27 février 2024

Remote SDR v4

« Remote SDR » ou « SDR Distant » est une application Web permettant de contrôler à distance, un émetteur – récepteur de radio amateur entre 1 MHz et 6 GHZ. Sa première application a été le contrôle en duplex d’une station permettant les liaisons vers le satellite géostationnaire QO-100 / Es’Hail 2.

Remote SDR version 4.3 disponible sur Github.
Nouvelles fonctionnalités :
– entrée / sortie audio additionelle pour connecter une application externe – SSTV, WSJT (FT8)…
– pilotage par Omnirig CAT
https://www.youtube.com/embed/Y9AQuQppWy0?feature=oembed

Caractéristiques

Récepteur
  • SDR en réception:
    • RTL-SDR ( exemple : NESDR SMArt de Nooelec)
    • HackRF One
    • Adalm-Pluto
  • Fréquence : 1 MHz à 6 GHz (suivant le SDR choisi)
  • Bande spectrale traitée : 2 MHz sur 2048 points (suivant le SDR choisi)
  • Audio : 1 voie
  • Démodulation : NBFM, WBFM, AM, SSB ou CW
  • Balayage automatique de la bande
  • Equalizer sur la voie Audio
  • Réjection de signal (notch filter)
  • Réduction du bruit (noise filter)
Émetteur
  • Matériel :
    • HackRF One
    • Adalm-Pluto (commun avec le récepteur)
    • module NBFM VHF/UHF SA818 de G-NiceRF
  • Fréquence : 1 MHz à 6 GHz (suivant le SDR choisi)
  • Puissance : 1 dBm à 30 dBm (suivant le SDR choisi)
  • Audio : 1 voie
  • Modulation : NBFM, SSB ou CW
  • Compresseur de modulation en émission
  • Equalizer
  • codeur CTCSS
  • codeur DTMF
  • codeur 1750 Hz
  • Décalage en fréquence programmable pour les relais
  • Manipulateur CW automatique (Iambic A ou Iambic B)
Traitement
  • Matériel :
    • Orange Pi Zero 2 ou Orange Pi One Plus, ou
    • Raspberry Pi 4B (2 Go)
  • Logiciels :
    • Operating System : Armbian / Debian Bullseye
    • Serveur web : Apache 2
    • Traitement du signal : GNU Radio 3.8
    • Remote SDR (version v3 minimum)
      • Html
      • Javascript
      • Python 3
  • Interface réseau : Ethernet cablé ou WIFI
  • Interfaçage avec Gpredict pour compenser le Doppler des satellites à orbite basse
  • Interfaçage avec un rotator type GS-232
  • Affichage et Audio : page WEB sur PC, tablette ou smartphone

Configurations

CONFIGURATION COMPACTE AVEC UN ADALM-PLUTO – Rasperry Pi 4 – ETHERNET
Remote SDR – Adalm-Pluto – Raspberry 4
AvantagesInconvénients
– RPI4 bien connu
– Wifi ou Ethernet
– 12 bits de dynamique du Pluto
– stabilité en fréquence de l’Adalm-Pluto

Peut nécessiter le rajout d’un oscillateur externe et l‘extension de la bande de l’Adalm-Pluto.

CONFIGURATION COMPACTE AVEC UN ADALM-PLUTO – Opi Zero 2 – Wifi
Remote SDR – Adalm Pluto – Opi Zero 2 – Wifi
AvantagesInconvénients
– optimisé pour le coût
– Wifi ou Ethernet
– 12 bits de dynamique du Pluto
– stabilité en fréquence de l’Adalm-Pluto

Peut nécessiter le rajout d’un oscillateur externe et l’extension de la bande de l’Adalm-Pluto.

Configuration mixte HackRF – RTL-SDR – Orange Pi Zero 2
RTL-SDR – HackRF One – Orange Pi zero 2
AvantagesInconvénients
– optimisé pour le coût
– bonne stabilité en fréquence du TX si un TCXO monté sur le HackRF One
– couverture en fréquence du RX et du TX différente
– stabilité en fréquence du RX dépend du modèle de RTL-SDR choisi
– 8 bits de dynamique des SDR
Configuration mixte HackRF – RTL-SDR – Raspberry Pi 4
Remote SDR – HackRF One and RTL-SDR – Raspberry Pi 4
AvantagesInconvénients
– RPI4 bien connu
– bonne stabilité en fréquence du TX si un TCXO monté sur le HackRF One
– couverture en fréquence du RX et du TX différente
– stabilité en fréquence du RX dépend du modèle de RTL-SDR choisi
– 8 bits de dynamique des SDR
Configuration 2 Hack RF One
Remote SDR – 2 HackRF One – Raspberry Pi 4B
AvantagesInconvénients
– RPI4 bien connu
– bonne stabilité en fréquence du TX et du RX si un TCXO monté sur le HackRF One ou partagé entre eux
– grande couverture en fréquence
– 8 bits de dynamique des SDR
Configurations RTL-SDR et SA818
Émetteur / Récepteur NBFM VHF ou UHF
Émetteur / Récepteur NBFM VHF et UHF
AvantagesInconvénients
– coût environ 100 €
– puissance 1w HF
– VHF 2m et/ou UHF 70cm uniquement
– en émission NBFM, pas de SSB

Détails sur le transceiver SA818 / RTL-SDR monobande sont donnés ici.

Détails sur le transceiver SA818 / RTL-SDR bibandes sont donnés ici.

Ces configurations permettent de localiser la partie HF près des antennes ce qui est primordial pour des liaisons au-dessus du GHz. Dans la chaîne d’émission, il faut rajouter des amplificateurs pour amener le signal HF au niveau désiré ainsi que du filtrage pour s’assurer de ne pas émettre des raies indésirables. Le SDR de la chaîne de réception peut être au choix un HackRF One, un RTL-SDR ou un Pluto suivant la bande de fréquences que l’on souhaite couvrir. Tous les modèles de RTL-SDR ne couvrent pas la même bande. L’émission réception s’effectue en full-duplex ce qui est primordial lors de liaison satellite pour entendre le retour de son propre signal.

À ce jour (Octobre 2021) , le Raspberry Pi 4B (2 Go) est une bonne solution, mais il y a des difficultés d’approvisionnement. Les « Orange Pi » sont des processeurs similaires au Raspberry Pi tournant sous l’Operating System Armbian ou Debian. En 2020 j’utilisai l’Orange Pi One Plus, à présent en 2021 l’Orange Pi Zero 2 offre également un processeur 64 bits / 4 cœurs, mais également une liaison ethernet ou wifi. Ils servent de serveur Web et effectuent le traitement du signal radio.

Exemple Transceiver QO-100

QO-100 Transceiver de F1ATB depuis Mai 2020

Exemple UHF Transceiver – Wifi – Orange PI Zero 2

Nouvelle configuration avec l’Orange Pi Zero 2 qui permet de communiquer via le WIFI. Plus de liaison Ethernet cablé, uniquement du 220v près de l’émetteur / récepteur.

Emetteur / récepteur 432 MHz ( 70 cm) expérimental

Notez qu’il faut un USB Hub entre le Pluto et l’Orange PI One Plus (pas pour l’Orange Pi Zero 2). Cela correspond à un bug système.

Code Source et Image

Le code source ainsi que l’image pour l’Orange Piou le Raspberry Pi 4B sont disponibles sur Github https://github.com/F1ATB/Remote-SDR .

Points clés de Remote SDR

En plus de pouvoir localiser le traitement HF près des antennes, il faut noter d’autres points comme :

La réduction du débit de données

Un SDR comme le Pluto demande en réception 1.4 M échantillon/s (minimum) * 2 Octets (16 bits) * 2 voies (I et Q) = 5.6 M Octets / s . Il en est de même pour l’émission. Ce qui nous fait plus de 10M octets / seconde.
Avec Remote SDR, la sortie sur Ethernet ou en Wifi demande :
– 10 k échantillon /s * 2 octets pour l’audio en réception
– 10.24 k échantillon /s * 2 octets pour le spectre en réception
– 10 k échantillon /s * 2 octets pour l’audio en émission
On est à moins de 100 k octets/s en rajoutant les données de contrôle.

On a donc une réduction par 100 environ du débit de communication nécessaire ce qui facilite le contrôle à distance via internet/ethernet sans perte de qualité par une compression de données.

Le mini Ordinateur déporté

En effet, on dispose d’un ordinateur déporté qui dispose d’un GPIO auquel il est possible de rajouter des fonctions. Par exemple, piloter un rotor d’antenne, mesurer des tensions électriques, des températures , etc., … Il est possible d’accéder au système par le web (serveur Apache), en SSH pour lancer une application en mode terminal, ou en mode graphique par le bureau et VNC.

Articles décrivant Remote-SDR

https://f1atb.fr/mes_pages/TUX.htmlCatégoriesAdalm-PlutoHackRFOrange PIOrange Pi Zero 2QO-100Raspberry PI 4Remote SDRRTL-SDRSA818SDR4 commentairessur Remote SDR v4

SSTV

Remote SDR permet de faire des émissions SSTV en s’interfaçant avec des logiciels adaptés à ce mode de transmission. Ici nous allons nous intéresser à MMSSTV et YONIQ.

VB câble audio virtuel

Pour interfacer les signaux audio entre un logiciel de SSTV et Remote SDR, la solution la plus élégante est de mettre un câble virtuel entre les 2 applications à la condition qu’elles tournent sur le même PC.

Si vous ne disposez pas de « VB Cable – Virtual Audio Device », allez sur le site :
https://vb-audio.com/Cable/
téléchargez et installez l’application VBCABLE_Driver_Pack43.zip.

Interface de pilotage de l’émission

Pour passer l’ordre d’émission ou de réception, on utilise l’interface:

  • VSPE port série virtuelle pour MMSSTV,
  • Omnirig + VSPE pour YONIQ

Les détails pour installer VSPE et Omnirig se trouvent ici:

Paramétrage MMSTV

Pour passer la commande d’émission, on utilise un port série virtuel. Ici par exemple le COM15 avec 8 bits, 1 stop bit, pas de parité et une vitesse de 19200.

MMSSTV -Remote SDR

Il y a 3 commandes à définir :
– INIT;
– TX0; pour recevoir
– TX1; pour émettre

Pour l’interface audio, il faut sélectionner les câbles virtuels.

Paramétrage YONIQ

Avec YONIQ qui est une version issue de MMSSTV, il est possible de s’interfacer avec Omnirig. Lequel se connecte à VSPE sur le port série de votre choix. Il n’y a pas de commande à préciser. Le fichier RemoteSDR.ini d’Omnirig décrit les commandes nécessaire à Remote SDR.

Pour l’audio dans l’onglet MISC, préciser les entrée / Sortie avec VB-Câble virtuel.

Paramétrage Remote SDR

Du côté du récepteur, sélectionnez la sortie auxiliaire directe sans filtrage et le VB audio cable. Ajustez le niveau en regardant l’indicateur de niveau du logiciel SSTV pour ne pas saturer.

Du côté de l’émission, sélectionnez également l’entrée auxiliaire via le « VB audio cable ». Appuyez sur « TX » dans le logiciel SSTV pour passer en émission et ajuster le niveau au maximum à la limite du spectre en rouge.

Remote SDR détecte automatiquement les messages en provenance d’Omnirig/VSPE. Un voyant vert Omnirig dans la partie du haut s’affiche à l’arrivée des messages.

Source F1ATB