Dantracker 在 Windows 上的孖生細佬 VisualAPRS

 

va_cover

 

前言

年多前的 DantrackerDirewolf 軟件 TNC 系列文章反應很好,中英文版,YouTube 發表後均收到不少迴響。

簡單來說,亞洲地區同好較重硬件方面應用。歐美澳等同好則著重 open source 軟件的維護與修改,debug令方案更臻完善。

我也非常佩服外國同好閱讀,理解與除錯改良他人源碼的能力。他們也毫不吝嗇指導更新那部份的源碼去改善我文中提到的問題。

另本文可算是 DantrackerDirewolf 文章的續集。如不熟悉這兩軟件的同好,我建議到 APRS 一欄,先閱讀舊文系列。一些內容如 sound modem 的組裝等,這裡不重覆了。

 

 

平台大戰,Linux vs Windows

以本地來說,無可否認 OSwindows 平台是徹底壟斷市場的。

Rpi 運行 Linux 的好處是長期運作的 operation cost 較平。但用在 Dantracker 這種 ad hocAPRS station,頂多玩一日的情況下是沒甚著數。

以舊文起出來個 mobile 方案,左搭右接,outdoor 實測其實同走難差唔多。同好除非也是 Rpi 用家,但也需購入一塊 LCD 作顯示之用,不貴但同途單一。

一種功能類似,但可在 windows 平台下運作的 APRS Tracker /接收器是較實用的。

現在的 notebook 價錢只能用賤來形容,大品牌,要求不高的三千元左右也有交易。一些 8 吋平板二合一手提送windows 10 的國產貨更低至約一千元而已。

 

visual_nb

 

我的測試平台是 notebook windows 7 64bit

 

 

Why VisualAPRS

VisualAPRS 是同好 VK2XNHDantracker 啟發出來的方案,以 C# 重寫用於 Windows 平台。

同等方案,同樣命運。也應是未完成就無以為繼的 project。不要緊,Dantracker 做到的他也做到。

Official website:

https://sourceforge.net/projects/visualaprs/

解壓後只三個檔案,無需安裝,執行 VisualAPRS.exe 即可。

整體 GUI 設計和 Dantracker 相近,運作時介面以見方,沒有 windows dialog box 框框在 screen 正中顯示出來。

在右下角附有 config 和退出 button

visualaprs_setup

config 畫面,分別是自身資料設定,tracker 設定,GPSTNC 設定。Telemetry 一欄則是沒完成,沒功能的。

留意 GPS 一定要選用,否則會顯示作者自定的 demo 數據,也會擾亂你接收到 aprs station 的方位距離等資料。

所需設定不多。如你是作為 aprs station,可選 Enable Beacon TX。他只支援 smart beaconing,較合駕車的同好。

GPS 時鐘是 UTC,我們可設定香港時間 offset 8

假若遇到更改 config 後不能進入 GUI 介面,只需用 editor 打開 config.ini,人手改掉出錯的設定即可。

 

TNC 選擇

測試發現,Hardware TNC-XKISS TNC 可用。

舊文介紹過的 16F88 TNC 則再次不能作為 KISS TNC

一如 Dantracker 舊文,當然希望也能使用軟件 TNC Direwolf

 

Direwolf 版本選擇與設定

這是關鍵。成功與失敗就在此。

1.5beta 剛在今年一月推出。Direwolf 作者仍 active 更新,約每年就會改良/加進新的功能。

我的睇法是,放得出來,bug 極有限。這是仍 activeproject,有 bug 都應是新 feature 吧。

KISS TNC 不是用新 feature,是很基本的功能。

這推斷,看似合理,也很美好。為此也賠上了半個復活節,一路玩到清明 ….

1.5betaKISS TNC 係唔太 work,盡管一切顯示正常。但最後發現,她只能將第一筆收到的訊息轉發出去。

 

v_once

 

用回上年釋出的 1.4 版本則馬上解決這個問題。

Direwolf 官網下載後,解壓到一 folder ,也無需安裝。

執行前,我們需先編輯 direswolf.conf 檔。

由於我們只用 KISS TNC 功能。所需設定的不多。

指出使用電腦內置 sound card,移除這兩行前的 #

ADEVICE    1 1

ACHANNELS 1

如你的 sound modem 如我舊文提到的加上 LED 顯示收發狀態, PTT 功能等,也需指示相關 pin 接腳。也和舊文一樣,RS232 是接到一 RS232USB cord。我的是 com 1

PTT COM1 RTS

DCD COM1 DTR

 

nullmodem com port 編號,我跟預設用 3

NULLMODEM COM3

音量控制

一般 notebook 電腦的 mic 輸入,預設了 10-20dB 增益。這會導致 Direwolf  顯示輸入電平過高,雖 Direwolf 仍可顯示 APRS 訊息。但為求心安,請到 windowscontrol panel 輸入音效部份關掉增益和音量調細。

如有發射,speaker 音量也需按實際效果將音量調較。

 

參看下圖,由於 windowsLinux 的不同,在 windows 下,KISS TNC 對應一個 virtual com port (com3) ,應用程式則需對應另一 (e.g. com 4)

nullmodem

Courtesy of User Guide of Direwolf

 

這兩 virtual com port 經一軟件 nullmodem 駁通連接。Direwolf 推存的是 com0com

下載連結:

http://sourceforge.net/projects/com0com/

安裝分 32bit64bit,按自身環境設定安裝相關的。

安裝後先開啟 Setup,進入 GUI 環境。

com0com

 

除非你很熟悉其操作,否則我建議用 remove pair 先刪掉所有預設。

 

comsetup

 

再按 user guide 指示,進入 setup command prompt ,輸入以下指令人手設定 Direwolfcom portVisualAPRS 使用的 com port

com0com_command

Courtesy of User Guide of Direwolf

 

一般現代的電腦,跟預設來做,Direwolfcom3VisualAPRScom4ok

留意,設定完後需 reboot 電腦一下。

Reboot 後再進入 device manager,和 setup 應見到這個畫面。

com0com_device

 

 

com0com_setup

 

萬事俱備,可以試爆。

 

執行

先運行 Direwolf,沒有特別紅色的 error message 後,可執行 VisualAPRS

不知是假期關係,還是一窩蜂轉到 DMR 了。APRS 頻道靜得很。

等了又等只有零落的訊息,收到的大部份也是 fix station

 

visual_cap

運作畫面和 Dantracker 沒甚分別,不作 YouTube demo了。這裡用 GIF 顯示用 mouse 指到各歷史 aprs 站台,就會顯示其資訊,相對方位等。

 

Bug?

實戰發現,盡管收到 VR2WTM-1 站台資料,但就是不能顯示在樓下歷史站台裡,只是一 blank 站台 。

wtm-1

 

翻看 Direwolf 收到的 raw data,也找不到頭緒。

我也不深究了,暫當為 bug 吧。

 

 

總結

我不能改變 windows 是本地最普及 OS 的事實。那發現了一可在其運行的 Dantracker 相似方案,測試推介一下,是惠己惠人之舉。

這個實驗,成功免卻了硬件 tnc 的需求。貫切了舊文起題 “人人有 TNC 用”的想法。

Raspberry pi 唔想用,windows 平台無託辭吧 。

Direwolf 功能強大,至今也只是介紹過作為 iGateKISS TNC 的玩法。今後也希望介紹其他不同的玩法。

2018 年了,是軟件為主,硬件為輔的年代。這方案也是一典型例子。

For me,現有 sound modem 沿用十多年前的設定,那時 notebook 還有 com port。科技是向前的,這些年我們還可以用 RS232protocol 編程。但介面還是忘了他吧。

除了一些廠機外,桌面電腦, notebook 早已是 USB 介面了。這次實驗的成功,我也開始 sound modem 的小型化,純 USB 接口的 project

最後,again,again and again,數碼和 analog 不是相互排擠。 Packet radio 雖屬 analog 的玩意,但數碼也未見成熟,價廉,可完全取代 APRS 系統的 infra-structure

能隨心遊走兩制式,方能盡享無線電的樂趣。

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簡易頻譜分析儀 – SDR手指活用法

 

spectrum_cover

 

前言

SDR 手指除了可用來接收大氣電波的訊號外,還可作為一個廉價的頻譜分析儀 spectrum analyser,本文淺談一下。

 

 

首先,我們要釐清使用方法。一般接收大氣電波,SDR 手指天線端接到天線即可。而作為頻譜分析儀,則需直接輸入訊號。

在空氣中 pick up 電波,和直接 feed 入訊號是兩回事。空氣中的電波,訊號再強也很難損壞 SDR 手指前級電路。

但直接在 SDR 手指天線端 feed 入訊號,就可能會損壞 SDR 手指了。我們必需先預備一至兩組衰減器(attenuator) 。

說穿了也不外是一組電阻線路而己。我預備一組 –20dB,一組 -40dB。砌一組和砌兩組時間相若,有兩組有備無患。

20-40db_att

Courtesy of

 http://g7ltt.blogspot.hk/2014/08/20db-or-40db-rf-attenuator.html

 

電阻最好用 1%metal filmSMD 以降底 L 的影響。不過業餘用途用回普通的也不礙事。

a20_40_att

 

 

軟件使用

和一般接收大氣電波不一樣,我們需起用兼容 SDR 手指的頻譜分析軟件。原因簡單,以 RTL-SDR 為列,最多只能見2M 頻寬的東西。

而頻譜分析軟件,則會按用家設定從起始頻掃描到終點頻。所需時間按你的電腦速度,steps 間隔設定而不一。

SDR# 其實內置了 spectrum analyser 軟件 SpectrumSpy的,但只限其品牌的 airspy SDR 可用。

免費軟件 spektrum 簡單易用,掃描時間比其他同類軟件更快。本文以她為示範。

Spektrum link:

https://github.com/pavels/spektrum

 

初測

初測主要 set 起個陣。不外擔心兩件事。

偏頻,和訊號會否太強損壞 SDR 手指。

由於存在損壞變數,所以我用回上一代,已退役的 SDR 手指。

40dB 衰減器接到 SDR 手指的天線端,另一邊則是 RF 訊號。這時,一部日系手機絕是好幫手。原因簡單,頻率精準,諧波少,最重要是有 EL power 輸出。

spect_144640

 

這是 TH-F7 串接 40dB 衰減器後的頻譜圖,效果理想。右上角顯示 max 頻率。假設日系機的頻率較精準,發射頻率144.640MHz,那顯示的就是偏頻後的頻率了。

freq_shift

要精準的可將這個 factor 加減到測試結果以獲得較準確的數字。

那如只有國產機 (一般 power 只有高底兩檔),怎辦

UV-5R 嘗試在 low power 串接 20+40dB 衰減器,得出這個結果。

uv_5R_20 40db

 

這應是輸出仍是太高所致。

幸好,不會燒掉 SDR 的前級。

 

sdr_copper

SDR 手指外包了銅片,是之後的事,希望降底一點雜紋。對實際效果沒幫助。

 

 

其他配備

初測只是釐清配置和設定。Feed 個手機訊號到 SDR 手指,實際作用不大。其他測試,我們起碼需配備一個噪聲訊號源。

噪聲訊號源,簡單來說,當 broad band noise 吧。他在整個理論頻寬也會有一個穩定波幅訊號。

網上有不小這些電路,主要是 zenertransistor 的組合。我試製了一個,效果強差人意。

 

diy_noise

 

無謂浪費時間,遂淘了一塊國產的 PCBA

noise_pcba

這個是國外業餘無線電界很普及的 noise generator,雖評語不高,原因不外波幅在不同頻率下不一,和產生高熱至死板等。只能說,幾十元的價錢,就是這種的貨色了。

我首要面對的是,給電後真是好熱,溫度計量度超過 50C。長時間使用,可考慮用散熱膠水將 heatsink mountPCB 底部。

Return loss bridge

return_losss

 

電橋自行製作不難,很適合工科同學實踐當中理論。問題是所需的磁環市面難找。所以還是淘寶搞掂算數。一般 500MHz 以下的不過百元。

return_loss_bridge

電橋的解剖圖,YouTube 圖片

 

我購入的號稱頻率達 2.5GHz,約二百多元。

 

 

 

Round 1 濾波器檢測

 

144_cavity_filter

這是一支 VHF band 的空腔濾波器。技術規格是讓 130-174MHz 通過。但有見過天線,濾波器圖表的應知,過程不會是 linear 的。所以我們可以用 spectrum analyser 檢視一下其頻率特性。

Noise generator 直駁 filter 一端,輸出直駁 SDR 手指,掃描一下 100-200MHz。得出其頻率響應圖。

144_filter

 

 

 

Round 2 天線響應頻率檢測

noise generator 接到電橋輸入端,輸出端接 SDR 手指。測試端接受測天線。

 

sh940_uhf

這是我的 Diamond SRH940 天線在 UHF 的頻率響應圖。

實測發現,所有受測的 V/UHF 天線,在 VHF 表現均不理想(頻率響應曲線太平坦)。這虛耗了不少時間。

初步認為是 noise generator 或電橋在 VHF 的反應問題。

 

 

總結

SDR 手指作為 spectrum analyser ,廉價之餘也能夠提供最起碼的頻率測試結果。

大家按自身需要配備合適的組件,也無需盲從本人的購置。

有時間,有零件的也可自行組裝有關的設備,學到的一定比齋買為多。

之後也希望以此平台作更多測試。

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