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Webradio mit ESP8266 / ESP32
#1
Hallo Mitleser,

in den anderen Diskussionsrunden hatte ich angekündigt ein Webradio mit dem ESP8266, später mit dem ESP32 umsetzen zu wollen. Die letzte Woche habe ich durchprogrammiert und nun eine erste Soft- und Hardwareversion fertiggestellt. Als DSP setze ich den bereits bekannten und vorgestellten V1053b von VLSI ein. Der NF-Verstärker ist ein kleiner Klasse D-Verstärker (PAM84xx irgendwas) aus Fernost.

Hier ein Bild des "Entwicklungsboards". 


.jpg   1.jpg (Größe: 78,78 KB / Downloads: 1.236)

dazu die Beschaltung:

.jpg   Pinbelegung.jpg (Größe: 55,73 KB / Downloads: 1.241)

Wie bei käuflichen Internetradios wird die Netzwerkkonfiguration und die Editierung der Programmliste über eine Webseite erledigt. Der ESP8266 startet in der Grundeinstellung, oder wenn er keine Verbindung zu einem WLAN-Netz herstellen kann, als WLAN-Accesspoint. Dort kann man die Netzwerkeinstellungen für das eigenen Netzwerk (SSID, Password) über einen geräteinternen Webserver mit einem Webbrowser vornehmen. Im normalen Betrieb kommt man über ein Passwort auf die Webseite zur Editierung der eigenen Programmliste. Der Eigenbau hat gegenüber eines Industriegerätes den Vorteil, das der Hersteller nicht einfach das Webportal nach einigen Jahren abschalten kann. Man kann also jederzeit und immer wieder seine Programmliste ändern oder neu erstellen. Auch ein Firmwareupdate (eine Firmware ist ja nie fertig) kann man OTA (Over-the-Air) oder per USB weiterhin einspielen.


.jpg   Webseite.jpg (Größe: 62,8 KB / Downloads: 1.229)
Die geräteinternen Webseiten werde ich in den nächsten Wochen mit einem HTML-Editor noch etwas aufhübschen.

Das ganze Webradio habe ich danach in das Leergehäuse eine alten Grundig Elite Boy eingebaut. Hier ein paar Bilder:

.jpg   4.jpg (Größe: 86,79 KB / Downloads: 1.230)


.jpg   3.jpg (Größe: 52,32 KB / Downloads: 1.226)
Einen passenden und besseren Lautsprecher werde ich dem Gerät auch noch spendieren.


.jpg   2.jpg (Größe: 52,9 KB / Downloads: 1.222)


Ein kurzes Demovideo habe ich mit der Kamera meines Mobiltelefons gerade gedreht. 


Was passiert in den nächsten Tagen und Wochen?
- Neugestaltung der Webseiten des geräteinternen Webportals
- Einbau eines SD-Kartenlesers -> Aufzeichnung und Wiedergabe von Radiosendungen
- Das Gerät bekommt ein eigenes Netzteil, zurzeit Speisung aus dem Labornetzteil
- Einbau eines passenden Lautsprechers

UKW oder DAB+ spare ich mir bei einem Internetradio, denn UKW wird irgendwann mal abgeschaltet und alle Sender bekomme ich sowieso per Internet. Ich habe zwar noch ein DAB+ Modul rumliegen, aber den Einbau spare ich mir auch, denn auch hier sind alle DAB-Sender per Internet in besserer Qualität zu bekommen.


Viele Bastlergrüße
Bernhard
Ansprechpartner für Umbau oder Modernisierung von Röhrenradios mittels SDR,DAB+,Internetradio,Firmwareentwicklung. 
Unser Open-Source Softwarebaukasten für Internetradios gibt es auf der Github-Seite! Projekt: BM45/iRadio (Google "github BM45/iRadio")
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#2
vielleicht ist das ja in einigen Jahren der einzige noch benutzbare Elite-Boy.
Hast du mal einen link zu dem erwähnten DAB+ Modul?
Gruß,
Jupp
-----------------------------

was du baust ist immer mit dir verbunden
(Lego)

Einsamkeit ist nur ein Mangel an Technologie
(@beetlebum)
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#3
http://www.keystonesemi.com/products.php

Es ist das T3-Modul. Eines habe ich bereits im Heinzelmann Projekt verbaut, ein zweites liegt noch rum und wartet auf seine Verwertung. Hoffentlich lebt DAB+ noch lange genug.
Ansprechpartner für Umbau oder Modernisierung von Röhrenradios mittels SDR,DAB+,Internetradio,Firmwareentwicklung. 
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#4

.jpg   neue Weboberfläche.jpg (Größe: 114,73 KB / Downloads: 1.046)
So nun habe ich die Weboberfläche mit einem Online-HTML-Editor nocheinmal bearbeitet. Ich denke so kann es bleiben. In der Firmware werden jetzt auch die drei gängigsten Playlistformate unterstützt.

Was noch fehlt ist die Aufnahme- und Wiedergabefunktion auf einer SD-Karte und der Einbau eines schöneren Lautsprechers.
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#5
Hallo, Bernhard,
Finde sehr interessant die Idee und die Ausführung ist makellos. Ich würde gern so was nachbauen, leider habe keine Ahnung von Programmieren.
Gruß,
Ivan
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#6
Hallo Bernhard,

sehr nette Idee und auch die Umsetzung mit dem Elite Boy finde ich gelungen. Internet Radio ist eine schöne Sache. Ich habe hier oft KABL aus San Francisco laufen die senden in SF auf 960kHz Oldies in AM Stereo und sind hier komischerweise in meiner Hausanlage auch auf 960kHz in AM Stereo zu empfangen Wink

Die Anzeige der WLAN Feldstärke in dBm finde ich gut, dann weiß man ob das WLAN-Netz noch gut zu empfangen ist. Was ich leider bei allen digitalen Geräten immer wieder vermisse ist eine Anzeige der Fehlerrate im Bitstrom. Damit wäre eine gute Beurteilung der Signalqualität möglich. Gibt es Decoder die einen Wert Ausgeben der die Anzahl der korrigierten Bitfehler in einer bestimmten Zeiteinheit ausgibt?
Viele Grüße
Semir
---------------------------------
"Alle sagten: Das geht nicht. Dann kam einer der wußte das nicht, und hat es gemacht."
(Prof. Hilbert Meyer, Uni Oldenburg)
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#7
Hallo Semir, Hallo Ivan

vielen Dank für die Blumen. Man kann verschiedene Stream-Parameter aus dem DSP zur Laufzeit abfragen, was genau alles habe ich im Moment nicht im Kopf. Im Datenblatt gibt es aber einige Seiten die zu den einzelnen Formaten die Registerinhalte des DSP beschreiben. Die Feldstärkeanzeige/der dbm-Wert kommt direkt vom WLAN-Modul des ESP8266 bzw. des ESP32. Mein Interesse war zu wissen ab wann ein Internetstream anfängt Probleme zu machen. Erstaunlicherweise läuft die ganze Sache sehr stabil und es kommt kaum zu Abbrüchen im Vergleich zu Industriegeräten. Ich vermute die Microcontroller von Expressif haben ein ganz fabelhaftes RF-Frontend und gut angepasste Antennen. Ohne weitere Repeater sind gute 430-450m um meinen Odroid-Eigenbaurouter (Inhouse) überbrückbar. Allerdings ist die Stromaufnahme des Radios mit zirka 270mA im Sende-/Empfangsbetrieb nur noch gerade so Batterietauglich.
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#8
Werte Bastler und Mitleser,

weiter geht es in meinem Webradio-Projekt. Da ich zusätzlich Musik via Bluetooth auf das Radio übertragen wollte musste ich jetzt einen Schnitt machen, der ESP8266 hat an dieser Stelle ausgedient, denn er besitzt kein Bluetooth-Modul. Zum Einsatz kommt sein größerer Bruder, der ESP32.


.jpg   ESP32.jpg (Größe: 87,74 KB / Downloads: 942)

Dieser kleine Kerl ist nun ein Controller der richtiges Multithreading mit 2 Kernen bei 240 MHz Taktfrequenz mitbringt, das merkt man auch bei den Umschaltzeiten. Obwohl diese beim ESP8266 nur 3-4 Sekunden betragen hatten, geht jetzt alles noch viel schneller (zirka eine Sekunde). Zusätzlich gibt es ein paar GPIOs mehr und neben WLAN hat er auch einen Bluetooth-Stack.

Die Portierung der Firmware beschränkte sich auf eine Neuzuteilung der GPIOs und Neukompilieren gegen den Arduino ESP32-Core und meine Bibliotheken. Lediglich für die Nutzung des Bluetooth-Moduls musste noch etwas Code geschrieben werden.

Die Aktivierung des Bluetooth-Modus erfolgt, wenn in der Programmliste der Kanal "BT Audio" ausgewählt wird.
Das Internetradio wird dann im Mobiltelefon als "ESP32 Internetradio" gelistet, nach erfolgreichem Pairing verhält sich das Internetradio wie ein Funklautsprecher und kann Musik vom Telefon wiedergeben. Durch einen erneuten Kanalwechsel kann wieder auf normales Internetradio umgeschaltet werden.

   

Zusätzlich habe ich eine kleine Aufnahmefunktion in eine Pufferdatei im internen FlashFS realisiert, damit kann man schnell einmal wichtige Nachrichten aufnehmen und abhören. Bei Bedarf (ich werde schauen wie oft ich die Aufnahmefunktion überhaupt benötige) werde ich eine SD-Karte als zusätzlichen Flash-Speicher für längere Aufnahmen an den Controller hängen.

Damit geht mein Webradio-Projekt langsam dem Ende entgegen. Falls mal jemand ebenfalls ein Internetradio auf ESP8266/ESP32 Basis aufbauen will, dem bin ich gern bei Problemen in der Umsetzung behilflich, bis dahin

viele Bastlergrüße von
Bernhard.
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#9
ich muß gestehen, daß ich - und das kommt selten vor - sprachlos bin über diese
flotte und problemlose Entwicklung eines Webradios. Hut ab vor soviel Fachkenntnis. Smiley20

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#10
Auch, wenn ich mich schon während meiner Ausbildung gegen eine Programmierer Karriere entschieden habe - das hier beeindruckt mich! Auch die tolle Um- bzw Einsetzung in das alte Radio! Das weckt Begehrlichkeiten, aber noch nicht so stark, als dass ich mich in diese Materie einarbeiten wollte...
Chapeau !
Gruß,
Uli
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#11
Ich glaube soviel wie ich im letzten halben Jahr im Ruhestand dazugelernt habe, soviel brauchte ich im ganzen Berufsleben nicht dazulernen!   Smiley20 Aber ich muß sagen ohne das Internet, nur aus Büchern, wäre das nicht gegangen. Die vielen hunderte oder tausende Seiten an Online-Dokumentationen zu den Chips und die Dokumentationen zu den Programmierumgebungen machen solche Projekte erst möglich. Früher wäre man schon ein halbes Jahr lang damit beschäftigt sich die Unterlagen über Fernleihe und Universitätsbibliotheken zu besorgen. Heute reicht dazu ein Mausklick und die Information ist auf dem Bildschirm. 


Zurück zum Projekt. Ich habe ja jetzt die Möglichkeit per Bluetooth Audio im Nahbereich zu übertragen. Was ich jetzt möchte ist ein oder mehrere eigene Internetsender im WLAN zu betreiben, damit ich sie mit dem Webradio hören kann. Mit einem PC, Raspberry usw. ist das alles ein Kinderspiel, wenn der Programminhalt direkt digitalisiert vorliegt. Mir fehlt eine Lösung in der ich in Echtzeit ein analoges Audiosignal in einen Internetsender umwandeln kann, ohne groß einen PC einsetzen zu müssen. Mit einem Audio-Bluetooth-Adapter geht das ja schon auf gut 10m, aber nicht im ganzen LAN. 

Ein ESP8266 sollte doch in der Lage sein ein analoges Audiosignal über sein A/D-Wandler abzutasten, zu codieren und digital im WLAN zu verbreiten.

Den Anfang dazu hatte ich ja hier schon einmal programmiert gehabt.



Der Arduino Nano hat in diesem Beispiel ein analoges Audiosignal digitalisiert, zwischengespeichert und als PWM-DAC wieder ausgegeben. Wenn der PWM-DAC Teil durch Programmcode ersetzt wird und die Daten per WLAN ins Netz stellt habe ich meine Lösung gefunden - eine neue Art von "Heimsenderlein". Ich muß schauen ob die ganze Encodersache mit so einem Controller wie dem ESP8266 überhaupt machbar ist, schließlich arbeiten die meisten Codecs asymmetrisch. Der Aufwand ein Datenstrom in ein bestimmtes Format zu pressen ist also höher als der umgekehrte Weg. Ich möchte das ganz ohne Zusatzhardware nur im Controller machen. Der VS1053-DSP könnte ja über ein Software-Plugin Ogg-Datenpakete erzeugen, der Nachfolger der VS1063 kann mit seinem DSP praktisch alle gängige Formate codieren wie auch dekodieren. Aber das Ziel bleibt es, die ganze Arbeit nur mit einem ESP8266 oder ESP32 zu erledigen.
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#12
(12.07.2017, 21:00)Bernhard45 schrieb: Ich glaube soviel wie ich im letzten halben Jahr im Ruhestand dazugelernt habe, soviel brauchte ich im ganzen Berufsleben nicht dazulernen!

Je oller, je doller Wink
Ich bin ja berufsbedingt nicht SOO weit weg von den Sachen, die Du da treibst - trotzdem: [Bild: smiley_emoticons_selbstmord.gif]
Gruß,
Uli
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#13
Moin Bernhard,

meinen absoluten Respekt, ich freue mich immer über jeden neuen Beitrag und verfolge das mit großem Interesse. Ich stecke da noch ein wenig in den Kinderschuhen, aber das wird schon.

@Uli
Das siehst Du verkehrt. Ältere Männer sind wie Wein, je älter um so besser. Außerdem bekommen diese keine Falten auf der Stirn, das ist ein Sixpack vom denken Smiley53

Beste Grüße
Peter

106
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#14
Hallo zusammen,

gestern habe ich die Firmware des Radios nocheinmal erweitert. Auf der Netzwerkseite kann man nun mehrere WLAN-Zugänge eingeben, das Radio sucht sich dann aus einer Liste von WLAN-Zugängen das beste Netz heraus und verbindet sich mit diesem. Warum habe ich das gemacht? Der Grund: Im Auto habe ich einen festen Mobilfunkrouter (praktisch ein Mobiltelefon ohne Display und Tastatur) installiert. Dieser stellt im Auto ein WLAN über die Mobilfunknetze bereit. Und bei Netzwechsel (Haus <-> Auto) jedesmal die Verbindungsdaten neu einzugeben ist auch unpraktisch.


.jpg   mehrere_SSIDs.jpg (Größe: 55,87 KB / Downloads: 856)

So ausgerüstet konnte ich heute einen "Fieldday" auf den Straßen Frankfurts mit meinem Internetradio machen und schauen wie die Verbindungsqualität unterwegs ist. Zusätzlich zum UKW-Autoradio habe ich ein portables DAB-Radio mitgenommen. Ich bin die Route zweimal abgefahren und habe bei der ersten Fahrt die Qualität von UKW und DAB überwacht. Entlang des Südufers des Mains war sowohl UKW wie auch DAB+ problemlos und ohne Aussetzer zu empfangen. Für DAB sollte sich das Blatt jedoch bei Fahrt in die Innenstadt deutlich verändern. Viele Komplettaussetzer, meist mehrere Sekunden lang, von "Conrad" bis zum HBF. Entlang der 66 bis zum Flughafen dann wieder vollen Empfang. UKW hatte nur einmal einen kurzen Signalzusammenbruch welcher hörbares Rauschen hervorbrachte.

Während des zweiten Durchlaufs habe ich dann mein Internetradio über einen Mobilfunkhotspot laufen lassen. Während der gesamten Fahrt gab es keine Aussetzer. Der Radioempfang war ungestört möglich. Das Mobilfunknetz scheint somit bereits heute vollkommen "Radiotauglich" zu sein.

Als Bastler stellt sich mir die Frage ob ich solche Techniken wie UKW oder DAB überhaupt noch verbasteln soll um alte Radios funktionell aufzurüsten. UKW wird sicher, wenn nicht noch ein Wunder passiert, mittelfristig in 5 bis 10 Jahre der Politik zum Opfer fallen. Das Problem der Alltagstauglichkeit alter Dampfradios ist somit nur verschoben. Aufrüstung auf DAB+, wie uns die Werbung (und die Digitallobby) rät, scheint mir auch nicht der richtige Weg zu sein. Spätestens mit einer neuen Audiocodierung wird DAB+ veraltet sein. Da sich Internetradio so tapfer geschlagen hat, auch vom Datenverbrauch ist es kein Problem gewesen, habe ich zumindest für mich entschieden kein DAB+ mehr im Auto (oder in der Wohnung) neu anzuschaffen. Dieses Projekt hier mit dem ESP8266 und dem ESP32 haben mir gezeigt, wo das Radio seine Zukunft haben wird.
Für mein altes Autoradio werde ich jetzt noch eine kleine Zusatzbox aufbauen, die mit einem Expressif-Microcontroller Internetradio nachrüstet. Das kostet mich im Gegensatz zu einen neuem DAB+-Autoradio oder industriell hergestellten Internetradio nur knapp 25 Euro und einige Stunden Bastelspaß.

Zumindest heute erscheinen mir weitere Bastelprojekte mit dem RDA5807, habe ich hier noch rumliegen, oder einem DAB-Modul von Keystone sinnlos und überholt. Ich hätte vielleicht mit diesen Bausteinen anfangen sollen und nicht gleich mit dem ESP8266/ESP32. Diese beiden tollen Prozessoren haben mir somit den Spass an andere Übertragungswege und Radio-ICs verdorben. [Bild: laugh.gif]

Viele Bastlergrüße
Bernhard
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#15
Hallo Mitleser,

die Software wird jetzt ständig erweitert. Es haben sich zwei weitere Bastler meiner angeschlossen, um auf Grundlage meiner Software weitere Geräte zu entwickeln.

Weitere geplante Funktionen:

- Hinzufügen des NTP-Protokolls zur Einstellung einer prozessorinternen Uhr, Fallback: MSF60, DCF77
- Programmierung mehrerer Weckzeiten über einen Internetbrowser -> WLAN Radiowecker Fallback: UKW oder DAB+
- Ansteuerung von OLEDs, TFTs
- Ausgabe des Audiosignals analog und digital zur Weitergabe an einen externen Verstärker, HiFi-Anlage oder als Vorsatz für ein altes Dampfradio
- Hinzufügen des POP, IMAP Protokolls -> Über ein Symbol auf dem Display soll angezeigt werden wenn neue Emails eingetroffen sind, eventuell eine Tickerfunktion die die aktuell eingetroffene eMail auf einem Display durchlaufen lässt.
- Der ESP8266/32 ist in der Lage sein Wifi-Modul gleichzeitig als Client und Accesspoint bereitzustellen -> WLAN Repeaterfunktion

Ich denke da kommen noch viele weitere interessante Funktionen hinzu. Ich werde mich dabei vorallem auf die Programmierung konzentrieren, ein anderer auf die Entwicklung einer Platine.

Das Experimentieren mit den Expressif-Chips geht also weiter, ich freue mich darauf.

<wird fortgesetzt>

Viele Bastlergrüße
Bernhard.
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#16
Klasse Projekt, lese gerne mehr.............
mit freundlichen grüßen aus Dielfen (Siegerland)
Dietmar
Wenn einer dem anderen hilft ohne daraus Profit schlagen zu wollen dann sind wir auf einem guten Weg
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#17
Für alle die zur MP3 Dekodierung kein DSP von VLSI nehmen wollen, habe ich hier eine Arduino-Bibliothek erstellt, die eine reine MP3 Softwaredekodierung direkt auf dem Zielsystem macht.
Sie ist für Projekte mit dem ESP8266 und ESP32 kompilierbar und kann zum Beispiel mit einem PDM-DAC (Tiefpass nicht vergessen!) genutzt werden.

Die Installation erfolgt analog den anderen Arduino-Bibliotheken.



Andere Software-Codecs folgen.

Viele Bastlergrüße
Bernhard
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#18
Hallo Mitleser,


eigentlich wollte ich jetzt nach vielen Arbeitsstunden einen AAC Softwarecodec als Arduino-Library bereitstellen. Leider wurde mir mitgeteilt, daß hierfür eine Lizenzgebühr fällig wird.  http://www.via-corp.com/us/en/licensing/...efees.html 

Da eine solche Lizenzierung auch für einen MP3-Encoder oder Dekoder anfällt, wurde die obige MP3-Bibliothek wieder entfernt.

Ich sehe zwar ein das es Patente geben muß, jedoch sind solche Lizenzsachen für den Hobbybereich und beim Experimentieren mit Microcontrollern weniger förderlich. 


Bernhard
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#19
Hallo Mitbastler und Mitleser,

nachdem ich mit meiner AAC und MP3-Bibliothek auf den Mund gefallen bin, möchte ich noch etwas zur Lizenzierung eines MP3-Softwarecodecs hinzufügen. An vielen Stellen im Internet liest man das die Patente für ein MP3-Codec abgelaufen sind und das Verfahren nun kostenlos implementiert werden kann. Stimmt so nicht! Zwar hat das Fraunhofer Institut das Lizenzprogramm eingestellt, siehe: https://www.iis.fraunhofer.de/en/ff/amm/...s/mp3.html
so wurde dennoch von dieser Stelle folgendes mitgeteilt.

"Der Ablauf der Patente bedeutet nicht zwangsläufig, dass eine spezifische MP3-Implementierung nicht auch gewisse Teile von Patenten nutzt, die noch nicht abgelaufen sind." Die Frage, ob das MP3-Format ohne Lizenzkosten genutzt werden darf, könne also nicht pauschal beantwortet werden."

Da man als Bastler nicht so einfach entscheiden kann welche Teile noch patentgeschützt sind und welche nicht, ist hier Vorsicht geboten. Benutzt man in einem Eigenbauradio ein DSP von VLSI ist das Ganze kein Problem. Der Hersteller des DSP hat bereits die Lizenzgebühren über den Preis des DSP abgeliefert. Fraglich bleibt es, wenn man eine eigene Softwareimplementierung direkt auf dem Microcontroller laufen lässt. Als Hersteller eines "Produktes" ist man höchstwahrscheinlich auch Gebührenpflichtig, auch wenn  nur ein Exemplar gebaut wurde. Sich hinter den OpenSource-Gedanken zu verstecken dürfte Patentanwälte hier nicht abschrecken tätig zu werden.

Mit Bastlergrüßen
Bernhard.
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#20
Hallo Bernhard
Da ich aufmerksam mitlese kommt die Frage auf:

Was haben die für einen Preis ausgelobt? Für diese Lizens!
mit freundlichen grüßen aus Dielfen (Siegerland)
Dietmar
Wenn einer dem anderen hilft ohne daraus Profit schlagen zu wollen dann sind wir auf einem guten Weg
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