用するので立てる。(デフォルト値は1) self._writeRegister( 0x07, uiRegister ) # 終了 def end( self ): # Power-off : 電源ビットを倒す self._updateRegister( 0x02, REG_02H_ENABLE, 0, 0 ) （・・・略・・・） # 周波数の設定 def setFrequency( self, ulFrequency, bWaitTuningComplete = True ): #ulFrequencyMin = self.getFrequencyMin() ulFrequencyMin = 76000 # 処理効率化（レジスタの値の読み込みを省略） #byChannelSpacing = self.getChannelSpacing() byChannelSpacing = 100 # 処理効率化（レジスタの値の読み込みを省略） # 下限値を下まわる場合は、下限値に。 if( ulFrequencyMin > ulFrequency ): ulFrequency = ulFrequencyMin # Frequency[kHz] = ChannelSpacing[kHz] x CHAN + FrequencyMin[kHz] # CHAN = (Frequency[kHz] - FrequencyMin[kHz]) / ChannelSpacing[kHz] uiCHAN = int( (ulFrequency - ulFrequencyMin) / byChannelSpacing ) # 上限値を超える場合は、上限値に。 if( CHAN_MAX < uiCHAN ): uiCHAN = CHAN_MAX # チューニングする周波数の設定と、Tune開始 # 補足）CHANの書き込みは、TUNEビットを立てないと無視される。 # TUNEビットは、Tuneオペレーション完了後に倒れる。 self._updateRegister( 0x03, REG_03H_CHAN_MASK | REG_03H_TUNE, 0, (uiCHAN << REG_03H_CHAN_SHIFT) | REG_03H_TUNE ) # チューニング完了を待つ if bWaitTuningComplete: # TUNEビットが立っている場合は、Tune中なので、ビットが倒れるまで待つ。 while( self._readRegister( 0x03 ) & REG_03H_TUNE ): # TUNEビットが倒れるまで待つ。 time.sleep(0.001) # 1msec （・・・略・・・） # Volume値の設定 def setVolume( self, byVolume ): # 上限値を超える場合は、上限値に。 if( VOLUME_MAX < byVolume ): byVolume = VOLUME_MAX self._updateRegister( 0x05, REG_05H_VOLUME_MASK, REG_05H_VOLUME_SHIFT, byVolume ) #self.setMute( False ) # Mute解除 （・・・略・・・） def getVolumeMax( self ): return VOLUME_MAX （・・・略・・・） # レジスタからの値の解読 def _decodeRegister( self, byRegAddr, uiMask, byShift ): return ( self._readRegister( byRegAddr ) & uiMask ) >> byShift # レジスタの値の更新 def _updateRegister( self, byRegAddr, uiMask, byShift, uiValue ): # uiMaskのビットを倒し、その後、value値をシフトした値のビットを立てる。 # uiMask以外のビットが更新されないよう、value値はuiMaskでマスクする。 self._writeRegister( byRegAddr, ( self._readRegister(byRegAddr) & ~uiMask ) | ( (uiValue << byShift) & uiMask ) ) # レジスタの値の読み込み def _readRegister( self, byRegAddr ): # 読み込み可能バッファーサイズを超えている場合は、無処理、ゼロを返す。 if( READABLE_REGISTER_SIZE <= byRegAddr ): return 0 (byHigh, byLow) = self._i2c.read_i2c_block_data( self._i2c_addr, byRegAddr, 2 ) time.sleep( 0.00001 ) # 10μs(STOP to START Time : Min 1.3[μs]のウェイトを設ける。) return ((byHigh & 0xFF) << 8) + (byLow & 0xFF) # レジスタの値の書き込み def _writeRegister( self, byRegAddr, uiRegister ): # 書き込み可能バッファーサイズを超えている場合は、無処理。 if( WRITABLE_REGISTER_SIZE <= byRegAddr ): return byHigh = (uiRegister >> 8) & 0xFF byLow = uiRegister & 0xFF self._i2c.write_i2c_block_data( self._i2c_addr, byRegAddr, [byHigh, byLow] ) time.sleep( 0.00001 ) # 10μs(STOP to START Time : Min 1.3[μs]のウェイトを設ける。)

スクリプトファイルの作成

ラジオを聴くことを開始するスクリプトと、ラジオを聴くことを終了するスクリプトを作成します。

クラスファイル「rda5807m.py」は、スクリプトファイル(radio_on.py 、 radio_off.py）と同一フォルダに配置します。

radio_on.py
from rda5807m import RDA5807M radio = RDA5807M() # ラジオの開始 radio.begin() radio.setVolume( 1 ) #radio.setFrequency( 80000 ) # 80.0MHz : Tokyo FM #radio.setFrequency( 82500 ) # 82.5MHz : NHK FM radio.setFrequency( 90500 ) # 90.5MHz : TBSラジオ #radio.setFrequency( 91600 ) # 91.6MHz : 文化放送 # ラジオの設定の確認 print( "Radio turned on.") print( " frequency : %4.1f[MHz]" % (radio.getFrequency() / 1000.0) ) print( " volume : %d" % radio.getVolume() )

radio_off.py
from rda5807m import RDA5807M radio = RDA5807M() # ラジオの終了 radio.end() print( "Radio turned off.")

実行

Terminalにて、スクリプトファイルのあるディレクトリに移動します。

以下のコマンドを実行し、ラジオを聴くことを開始します。

python3 radio_on.py

TeraTermを使用しSSH通信でRaspberry Piに接続し、ラジオを聴くことを開始するスクリプトを実行した際の画面。


ラジオの音声を、スピーカーから聴くことができました。
165cmほどの長さのビニール線アンテナを使用し、アンテナ線の配置をあれこれ試した結果、ラジオをクリアに聴くことができました。（ラジオを受信した所在地は、東京都の23区内です。）

ラジオを聴くことを終了するには、以下のコマンドを実行します。

python3 radio_off.py

ダウンロード

サンプルスクリプトファイル