La flessibilità e la potenza dei processori serie ARM e dei raspberry è nota a tutti, e la scheda del lampone ormai è sempre più popolare sia in ambito professionale che radiamatoriale.
Da ormai più di 10 anni, il mio I-Gate APRS gira su questa piattaforma grazie al noto software aprx, senza alcun problema di stabilità (con UPS praticamente non è necessario nessun riavvio per interi mesi).
L’uso di chiavette SDR economiche, come la famosa RTL-SDR è ampiamente diffuso per la decodifica del traffico aprs, così anche io ho voluto sperimentare l’uso di questa SDR sul mio nodo, e devo dire che le comparative di sensibilità rispetto al classico sistema radio+TNC Hardware sono state sorprendenti.
Parallelamente al classico aprs sui 144.800MHz a 1200baud, ho iniziato a sperimentare il protocollo LoRa in UHF. Proprio con l’intento di mantenere la coppia raspberry+aprx come HW di riferimento, ho sviluppato un KISS-TNC che permette di interfacciare i moduli LoRa Semtech ad aprx tramite protocollo kiss-over-tcp. Il Software è disponibile al seguente link: https://github.com/IZ7BOJ/RPi-LoRa-KISS-TNC-2ndgen .
RImanendo sempre in ambito di geo-localizzazione, ho voluto estendere la sperimentazione al traffico marittimo, quindi ho implementato un gateway che riversa il traffico AIS sul famoso portale amatoriale aprs.fi. Numerosi software sono pronti all’uso in windows e prevedono l’uso di una radio collegata all’ingresso audio del PC, mentre nella mia implementazione ho usato una chiavetta SDR e applicativi open-source descritti in questo articolo.
Per visualizzare il traffico locale sia in forma tabellare che su mappa, ho sviluppato una dashboard web, sempre descritta nel medesimo articolo.
Ma se fino a questo punto ho parlato di stazioni di terra e Navi…a questo punto manca all’appello solo…l’aria!
E così ho aggiunto la terza chiavetta sdr dedicata alla decodifica dei segnali ADS-B, i cui dati sono disponibili sempre su dashboard sviluppata da Skyaware.
Di seguito è disponibile lo schema a blocchi del nodo, che andremo a descrivere subito dopo.
Come è facile notare, le antenne in uso sono soltanto una collineare bibanda e un’antenna dedicata al ADS-B , comprata a pochi euro da aliexpress e incapsulata in un tubo di PVC da 20mm.
Il segnale proveniente dalla collineare viene dapprima inviato a un filtro Notch che elimina la banda 88-108MHz delle emittenti Broadcast FM.
Infatti il front-end RF delle SDR più economiche non ha nessun filtro preselettore, quindi vengono desensibilizzate in presenza di forti segnali come quelli delle radio FM.
Il segnale in uscita dal filtro fiene poi suddiviso in banda VHF e UHF da un duplexer. Io per motivi di compattezza e non dovendo gestire grandi potenze (il modulo Lora ha solo 1Watt d’uscita), ho scelto un mini V/U duplexer che usa componenti SMD, acquistato da Ebay e costruito dall’ungherese Janilab.
A questo punto il segnale UHF viene indrizzato al modulo Lora passando prima per un filtro quarzato tarato sui 433MHz, acquistato da aliexpress.
Ho voluto provare questo filtro perchè il front-end dei moduli LoRa, soprattutto l’Ebyte E22-400M30S che ha al suo interno un LNA, non ha alcun filtro al suo ingresso e quindi è facile che saturi in presenza di forti segnali in banda UHF.
Poichè l’aprs a 1200Baud e i segnali AIS viaggiano entrambi in banda VHF, anche se su frequenze leggermente diverse, ho utilizzato un power splitter facilmente reperibile da aliexpress per dividere i segnali VHF tra i ricevitori SDR dedicate ai suddetti protocolli.
Qui di seguito riporto la foto del igate assemblato all’interno di una scatola Gewiss 38x 30x 12:
Qui sotto la stessa foto ma con le indicazioni dei vari blocchi:
Sinora tutto il sistema si è dimostrato stabilissimo e affidabile, e il carico della CPU è sotto al 50%, come si evince lanciando il comando “top” sul raspberry:
Come potete notare, i processi interessati da aprs, ads-b e ais , evidenziati dal pallino rosso, impegnano circa il 60% della CPU.
Visto che c’è ancora un po’ di potenza ancora disponibile, il prossimo step sarà quello di provare ad aggiungere una quarta chiavetta per la decodifica dei satelliti 🙂
Ah dimenticavo la cosa più importante: la homepage del igate è raggiungibile all’indirizzo http://iz7boj.dyndns.org/ . Da essa si può scegliere quale dashboard aprire e quali informazioni visualizzare.
Sperando di aver fatto cosa gradita condividendo questa esperienza, saluto tutti i colleghi OM e auguro buon divertimento!
Alfredo IZ7BOJ
