Kategorie: Elektronik & DIY (Seite 4 von 4)

Kinder sind etwas Wunderbares, so auch meine beiden. Die Größere hört zum Einschlafen gerne ein Hörspiel, beim Spielen hören und tanzen beide zu Kindermusik. Klar haben sie eine kleine Kompaktanlage im Kinderzimmer. Aber Kinderhörspiele gibt es kaum noch auf Kassette — fast nur noch auf CD oder als MP3. Keine Ahnung wie es bei euren Kindern ist, bei uns leben CDs nicht sonderlich lange. Ich grille in der Woche 3 bis 4 Stück. Noch schlimmer: Die Lieblings-CD trifft nach 38 Minuten auf einen Kratzer und macht nur noch unverständlichen Lärm.

MPD als CD-Ersatz

Ich hatte noch einen Raspberry Pi herumliegen. Den zusammen mit dem Music Player Daemon (MPD) als Musikspieler nutzen — die gekauften MP3-Alben liegen eh auf dem Server und lassen sich per NFS mounten. WLAN ist im ganzen Haus, und wir Eltern steuern alles per Android-App. Das Projekt war in anderthalb Stunden erledigt, getestet und von den Kindern abgenommen.

Seitdem fristet der CD-Spieler ein ungenutztes Leben. Nur das Radio läuft hin und wieder am Abend. Radio… irgendwo hatte ich doch im Zusammenhang mit dem Raspberry Pi etwas zu FM-Radio gelesen.

PiFM — FM-Sender über GPIO

PiFM (mittlerweile weiterentwickelt als rpitx) nutzt den GPIO-Pin 4 des Raspberry Pi, um ein FM-Signal zu erzeugen. Eine ca. 15 cm lange Antenne — ein Stück Draht — reicht. Der Pi generiert per DMA ein Taktsignal auf dem GPIO, das direkt als FM-moduliertes HF-Signal abstrahlt. Kein zusätzlicher Sender-IC nötig.

Eine WAV-Datei auf 90,0 MHz senden:

sudo ./pifm musik.wav 90.0

Einen Web-Stream — zum Beispiel einen Kinderradiosender — per sox umwandeln und direkt an PiFM pipen:

sox -t mp3 http://stream-url -t wav -r 22050 -c 1 - | sudo ./pifm - 90.0

MPD kann auch streamen — so lässt sich die gesamte Musikbibliothek per FM ins Kinderzimmerradio schicken.

Verstärkerschaltung

Das reine GPIO-Signal ist schwach. Um es etwas zu verstärken und sauber zu filtern, habe ich eine kleine Schaltung gebaut — den handgezeichneten Schaltplan mit Bauteileliste findet ihr in den Bildern unten. Mit der Schaltung reicht das Signal für das ganze Haus inklusive Garten.

Oberwellen: der eigentliche Grund für den Filter

Der GPIO liefert kein sauberes Sinussignal, sondern ein Rechteck. Ein Rechteck hat neben der Grundfrequenz eine lange Reihe Oberwellen bei 2f, 3f, 4f und so weiter, und durch die DMA-getaktete Frequenzmodulation entstehen zusätzlich Splatter-Anteile im Nachbarkanal. Bei 90 MHz Grundfrequenz heißt das: 180 MHz, 270 MHz, 360 MHz und höher. Mindestens eine dieser Harmonischen liegt mit Sicherheit in einem Band, das belegt oder sicherheitskritisch ist. Ohne Tiefpass strahlt PiFM also nicht nur auf der gewählten UKW-Frequenz, sondern breitbandig quer durch VHF und UHF. Der Filter in der Verstärkerschaltung ist deshalb nicht Kür, sondern der einzige Grund, warum man keinen Flugfunk, Amateurfunk oder Rundfunk stört. Wer PiFM ohne Filter betreibt, wird im Zweifel nicht nur von der Bundesnetzagentur, sondern auch von jedem Amateurfunker im Umkreis sehr schnell gefunden.

Rechtliches

In Deutschland darf man im FM-Band senden — aber nur mit extrem geringer Leistung. Die Bundesnetzagentur erlaubt ohne Genehmigung Sendeanlagen mit wenigen Nanowatt, was in der Praxis etwa einen Meter Reichweite ergibt. Der Raspberry Pi mit Verstärkerschaltung überschreitet das deutlich. Dieses Projekt bleibt deshalb ein einmaliger Versuchsaufbau.

Schade eigentlich — der WDR-Kinderkanal MausLive (ehemals KiRaKa) ist nur per DAB+ oder Internet-Stream zu empfangen. Per PiFM könnte man den Stream als FM-Signal im Haus verteilen und die Kinder könnten überall mit einem einfachen Radio hören. Aber so ist die Rechtslage.

Update 2026: zeitgemäße Alternativen

Der Beitrag ist von 2014. Heute wäre mein Weg ein anderer: Bluetooth-Audio direkt ans Kinderzimmerradio (falls es Bluetooth kann) oder ein kleiner Multi-Room-Audio-Setup mit Snapcast, squeezelite oder einem fertigen Smart Speaker. DLNA/UPnP und AirPlay decken den Rest ab, alles legal und ohne Frequenz-Diskussion. rpitx gibt es übrigens immer noch, inzwischen mit deutlich mehr Modi (SSB, FSK, LoRa, sogar DVB-T), und ist als Experimentierplattform für die SDR-Ecke weiterhin spannend. Nur eben nichts, was man offen im Wohnzimmer laufen lassen sollte.

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Bilder vom Projekt — Platine, Schaltplan mit Bauteileliste und das Ergebnis auf dem Radio:

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