SDR with APRS初試

 

Go or not Go

當我隻Magic-Pro ProRadio 100證實和免費的SDR program talk 唔到後,就要決定是否繼續試。取捨後還是決定去馬,原因:

  • 上淘寶訂兩支手指,花費有限;又不是從外國訂部貴野
  • tri-band antenna 已有,無需額外$
  • SDR 由早年軍用到近年商用至amateur radio用,我諗唔到唔試既理由。尤其係我個blog以digital communication為了主題

硬件

usb

肉眼觀察,circuit應和Magic-Pro ProRadio 100 幾乎一樣。但用料明顯比Magic-Pro ProRadio 100差。

Driver安裝

Zadig 最新版本為了 V2.0.1.158。如想玩SDR,不要安裝任何隨手指附送的Driver,必需以這個代替。請留意,這個driver跟USB port Number的,即你用開這個Port,就要之後也是用它。

zadig

 

軟件安裝平台

有關ham軟件的試用,我多用netbook測試。但用HDSDR時發現,CPU loading達98%,RAM佔用也是9X%;聲音超窒,所以放棄netbook。

到用i5四核心CPU 8G RAM的notebook時,it work;不過在APRS測試時遇到問題,下文再述。

好,認命,在PC 再試,一天光曬。定下的測試項目皆可完成。

 

SDR軟件選擇與應用

在Windows下,免費的主要為HDSDR和SDR sharp。

我主要應用SDR#,原因:

  • GUI較簡單易用
  • 可安裝在USB指內,到任何腦的使用(需先裝driver )。

HDSDR 可到其官網上載最新standalone的package。但實驗証明唔work,認不到SDR手指。但我強調,應不是這個Program問題,是經driver和SDR手指溝通不來。

那唯有退而求其次,用all-in-one package。本地OM VR2KW寫了份安裝guideline,請參考右欄連結。

需注意,這個package應用的HDSDR和zadig driver不是最新的。但用在這個手指work。

以上安裝完成後,反正不能發射,所以先在broadcasting channel 熟習一下介面。最重要係一定有signal供測試。

metro

新城電台

熟習後,到ham band 瀏覽一下,不論repeater,NFM,WFM,皆成功監聽到。不過,需人手switch 不同mode。簡單來說,你見到有signal又聽唔清,就選其他mode,選到聽到為止。自行PPT測試一下,發現語音有約3/10 秒delay。

到144.640MHz監聽一下APRS packet,從下方waterfall 圖可看到日系機和國貨的分別。我的tracker是日系FT-51,Igate用的則是國產UV-5R。一分錢一分貨就是如此。

 

aprs144

 

 

與APRS的協同測試

要decode SDR的訊息,利用Multipsk莫屬。她利用捕獲sound card /+ speaker的的輸出訊號去解碼。但和sound card talk唔到如我的notebook就沒有辦法。

她的版面設計不好,所有東西炒埋一碟;但功能夠強。Ham說得出的制式基本上都支援。

要decode APRS,選  Packet+APRS,FSK,1200 baudrate。搞掂。

multipsk-aprs

 

注意事項:

作其他測試,包括覆蓋測試;雖然我只有tri-band antenna,但間有發現tune到的頻率和實際不符。需關掉program重申再開至OK。

覆蓋不到的頻率沒有任何表示。這和一些貴價SDR配有專用的軟件不同。免費的要將就一下。

 

總結

SDR是否真係咁神?

用這些廉價手指加免費軟件不能代表SDR的真正表現,只合ham radio的業餘實驗。但以頻譜 monitor 來說是真的很方便,除非你的車/枱機有LCD頻譜詳細顯示,否則這方面的功能即時比下去。被這人仔60元的東西比下去,對各大無線電廠商是很致命的。雖則一些旗艦級的枱機也有操控軟件,但所費不菲。

再者,一些昂貴的SDR甚至提供網絡遙控,多人同時使用等等傳統收發機沒有的功能。難怪一些SDR廠商廣告用"Game Changer"來形容。

而對我來說,用隻手指就可decode aprs message,即時省卻了一HT一TNC,是物有所值。對我的APRS測試成本進一步降底。

要認真研究SDR 硬件設計,強力推薦YU1LM的網站。站長是專業工程師又是一個ham,他設計了各式ham 用SDR電路,並附有詳細circuit說明、PCB artwork和線圈繞製資料。如對circuit有點認識,絕對值得花點時間看一下他的paper,必有所裨益。

但請記著SDR的精粹或說白一點最值錢的是其軟件部份,網上paper唔係冇,但的formula真係艱深難明。

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FAQ 1 (last updated on 5-March-2018)

問題一

這不是問題來的,我想先舒發一些個人感受。

和提問ham友溝通時,有些ham友是乜會物會的member。由於多為新ham,我不想潑冷水;有些說話還是吞回肚裡。

入會能結識一些志同道合的friend無問題。但個人覺得,入會後能加深你對amateur radio的知識更重要。入咗會,待了幾年;你還要找外人詢問packet radio的問題,個會對你支援了什麼? 如個會只是打茶灌水,飲飲食食。你想一想你交的會費有否價值,會費供養的又是什麼。

如有些會,治會理念本著”唔好問個會俾到乜野你,問你俾到乜野個會”;咁我勸你省回會費。你的出生,國藉,性別無得簡。但入唔入會,絕對係你的選擇。

 

問題二

可否詳解APRS的運作?

答:

Client side : GPS接收到坐標訊號,以NMEA格式將坐標訊號傳到tracker。tracker收到後,根據預設的條件去將坐標訊號、time stamp等訊息以APRS格式傳到發射機發出。

Server side: 接收機收到APRS訊息後,經TNC或line modem傳到電腦。電腦程式一般是UI-View或APRSIS-32。如程式開啟了Igate功能,還會將收到的APRS訊息上載到APRS server,咁你就可在aprs.fi等網站睇到。

 

問題三

我是一個absolute beginner,又沒有technical background有何途俓獲取更多資料?

答:

業餘興趣,無需technical background。打個比喻:你喜歡煮野食,你需否有廚師資格;答案也是一樣的。

Google一下APRS,你會獲得大量有關資訊。問題是search出來的資料是雜亂無章。如你處理資料能力不佳,會好似入咗沼澤咁。我會建議你:

  1. 先詳閱本blog右欄電子書VHF digital handbook頭幾個chapter,當text book咁睇。
  2. 有了初步知識後,google資料應是英文為主,以各大APRS官網資料為參考對象。
  3. 有了較紮實的根底後,網上的資料,個人網站,不論中英外文也不是問題了。那時你應有適當的判斷能力,知道那些是有用的資訊。
  4. 如不能,你需重覆以上動作。想掌握一門知識,沒shortcut的。

 

問題四

我是一個absolute beginner,需買那些器材才玩到APRS?

答:

個人認為,ham radio不同其他人玩AV器材,車,表等嗜好 :一味買。先買一大堆東西回來再慢慢研究是自我安慰要消費的藉口。那些器材好易變為toys。呢件拎上手玩一陣,果件拎上手玩兩野;話駁唔埋又唔係,有效率做個陣出嚟又唔掂。結果結論為都唔好玩既就放棄。建議跟從以上問題三的答案去做。

 

問題五

我不懂如你自製器材,銲線也不懂。怎樣才能setup起aprs系統?

答:

Client side : Yaesu或Kenwood 內置GPS的手,車機。價格約 $3100 – $4900。

Server side : Kenwood TH D -72,接電腦。

盡管錢能解決你的問題,但也請先下載各心儀手,車機的user manual詳閱評估一下閣下的能力和是否合乎你所想的效果;以避免陷入以上問題四的危機。

 

問題六

我的電腦和HT的APRS channel接通了,就是上不了Internet,怎樣解決?

答:

所有data經APRS server 轉發出去,都要有pass code,証明你的licensed ham。該pass code 是由你的callsign 計出來的,即不論你是用UIview,android phone 的APRSdroid也是同一pass code,你可向以上任一軟件發行商申請(free)即可用這個code通行aprs世界。沒輸入pass code,你的系統只是Read only,即只能下載aprs server的資料。

 

問題七

我好想起個igate,請問最簡單的方法是怎樣?

答:

igate暫沒成品的。

接收端的電腦和接收機用line modem經sound card接駁是平價的solution,詳見本blog文章。

接收端的電腦和接收機用KISS mode TNC經serial/USB Port 連在一起是中價的solution。但人工銲線是必需的,避不了。KISS mode TNC 價格一般在 <HK$1000。

接收端的電腦接Th D-72,是最貴的solution

個人認為,如有時間,懂銲線和閱讀簡單的線路圖可考慮第一方案。雖然你日後upgrade到第二甚至第三方案的機會好大,但你培養了的根底對日後trouble shoot,決定何時用那個solution 的decision making好有幫助。

 

問題八

我對你個portable igate好有興趣,可否提供更詳細資料。

答:

雖然個portable igate出世至今不足三個月,但隨著RPI的出現,個solution對我來說是fade out了的。今後重點會放在RPI經USB上網手指接internet,現階段仍是樂觀的。

(11-NOv-2012 update) 詳見 Portable IGate by Raspberry Pi 一文。

 

問題九

請比較aprs.fi和openaprs.net

答:

Featureaprs.fiopenaprs.net
版面較簡單較美觀
$$$ ?免費暗藏收費服務
LanguageMulti language英文only
MapGoogle map,satellite, Open Street Map,地形 Google map, satellite

其中地形圖較重要,因用肉眼就可大約評估覆蓋範圍,相比起在iGate坐標加上PHG數值更可信,另文再述。

(11-NOv-2012 update) 詳見 APRS IGate 覆蓋範圍評估篇一文。

 

問題十

APRS的最常玩法就是display個坐標係網站度?

答:

這個問題很好,我覺得好多新手都將重點放了落這裡。這不是錯,但僅是一個功能而已。

除非你是職業司機,有ham牌又唔介意俾人由朝到晚睇你係邊度,但 day by day 射上網又有什麼實質作用。Google,Facebook都有類似功能,仲係一個電話就搞掂。

我反而著眼於APRS message,email等功能,尤其系APRS message。現有電腦,電話、日系HT己有相關軟件/功能。雖有些功能上還未完善。但這是一個Internet + RF的hybrid system,ham友專用的訊息平台。試想,只需配置了RF device的 Igate設立普及,我們就不論經Internet,radio也可隨時收發訊息。這也是本人提倡APRS mesh network的原因。

就我的配置而言,我的P535經GPRS接通了Internet,就是一部隨身攜帶,日常使用的APRS messenger (VR2XKP-3) 了。要經RF device也可,接駁方法類似portable igate。

而這個network,對社會而言也是一個redundant network,當regular 的通訊網絡(e.g. mobile,Internet) 失效時,也可起到一點點作用。

至於APRS Email,現所有server也是外國ham設立並只支援ASCII 字元(即不支援中文) 。但隨著新晉ham友加入,當中也應有IT professional,再加上硬件價格只會向下的發展趨勢,支援中文的aprs mail server是可期待的。

社會在變,技術也在變。最新 APRS Protocol初稿也提出支援non – ASCII字元。但這個protocol是建基於1200/9600 baud rate的速率而規劃的;圖片,長數據(APRS Message最多支援67 character) 均力有不逮。所以,由analog轉到digital之路,aprs只是一扇門。後路是很漫長的。

這裡吹多了一點,留返一點東西在往後的文章再談。

 

問題十一

請比較UI- View和APRSIS-32。

答:

這裡要說聲sorry,之前承諾過會出兩者的比較文章但仍未出街。個blog初期是想軟體和硬件的文章梅花間竹咁出,但做落係唔work既,尤其是鑽研硬件的東西搞到成枱都係垃圾。清掉試SW後再散開整HW很花時間。現估計有關硬件的工作會直到年底。之後會補回sw的文章。

簡單來說,我prefer後者,原因(略) :

  1. 作者積極更新中
  2. 使用網上map
  3. 有完整manual供下載
  4. aprs收發Message支援中文,可Google VR2XKP-5看一下結果

 

問題十二

你個blog度的器材,幾款都唔只一件,是否出售的?

答:

這個blog設立的目的為分享經驗,暫沒想過或有東西可供出售。相片中的東西是按著本人的計劃而設。

如ham友跟據blog內的solution設定方面遇到問題,本人定提供協助。但如涉及workmanship,個人手工問題,我很難幫上。總之量力而為。

 

問題十三

你用作igate的RPI獲取途徑是怎樣,我訂了很久也沒發貨。

答:

一如其他公眾人仕,我也是在公開的途徑購入的。也不外是Elment14 和RS Components。

第一件,是從Element14 訂的,翌日從Singapore送出,第三日就到。

第二,三件本從RS components 訂,原因是首件已從elment14 訂了,再訂會排back order 隊,估計會好耐。但RS翌日通知,預計交期是年尾12月中,問我接受否,當然唔接受and then取消order。再到element 14 下單,交期也只不過是9月頭而已。收到後發現這次是深圳送出。

以上只是我的遭遇。你需直接向有關vender 查詢lead time。

 

Q14

Have you process test on APRS4r-1.0.5 ?

Ans.:

Yes, but unsuccessful on Raspberry Pi. The reason is the APRS4r written by Ruby, and 1.0.5 requests Ruby ver1.9.1 or above, and some additional Ruby modules. A module for serial port did not release update version yet for ARM architecture which used for Raspberry Pi.

However, if you use X86 platform, it should work. As I concentrate on low power consumption Igate setup, so I did not test it on other platforms.

 

問題十五

我買了一整套APRS的器材回來,但setup唔起,有什麼辦法解救?

答:

還原基本步。先充實自己的aprs 基楚知識。再trouble shoot,沒short cut 的。

Tracker 的測試:

在電腦起UI-View 接 line modem,用以monitor tracker的packet。用SDR 配multipsk 也可。

如兩邊皆為手機,volume 需調至適當範圍,這個要試。真的搞不掂,借部有tracker的ht,先調好電腦那邊的volume 確定接收ok,再自行調client的volume。

Igate的測試:

如上述的client side已調好,將之作為client  PPT 後,APRS.FI 應很快有反應。如沒有,借部有tracker的ht 做,重覆以上step。如仍沒反應,即你個igate 有問題或未設定好。問題多出於TNC 和 igate 溝通baud rate不同。如igate 設定還未完成,需詳閱manual。

另量力而為,不要一開始將目標set 到太大。如初學 event support,command desk local 電腦睇到掃尾隊的position已非常足夠。又要上到internet,又要幾十人的狼群行動;問一問自己,上到internet對個event有乜作用,坐 command desk 的人能力是否應附到。頻道篇要是否配合。幾十個tracker 無協調下不時發射,會否jam到反效果。

煩惱皆因強出頭,如以上提到的issue你都唔多明,還請多下功夫。

 

問題十

我自行將 TNC 接駁到Yaesu手機,但發覺packet聲音很小。應如何解決?

答:

如接駁方法已跟manual,可嘗試將 mic 前的電解電容去掉,或用0.1uF陶瓷電容取代。看可有改善。

另留意tracker,TNC等接頭多是Kenwood制式。用在Yaesu,需加上2.2k電阻。

 

問題十七

我用HT接駁到 tracker 套件,但效果時有時無。請問會是什麼問題?

答:

先假設接線無誤,HT發射時沒 jam 到tracker。

請用另一接收機,監聽頻道。Packet 音頻應有頭有尾。有頭有尾靠經驗了解。

留意發射機,PTT時應先著LED,後有音頻;音頻完結後,LED才熄掉。

如發現PTT時已有音頻,有可能是先有音頻後才PTT,導致Packet 不是完整被發出。

請檢查:

  • 發射機 HT的tone需關掉
  • 多數發射機 HT 皆有 Power Save,玩packet必需設為0 或off
  • tracker 一般皆有 Tx delay 設定。如不熟悉,請設為較長的0.5sec(500mS)。

效果時有時無的問題離不開以上三點。

 

問題十八

我也想參與其中,但我沒有業餘電台牌照,應甚樣考取?

答:


這是最基本的問題,很好。這個 blog 從來就忽略了你們 ….,而明顯,你們是這個blog的主要訪客。

一,請參考我的舊網站。內容雖停止更新,但考牌內容仍具參考價值。

二,簡單來說,只需考取IVE的筆試,及格就可申領牌照。至於如何獲取有關知識,需否上堂等等問題。

大家背境不同,不能一概而論。用回我在舊網站答過某君的回覆:pass,係你努力的成果,有無上堂關係不大。同一道理,肥,也不要賴人教得唔好,筆記唔正。

早幾年,我不會說在 Internet 找資料應ok。但隨著Internet 相當普及化,你可先找份考試範圍(中英文),技術的可用英文在google尋找,網上有很多電子基礎教程,質素很高。法列則用中文在google尋找。香港所有法列是公開的。如真是不濟再看是否幫襯學店吧。

環顧世界,香港的業餘電台牌照申領制度屬最簡單方便的一種。早年操控 50MHz 以下需考 morse test的規條也已廢除多時。現在一個牌照,不分等級即可漫遊於業餘無線電通訊的世界中。如你有興趣,就應坐言起行。

 

問題十九

請問接收大氣電波訊號需否申領牌照,我想以 SDR 手指+電腦作為開始

答:

就我理解,接收大氣電波訊號無需牌照。

 

問題二十

近排認識了一位曾在學店上過業餘無線電牌照班但最後也沒有考牌的朋友。他知道我有個發霉牌後,問: 上堂時個阿sir講話同外國台通聯後,會交換張什麼咭,儲了一大堆咭 …. 。咁你地同儲閃咭有乜分別,有乜好玩。

答:


你阿sir講的是DX,即遠程通訊。父輩時代,出國機會很微,長途電話超貴;又想認識一下外地的人和物。透過DX可以有機會和外國人通訊。通訊完畢後,大家可交換Q card。張card類似明信片,一面是次通訊記錄資料,另一面多是當地風景明勝。而一些業餘電台聯會,會列出特定通訊條件而頒發獎狀。Q card 就是憑証。有些 ham 好重視 Q card 和這些獎狀。

然而,我認為這些叔父輩年代的玩意,去介紹給新一代的年青人朋友吸引力相當有限。一現在幾歲的兒童已跟父母遊遍天下,二,這些平面 Q 咭;年青人不當一回事。


情況就如你教現今的孩童去集郵一樣。明信片我想很多小童也不知道是什麼東西了。

現實情況,要在家set起一個HF電台,困難的是那條長天線。香港的居住環境越趨狹窄,又多了屋村戶管理公司。對這些天線如臨大敵一樣,也扼殺 DX 活動方面的發展。

 

問題二十一

業餘無線電通訊點解會被稱為 Ham Radio

答:

這個原委有很多不同的演釋,莫衷一是。我個人分析,較可信的是以下這個。

美國的業餘無線電通訊活動起步較早(2014年是美國業餘無線聯盟成立100年會慶,即更早時間就有),那時未有正式規管。通訊時的 callsign 是自訂的。

在約19世紀尾,美國哈彿大學的無線電學會下其一的通訊組的組員為 ALBERT S. HYMAN, BOB ALMY and POOGIE MURRAY。起初他們的小組呼號為 HYMAN-ALMY-MURRAY。

摩氏密碼貴短不貴長,很快他們便將之縮為HY-AL-MU。但到1901年,他們的呼號 HYALMU 和 墨西哥商船 HYALMO 很易產生混淆,遂再縮短為取每人的名字字首而組成 HAM 一字。這是最初以 HAM (火腿)一字代表業餘無線電台。

Source: http://www.rfcafe.com/references/electrical/origin-of-ham.htm

據悉,台灣方面稱持牌的業餘無線電台為火腿族。非法沒有牌照的電台則稱為香腸族。

當然,這些 term 來到香港自然會被本地化。非法電台有時也會被戲稱為粉腸…

 

問題二十二

剛考了個牌,能否給點買機的建議?

答:

請參考 “新手入門買機指南 ” 一文。

 

問題二十三

問:
我的業餘電台機,能否在 409 頻道運作?我願意為此將發射功率調低至 409 頻道機的水平。

答:
就我對法例的理解,本地 409 頻道使用條款頗嚴格,需指定機款。

指定機款者,即是 409 系列機 only。需否再進一步取得 OFCA 認證我沒深究。因大量廉價的 409 機充斥市面,也沒見任何取替行動。

簡單來說,不論你是以那種牌照取得一台發射機,盡管該發射機可調到 409 頻道,low power 少於 0.5W。

但法例是不容許的。接收/監聽則不在此限。

 

問題二十四

問:

 數碼網絡所用的 MMDVM Hotspot 入手困難,商品化的又不便宜,請問有何方法?

答:

本人為本地未設有 Hotspot 的同好提供支援,以零件購入價裝備 mmdvm_hs,直至零件耗盡或技術更新為止。

以 2017年為例,一件約 $145。

閣下還需自行購入一件 Raspberry pi 和安裝 Pi-star。
詳情請溜灠 2017 年的數碼系列文章。

簡單的條款如下:

  1. 本地 Callsign,未設有 hotspot 的;支援一件。
    所需費用以當時報價為準。
  2. 支援型號是 mmdvm_hs,其他方案除非是開放給同好使用,否則不予考慮。
  3. 一般不備現貨;需時組装。
  4. 本人保留修改此條款,中止支援計劃局無需事先通知的權利。

有需要同好,請電郵聯繫。來信附 Callsign,已配備的數碼機型號等資料。

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