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Ham Radio - Radioamateur - Domotique

Remote SDR v4

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Émetteur- Récepteur via le web

« 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 4.5 disponible sur Github.
Nouvelles fonctionnalités :
– décodeur / encodeur RTTY
– extension bande HF en dessous de 30MHz pour des RTL-SDR V3
– option d’un mode graphique simplifié, pour les navigateurs web tournant sur un PC peu performant

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
  • Décodeur RTTY
  • 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
  • Encodeur RTTY
  • 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
    • Navigateur web: Chrome ou Edge
  • 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

En mode dégradé, il est possible d’étendre la réception dans la bande 0.5 MHz – 30 MHz avec un RTL-SDR V3.

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

En mode dégradé, il est possible d’étendre la réception dans la bande 0.5 MHz – 30 MHz avec un RTL-SDR V3.

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

F1ATB André

Radio Amateur - Domotique - Photovoltaïque

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5 réponses

  1. Jean-Louis MORIN dit :
    23 novembre 2021 à 10 h 55 min

    D’abord félicitations pour votre travail.
    Après 6 mois d’utilisation de la version 2.1 j’ai installé sans difficultés la version 4.0.
    J’utilise deux HackRF One et deux orange Pi One plus.
    J’ai trouvé une très grosse amélioration sur la qualité de l’audio en réception par rapport à la V2.1 et une plus grande facilité sur la stabilisation de la fréquence de réception par rapport aux balises.
    J’ai trouvé sympa le mode scan.
    Pratique aussi la diminution de la consommation de l’orange pi quand on n’est pas connecté.
    Je vais tester aussi le branchement du ventilateur sur le gpio car pour l’instant cela fonctionne en permanence sur mon installation.
    Pas d’autres commentaires pour l’instant.
    Jean-Louis F5NXG

    • F1ATB André dit :
      23 novembre 2021 à 14 h 29 min

      Merci pour vos encouragements à continuer le développement de Remote SDR.
      Je vois que la version pour Orange Pi One plus s’installe sans problème. Vous avez parfaitement remarqué les principales nouveautés.

      Actuellement, pour les versions à venir, je travaille sur:
      – bouton rotatif à connecter en USB pour ajuster la fréquence en complément de la souris
      – mode CW avec un manip branché à l’USB

      73
      André

  2. Henri Mottier dit :
    25 décembre 2021 à 4 h 17 min

    Bonjour cher OM,
    J’ai lu avec intérêt votre article dans Radio REF d’octobre dernier et, si vous avez quelques temps à me consacrer, permettez-moi de vous poser quelques questions mettant à contribution votre expérience.

    Je suis intéressé par une réalisation fonctionnant en émission réception avec le satellite QO-100.
    J’ai bien compris que vous utilisiez le HackRF  parce qu’il est plus stable que l’Adalm-Pluto et qu’il traite une bande de 2 Mhz au lieu de 1 Mhz.
    Mais est-ce que c’est parce qu’il ne fonctionne qu’en semi-duplex qu’il en faut deux, bien qu’il possède également une sortie émission et une entrée réception séparées ?

    J’ai vu qu’un autre circuit existait, le LimeSDR mini, avec une bande passante plus large que l’Adalm-Pluto , ayant également une dynamique de 12 bits, mais avec une stabilité meilleure, que l’on peut stabiliser assez facilement et qui fonctionne également en full-duplex.

    Je pense qu’il n’y a pas de difficulté à remplacer l’un par l’autre dans une configuration sans télécommande et je vais commencer doucement par là, mais par la suite, il n’est pas impossible que pour expérimenter, je teste la commande à distance que vous décrivez.

    Y a-t-il d’une part, une adaptation importante à apporter au logiciel si on change l’émetteur / récepteur pour un LimeSDR mini ?

    D’autre part, j’ai lu que vous donniez comme exemple l’utilisation de navigateurs modernes comme Chrome ou Edge.
    J’utilise Firefox 95.0.1 (64bits), la dernière version chargée avec les mises à jour de LinuxMint 20, et Firefox 95.0 (64 bits) sous Windows 10. pensez-vous qu’elles fonctionneront de la même manière que les navigateurs que vous citez ?

    Merci pour vos réponses,
    73, Henri, F6IAX.

    • F1ATB André dit :
      25 décembre 2021 à 18 h 35 min

      Bonjour Henri
      Au sujet du HackRF, il ne dispose que d’une entrée ou sortie. Il peut fonctionner en réception ou émission, mais pas simultanément. Par confort, j’utilise 2 hackRF pour QO100. Cela permet de tester son émission sur 2.4GHz. D’autres OM utilise la configuration moins chère, d’une clé RTL-SDR en réception et du Hack-RF en émission pour travailler sur QO-100. Voir le bel exemple de F1APY.
      https://f1atb.fr/index.php/fr/2021/08/24/remote-sdr-exemples-de-realisations/
      J’utilise les versions chinoises du Hack-RF autour de 100€. Le Pluto, dont je dispose d’un exemplaire sans stabilisation extérieure est un cauchemar. Mais il est parfait pour QO-100 si on le modifie..
      Le LimSDR mini, je n’ai jamais essayé, l’approvisionnement est difficile en ce moment. À ma connaissance, il existe le module d’interface pour le connecter au traitement du signal sur GNU-Radio 3.8

      Je suis cassé les dents sur le RSP1A en réception qui ne dispose pas de l’interface pour GNU-Radio 3.8. Il existe pour 3.7 et 3.9. Malheureusement sur les distributions Debian pour Raspberry ou Orange Pi, c’est la version 3.8 qui est recommandée.

      Pour Firefox, je n’ai toujours pas trouvé comment accéder au micro si on ne travaille pas en https. Pour Chrome et Edge, on peut mettre des dérogations.
      Sur un réseau interne, on travaille en général en http ne voulant pas se casser la tête avec les certificats de sécurité https.

      73
      N’hésitez pas à me questionner.
      André

      • Henri F6IAX dit :
        12 février 2022 à 5 h 51 min

        Bonjour André,

        Merci de vos réponses, je comprends maintenant pourquoi 2 hackRF.
        Je ne manquerai pas de revenir vers vous si besoin comme vous le proposez gentiment.

        73, Henri, F6IAX.