數碼系列二 之 隨意門 數碼機的拍檔 hotspot 運用 上篇

 

dmr_2_cover
 

前言

上篇主要講述我用過的 hotspot 之心得,睇法。並配以 open source 軟件提升功能,也為下篇自製 hotspot 提出引子。

不論有沒有 BM 中繼下,我們可透過 hotspot 接上各 TG/Ref,測試或 QSO。更重要的是,不少 TG/Ref 功能特別,如是不同制式的橋接 cross mode,或是接通了其他 Gateway,如 Echolink 等等。

 

 

DV4mini

dv4mini2

 

本地有云: 早買早享受,遲買平幾舊。但用在 dv4mini 上就不見得了。她是首款支援多制式的 hotspot。自稱是 game changer

奈何, close source 的代價是第三方軟件支援不多。原裝的軟件不好用,擾攘很久才在美國代理的安排下更新了 fw,和新的 windows 平台軟件。

3rd party 的開發 ham,估計也是上了賊船而為其編寫的。主力貢獻是將之可用在 Rpi 上。用在 Rpi,即長期開著成本就很低了。

這些 hotspot 軟件,用途相若。關鍵是其有否不停更新各 BM/DMR+ TG/Ref 清單。清單舊,功能再強也是徒然的。

Dv4mini 死穴是只支援語音,不支援 messageGPS 等訊息。FW 不為了此更新,client side 根本無法處理。

起初,是沒有資訊說明這點的。我就好似傻仔咁,晚晚對住佢 sent message,左 tune 右試斷續維持了大半年,得個桔字。

數碼年代行到這裡,我不建議同好購入了。就讓她走進歷史吧。

我的也在前陣子 open source 硬件測試成功後,趁還有點剩餘價值在 eBay 沽出了。


順帶一提,舊文介紹過的同系多制式發射機至今年影都無,凍過水矣…

 

BM_repeater

網上圖片

這是各種數碼器材用於中繼的 pie chartOpenSPOT 佔優。主因應是其無需上位機。我等倡議以 RPi 作為 Ham Radio 系統平台的還需繼續努力。

留意,年代不同,數碼中繼一詞的演釋也和 analog 年代的有少許出入。各款 hotspot 組成的所謂中繼,應是泛指用於上 TG/ Ref 的用途。其所使用的 Radio chip 的功率,比一般發射機接 dummy load 時漏出的還要低。

 

OpenSPOT

 

openspot01

官網圖片

這個我沒有購入。因價錢太貴不值,或老實點是負擔不來。

其賣點是既有外殼,也不如其他 hotspot 一樣需上位機 (e.g. PC Rpi ) 就可獨立運作。所有設定經 WEB 介面操作。

最煞食的是兩個 openSPOT 可進行 cross mode 通訊,但 cross mode 不支援 D-star

第一代是用 network port 接上 network 才可上網。傳聞開發中的第二代是配 Wi-Fi 的。估計價錢也不會平到那裡。

 

DV Mega

 

dvmega_box

 

這是我在 DV4 mini 証實不支援 messageGPS 訊息後購入的。需考慮一併購入其 BlueDV 藍芽底座。其免費軟件支援 windowsAndroid 平台。

BlueDV 藍芽底座有一個 selector,可選以 USB 線直接電腦或 Rpi;或用藍芽就可和 Android 聯上應用。

如不購入 BlueDV 藍芽底座,他只能接上 Rpi GPIO 上用,即所謂的 Rpi Hat

特點是她支援各制式可設定不同頻率。

dvmega_3freq

 

DV Mega 缺點是兩件機肉,沒有外殼,出外應用麻煩。幸好附圖那款外殼 size 很配,但需自行爆破。

死穴是 BlueDVselector 的金屬外殼有可能 short 到上層 PCB 的零件腳。唔貼上膠紙保護係同自己過唔去。

Courtesy of the user guide

原裝軟件應用,語音是 ok 的。MessageGPS 則唔不穩定。沒有 debug 介面。只能 trail & Error 去試。幸好,配合 open source 軟件應用,則將提升到另一層次。

 

Cross mode demo

 

 

這是 DV4mini 和 DV Mega 的 cross mode demo

 

 

Open Source 軟硬件之選擇

 

MMDVM (multi mode digital voice modem)

MMDVMG4KLX 編寫。經兩年多的努力,這也變成集世界 ham 界精英而成的方案了。有人為其設計硬件,也有人加進 hotspotdashboard 等等功能。

當初的設計是一個中繼軟件,配以支援 9600bpsanalog 收發機組,去建構一個支援多制式 ( DMR,D-Star,Fusion,P25) 的中繼台。

MMDVM-repeater

官網圖片

 

玩法是處於 standby 時,會掃描支援的制式。當有一訊號trigger (e.g.DMR),就會進入該模式約 30 秒,方便反應同制式的回應。

雙方溝通完,或 idle30 秒,重回掃描模式。

一條中繼頻道,四種制式並存。這是很 amazing 的事。這種方案後文再述。

另一運作模式是 DMO mode

MMDVM-repeater_DMOmode

官網圖片

而發展至此,也加進支援一些 4FSKRadio 芯片如 ADF7021。以便一些同好設立 hotspot 之用。這是上下篇的重點。

云云 hotspot 版本中,我推薦的是 MMDVM_HS。原因:

 

mmdvm_hs_radio

 

  • 應是各 hotspot 方案中,最平,和有足夠資訊供自製的一款。
  • Arduino 為基礎,簡單,沒多餘花巧的東西。
  • Rpi 應用,Rpi 應用我尚算掌握。
  • Rpi 運行 MMDVM host 衍生出來的 Pi-star,兩者是絕配。

 

起初我也擔心我用萬用板銲到,不等於其他人也可做到。但 EA7GIB 就在這時慷慨釋出其設計 PCB Gerber。這個疑慮一掃而空。

RPI_FRONT

群組圖片
 

這款 PCB 設計的好處是 Rpi-HatUSB 接法二合一,用家可按自身需要決定。另在 Arduino 的一邊提供外接顯示的IO 接口。即就算以 Hat 形式接上,也不需擔心無 IO port

dmr_3

 

MMDVNM_HS 的方案官網是有 kit 形式出售,標價 US$100

然而香港通中西 market,購入這個方案的所有 parts,應是最方便,便宜的地方了。成本約港幣 $150

上位機配 RPi3 總計不過港幣 $450。一年前以這個價錢想擁有一部 hotspot 是發夢。

如參透上兩段文字的意思,也就是說,香港 Ham 要配備 hotspot,唔介意動下手的話,應是全世界成本最平的了。

 

hs_pcb

以前這些 PCB10 塊樣板,由菲林錢,sample 錢一大堆收費;千多元才有交易。現在 10 塊不外人仔 50 元連運費。我只能慶幸,轉行轉得快。

這個方案的詳細製作,見下篇。以下的 demo 除註明外,皆以 MMDVM_HS 進行。

 

Pi-Star

star_cover

 

這是 MW0MWZ 整合 MMDVM HostDashboardDMRGateway 等等程式而成,在 Rpi 運行的方案。無需用家自行編釋,組合。

最新的版本是 3.4.4。為避免 RPi 作為長期運作糸統的死穴,即長期寫入 SD card 導至死 card,她 default 採用 read only 模式運作。

用在 hotspot 應是最簡單易用的了。下載,寫到 SD card 放到 Rpi boot 起就 ok 了。Rpi 無需接鍵盤和 LCD

只需在同 subnet 的電腦上,開 browser,在 URL 打入其hostname   pi-star  就是管理版面了。

Default Username: pi-star, Password: raspberry

家用,我 prefer 接網絡線,如接 Wi-Fi,管理版面下方還會有 Wi-Fi 設定參數。

Wi-Fi 應用也有其好處,mobile 時以電話 share 網絡,這就是一個流動 hotspotsolution了。

而經 Web 介面設定,我們就可不需電腦,在電話,Tabletbrowser 打入其 http://pi-starhttp://pi-star.local 就可操控。

但實測我的網絡環境,用 Android 系統的 Tablet 係不能以 hostname 登入。

那唯有直接輸入其 IP address。要知 pi-starIP,在windows 下進入 command prompt,輸入指令 ping pi-star 就可回傳 IP address

 

 

如何設立人生第一個 hotspot

首先留意一點,設立一個 hotspot,也需用上一個 CSS ID

但我們不需為此申請多一個 ID 的。只需在自身編號後加多一位數。由 1 開始。最多支援至兩位數 99。我相信無人會用爆。

設立後,可在 BMMy hotspots 一欄見到。

selfcare_hotspot

 

之後進入 pi-star admin 版面,可嘗試按 update 鍵,以便取得最新 update

 star_update

 

選支援制式。要實際點,雖然四色 LED 走碼燈是很壯觀,但就犧牲了靈敏度。我只有 DMRD-star,所以另兩種制式關掉。

star_mmdvm

 

之後,進入 general configuration 內設定一些電台資料。重點當然是所用硬件。他支援 DV MegaMMDVM_HS 及其他攣生版本,和一些舊 D-stardongle

 star_list

 

 Rpi-Hat vs USB 接法大對決

Pi-Starhotspot,初測是以 DV Mega Rpi-Hat 形式進行。及後玩熟了則以 USB 接上。

兩者對比下,發覺以 Hat 的接法,在 dashboard 上是不會顯示詳細的資料,USB 則會顯示 TG ,訊息類別資訊。這個可能是 bug。但也導致我日後用 USB 接上。

雖不是一體化,但 Rpi GPIOfree 了出來供日後使用。

 

之後在 DMR configuration,設定有關參數。

star_config_dmr_d

 

BM VS DMRGateway

DMR Master 可選各任一 BrandMeister / DMR+ server,而當選 DMRGateway 時,他會展開多一欄供選擇。

DMRGateway 可同一時間接到心儀的 BMDMR+

 DMR_GW

官網圖片

當初相想介紹 mmdvm 時,是消極的。硬件不復雜。但調校雖點功力,再加必需配要備支援 9600bps 的收發機。做了出來,示範多於實際。一般同好不能仿製。這也是之前的實驗嘆慢版的原因之一。

現在有了 pi-star + MMDVM_HS,是普及應用上的突破。

 

 

夢幻組合-BM,GPS GW的配對

Ham radio,我一向重 data,輕語音通訊的。

首以 450 南韓的 BM 為接入點。效果是令人沮喪的。語音是無問題。但 APRS SMSGPS 是沒反應的。

沒有確切資料可參考,整個測試是漫長和痛苦的。盡管大家可在 YouTube 或相關 DMR/MMDVM 群組有外國同好 demo 到給你看,但基本上在本地是不能重覆的。我理解是這些 demo 多是經中繼完成。

兩者設定,中繼和經 hotspot 估計有所不同。

經典例子是 MD-380GGPS packet 是不符規格的。

Packet 頭回報是五個連續的 packet,但實發兩個就收工。這導致 MMDVM 系統認為是垃圾 packet 而棄掉。在中繼層面,將 MMDVM 接到 Hytera 一款中繼可解決。但hotspot 就不能。直到近排 BM 軟件更新後才可以。

大家看這個 blog,明顯不是為聽我訴苦的。以下是主力測試過的 summary

 

bm_aprs

 

註釋:

BM 未更新前,GPS 訊號是不能經 mmdvmhotspot 送到 aprs.fi 的。所以之前我用的是 UK BM5057。因其 APRS SMS 效果良好。

BM 正在排隊更新中。所以稍後應有更多 BM 可支援 TYT GPS 機上 aprs.fi

現在 APRS SMS,經 UKRussiaok。發出格式是接收的呼號連SSID 大階 ,後加一空格。然後是訊息內容。

例,接收是 VR2XKP-3,發出訊息內容應是:
VR2XKP-3 This is a test

早前的測試,經 UK BM 是可收到 Android phone 的回覆訊息。出文前再試就唔 work。原因未明。遲點再試。

 

APRS SMS demo

 

這是以 UK BM 測試 APRS SMSdemo。

不論發 APRS SMSGPS,我們在 digital contacts 加上所用 Gateway 就可用了。若使用 3rd party fwmanual dial 人手輸入也可。

digit_contact

 

APRS Radio 接收,該機必需存在於 aprs.fi 地圖上。即要讓 aprs 世界知道這部機是 activate 才可接收到訊息。

radio_to_dmr

這是 Radio (VR2XKP-6) 回覆到 DMR 機 (VR2XKP-9) 的實驗

這是用 MD-380G 的測試結果。Motorola / Hytera,請參考以下德國資料。

 

Hytera DMR APRS GPS
Positioning on Hytera CPS:
– Conventional General >Accessories:
-GPs-on, GPS Data Compression = Off
– Just configure preferred location report mode at GPS Trigger section
– Conventional General >Network
– RRS & GPS Radio ID: 262999
– preferred channel settings
– IP Multi-site Connect: On
– GPS Revert Channel: Selected
– RRS Revert Channel: Selected

Motorola DMR APRS GPS
Positioning on Motorola CPS
– General
– GPS: On
-Network
– CAI Network: 12
– ARS Radio ID: 262999
– preferred channel settings:
– ARS: On System/Site Change
– IP Site Connect: On
– GPS Revert: Selected
-Data Call Confirmed: On

It is also possible to configure Telemetry (server at the same ID 262999)

Any SMS that send to callsign and SSID configured at Users table will be delivered to you radio. Just send SMS to private Call

 

Pi-stardashboard,明確展示收發來源,訊號種類。再不可以 Live logs 可觀察收發情況。對瀕臨失敗的 APRS SMS 以至後來的 GPS 測試是一個突破。

這也觀察到一個 MD-380G 的問題。

設定了頻道和 GPS 相連後,盡管室內沒有 GPS 訊號,該機也會按預設間隔發射,這在 pi-star dashboard 是一清二楚的。

380_gps

 

所以,如不需用到 GPS 時,可人手設定關掉 GPS (設為0 )。這也參透了 GPS16 個組別的用法;假設經同一頻道同一 BM,那 16 個設定就可是 16 個不同時段間隔。

 

GPS_bm

這是以 Russia BM 達至 380G 到 aprs 效果。大半年的努力終沒白費。

 

這有點像 aprssmart beaconing,不過是人肉 smart beaconing,按援急先後人手切換 GPS 發射間隔。

Stupid,but work。

 

D-star pi-star 的用法

D-star 機是業餘用機,ICOM 的設計,就算是較低檔的 ID-31,外型,介面,手感也是一流的。

配上 hotspot 應用,唯一要注意的是不能以 simplex mode 進行。最方便的方法是,在 memory 開一個 hotspot 的頻道,duplex frequency set 0

也可能 D-star 起步較早,功能較完善。在 pi-starD-star 部份 enable time announcement,她會每 15 min 報時。長期運作下,報時也是一個系統的 heart bit

DCS010 Z 是我的 default  D-star reflector, echo test,方便測試

D-star_GPS

 

D-star (VR2XKP-2)GPS 訊號也可輕易 plotaprs.fi 上。 舊文介紹的方法可走進歷史了。

 

總結

 

3digit_aug-2017

這是最新的三個數碼系統的 pie chart。 MARC 用家數量萎縮得很快

(網上圖片)

 

我沒有 YaesuFusionMotohytera 機,有關接 hotspot 的測試,玩法唯有靠其他同好去試。可以的話也請分享心得。

P25,美軍警消防用機。eBay 報價萬多元一部,札實耐用。不過香港應用唔著。

而較困難的 APRS SMSGPS to aprs 地圖,cross mode 玩法本篇也一次過介紹了。

表面上看,我的測試只有一 BM,一對 cross mode 組合可用。這是個人時間,能力問題。

更多的組合,靠大家測試,分享資訊。

而在接上相關 BM 後,一部 cheap DMR MD-380G 機就變相升呢有 APRS 功能了。

Packet 得,語音當然無問題,在下篇介紹完 mmdvm_hs 製作法後,就是介紹語音通訊。

年代唔同,數碼年代下,外國不少天各一方的 group 也是在 TG 上開 ham net 了。

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