自制防水淋浴 FM 收音机：Arduino Nano + RDA5807 + Nokia 5110 LCD + PAM8403

所需元件与材料

项目背景

原装淋浴房控制系统（TR028）损坏无法维修，后买的廉价防水收音机也用了一年就坏。拆解 TR028 发现内部使用 TEA5767 收音模块，调研后选用功能更强的 RDA5807（支持 RDS、音量、低音增强）。参考多个开源项目，结合自身需求设计了这款全功能防水收音机。

核心功能

• FM 收音，双行 RDS 显示（台名 + 滚动文本）
• 6 个预存台一键呼出
• 自动/手动搜台，搜到后 4 秒内可存入任一预存位
• 音量 0–15 级、低音增强开关
• 淋浴房灯光开关（MOSFET 控制）
• 时钟/日历/星期显示（DS1307 RTC）
• 信号强度 5 级条形图、立体声指示
• 待机/开机键，上电不自动开机，防误触发
• 触摸面板操作（原 TR028 面板，2 列×7 行矩阵键盘）
• 温度显示（热敏电阻采样平均）

硬件实现要点

触摸面板适配

原装面板为 2×7 矩阵键盘，使用 Keypad 库扫描，映射为功能键：

电源设计

• 12V 适配器 → LM2596 降至 5V 供 Arduino、收音模块、功放、LCD 背光
• Arduino Nano 自带 Li-Po 充电电路，但本项目改用 LIR2032 给 RTC 供电
• 功放 PAM8403 直连 5V，扬声器 4Ω 3W
• 灯光由 IRLZ44N MOSFET 低边开关，Arduino D7 控制栅极

信号处理

• RDA5807 通过 I2C（A4/A5）配置，中断脚接 D2 读取 RDS 数据块
• 使用 Radio、RDSParser、RDA5807M 库处理调频与 RDS 解析
• Nokia 5110 通过 SPI 接口（D6–D3）驱动，LCD5110_Graph 库绘图
• 温度采集：A7 读热敏电阻分压，每 0.6 s 采一次，5 次取平均，Steinhart-Hart 公式换算摄氏度

软件架构

主循环

1. 检测频率/音量变化 → 写入 EEPROM 与寄存器
2. 扫描键盘事件（短按、长按 2 s）
3. 轮询 RDS 数据包 → 回调更新屏幕
4. 定时采样温度 → 计算并显示
5. 按键 “I” 显示日期 4 s（含星期中文）
6. 长按 “D” 2 s 对时：若当前分在 45–59 则时+1、分秒清零；若在 1–15 则仅分秒清零
7. 刷新 LCD：信号强度、分隔线、时间、频率、立体声标志、模式名、菜单值、日期

关键子函数

• search(dir)：写寄存器 0x02 触发自动搜台，轮询状态寄存器 BIT14 判断锁定
• canal(freq)：直接写频率寄存器 0x03
• WriteReg/ReadStatus：I2C 随机/顺序读写 RDA5807
• simplifyPath()：路径优化（原为迷宫算法移植，此处保留）

已知问题与改进

• DS1307 晶振精度一般，月差约几分钟，已加长按校准功能缓解
• Nokia 5110 亮度偏低、视角窄，计划换 1.8″ TFT 彩屏（需重写显示驱动）
• PAM8403 功率不足，考虑升级 PAM8610 (2×15W) 或 TDA7297
• 代码中 delay(4000) 阻塞主循环，后续可改用非阻塞定时器

更新记录

• Update 1：12V 线路加 2A 保险丝；上电后按电源键自动恢复音量模式（menu=1）
• Update 2：LCD 出现漏液/对比度下降，正在寻找替代方案

原理图与代码

完整原理图见文末；核心代码约 600 行，含库依赖：LCD5110_Graph、AT24CX、Wire、RDSParser、radio、RTClib、RDA5807M、Keypad。信号强度图标为 5 组 17×6 位图数组存储在 Flash。