Ho aggiunto un panadapter SDR al TS-870S

Ebbene sì, come recita il titolo l’ho fatto, ho modificato (intervento minimal, come vedrete) il mio amato Kenwood TS-870S. Nonostante questo sia un periodo intenso con pochissimo tempo libero, ho trovato un paio di sere in cui fare l’intervento.

Cosa serve? Di sicuro una scheda di interfaccia che funga da buffer per i segnali RF (non vogliamo che la nostra radio risenta della presenza di un ricevitore aggiuntivo) e, come ovvio, ho optato per la mia IFace. Per chi non la conoscesse sintetizzo dicendo che si tratta di un buffer RF a larga banda (>400 MHz) con funzione MUTE (tramite PTT) durante la trasmissione (caratteristica unica, non ce l’ha nessun altro dispositivo, diffidate dalle imitazioni, 😅). Ci servirà poi un cosiddetto ricevitore SDR, ovvero un convertitore A/D per segnali RF e un apposito programma per il nostro computer. Il tutto è riassunto nell’immagine seguente.

Come spiegato nel testimonial presente sul sito della mia società, questa applicazione del panadapter SDR non è quella che consiglio solitamente. Su questa radio non è stato possibile prelevare direttamente il segnale IF dopo il primo mixer (come si dovrebbe fare di solito) perché la sua frequenza nominale varia al variare dei filtri IF selezionati. Cioè, se stringete o allargate il filtro la frequenza alla quale viene traslato il segnale in arrivo dall’antenna non è sempre la stessa ma varia. Questo è voluto, ovviamente, perché in questo modo Kenwood ha sfruttato al meglio i vari filtri IF, ma complica a noi la vita se vogliamo utilizzare questi segnali per un panadapter. Quindi ho dovuto prelevare il segnale in arrivo dall’antenna e non ancora traslato. In pratica della radio sfrutto i filtri di banda e i circuiti di preamplificazione del segnale, niente altro, ma questo è già abbastanza, soprattutto se si utilizzando ricevitori SDR economici.

In questo modo il ricevitore SDR lavorerà alla stessa esatta frequenza della radio, non sulla sua IF. Ovviamente si può / deve utilizzare l’interfaccia CAT così da spostare la sintonia della radio facendo direttamente click sul punto dello spettro che ci interessa (è anche per questo che usiamo un panadapter, no?).

Dimentichiamoci anche dell’uscita IF posta sul retro della radio, quella va bene solo se abbinata allo station monitor SM-230 (lo stesso che utilizzo per il TS-950SD). Inoltre è ad alta impedenza (e non solo su questa radio), lascio a voi capire cosa questo comporti.

L’installazione della IFace è molto semplice, sul sito di TSP ci sono le istruzioni e sono le stesse che vi mostrerei qui, perciò tanto vale mettere il link direttamente a quelle: fate click qui per vederle.

Quello che mi preme invece riportare sono alcune considerazioni personali, e lo spazio del mio blog è destinato proprio a questo.

Considerazione #1

La diatriba tra quelli che dicono “è meglio il panadapter sulla IF” e “è meglio il panadapter direttamente sul segnale di antenna” vede un unico vincitore: è meglio il panadapter sulla IF. Si mettano l’anima in pace tutti quelli che sostengono il contrario (così come certi costruttori di switch che commutano l’antenna in automatico tra TX e RX), il motivo è semplice ed intuitivo. Lavorando sulla stessa banda, ovvero anche in isofrequenza, il ricevitore SDR si trova a dover sopportare segnali anche molto forti durante la trasmissione. La scheda IFace è dotata di ingresso PTT utile per disabilitarla durante la trasmissione. Questo segnale infatti disabilita il buffer ma non spegne la scheda, cioè tutto rimane alimentato ma il buffer non eroga più potenza, tutte le capacità rimangono cariche e non ci sono così spike dovuti a spegnimenti e accensioni. Nonostante ciò il ricevitore SDR durante la trasmissione rischia di saturare perché nell’ambiente in cui si trova è presente tanta potenza. Sicuramente il suo AGC entrerà in funzione riducendo la sensibilità di ricezione e permettendoci di monitorare la nostra modulazione, ma al ritorno in ricezione ci troveremo il ricevitore “sordo” per 1 o 2 secondi, cioè per il tempo necessario all’AGC di intervenire. Tutto ciò non avviene quando si utilizza il panadapter alla frequenza IF, soprattutto se molto distanza da quella di trasmissione, e per questo tale tecnica è vincente sull’altra.

Considerazione #2

Larghezza di banda. Molti hanno dubbi su quale sia la banda visualizzabile dal panadapter. La risposta è DIPENDE! Dipende da alcuni fattori, in generale almeno 3: la effettiva larghezza di banda del segnale in ingresso al ricevitore SDR (in funzione di panadapter), la sua velocità di campionamento, l’eventuale fattore di decimazione. Non entrerò nei dettagli del perché è bene usare la decimazione, ci vorrebbe tanto tempo e in rete si trovano sicuramente articoli validi o libri da cui attingere, però posso dire che come potete vedere dall’immagine seguente io la uso (e non me ne pento, hi!).

Il RSP1 che utilizzo è impostato per campionare a 10 MHz così che con una decimazione pari a 32 (non c’è unità di misura) si ottengono circa 300 kHz di banda visualizzabile. Senza decimazione si avrebbe una banda più larga, indubbiamente, ma si perderebbe in qualità del segnale. Ogni decimazione (se fatta bene) di un fattore 4 aumenta la risoluzione di 1 bit, perciò con 32 si ottengono 2,5 bit in più per ogni campione di segnale, cioè il rapporto segnale rumore (di quantizzazione) migliora di circa 15 dB.

Considerazione #3

Interfacciamento con il computer mediante CAT. Anche qui molti hanno qualche dubbio su come si fa. In generale occorre una porta seriale (le radio più nuove la emulano su USB) di tipo RS232 o direttamente a livello CMOS. In questo caso, per il TS-870S, si utilizza una porta RS232. Ovviamente i computer di oggi non ne sono dotati più, perciò è bene dotarsi di un convertitore USB-RS232. Ce ne sono molti in commercio, alcuni funzionano meglio, altri peggio. Se posso scegliere opto sempre per quelli con chip della FTDI, costano un po’ più ma non danno problemi, ma anche i Prolific non si comportano affatto male.

Bisogna però fare attenzione a come sono realizzati, perché il più delle volte il cavo con cui sono realizzati non è schermato e questo, nell’utilizzo con le nostre radio, è un punto di vulnerabilità incredibile. Se interrompiamo la equipotenzialità tra radio e computer possiamo avere dei problemi quando andiamo in trasmissione. Il forte campo elettromagnetico può provare delle variazione del potenziale elettrico (volgarmente detto tensione) sulle linee di comunicazione (la USB). Perciò è bene scegliere un convertitore di qualità. Io, se proprio me lo chiedete (hi), ne ho trovato uno in Amazon che è fatto bene. E’ massiccio, cioè la costruzione è robusta, è schermato e non dà problemi con i driver (usa il diffuso PL2303 della Prolific). Se vi interessa, non solo per questa radio, lo trovate in Amazon ad un prezzo ragionevole.

Per ora è tutto, spero di aver chiarito abbastanza (tutto non di sicuro, già lo so).

73 e buona attività de IZ0ABD Francesco

Bias Tee per amplificatore remoto

Chi di noi non ha mai pensato di alimentare da remoto un preamplificatore d’antenna alzi la mano. Praticamente ci abbiamo pensato tutti, prima o poi questa esigenza esiste ed è quindi giusto capire quali sono le reali possibilità offerte da un bias tee e gli effetti dell’inserimento di tale dispositivo sulla linea coassiale (perché a noi interessa avere basse perdite, giusto? Non è tutto ciò che conta… vedremo).

Innanzi tutto cerchiamo di capire come è fatto. L’immagine qui a fianco mostra lo schema elettrico di un tipico “inseritore” di corrente continua su linea RF. Si tratta quindi, dal punto di vista del segnale radio, di un filtro passa alto, il condensatore di blocco della DC realizza esattamente questa funzione. Dal punto di vista della DC invece deve essere impedito il passaggio della RF, e questo lo si fa con un induttore. Quindi avremo una porta dove sarà presente la RF più la DC, una solo con la RF ed una con “solo” la DC. In questo ultimo caso una minima parte della componente RF sarà sempre e comunque presente.

In commercio si trovano tanti dispositivi più o meno costosi e variamente connettorizzati e sagomati, inscatolati e non. Ne ho voluto provare uno, probabilmente tra quelli più diffusi, l’ho acquistato su Amazon e lo vedete nell’immagine qui di seguito.

Domanda: funziona? Risposta: sì, non è una fregatura.

Dall’etichetta si evince che dovrebbe lavorare da 10 MHz a 6 GHz. Io l’ho provato fino a 3.2 GHz, fin dove cioè arriva il mio analizzatore vettoriale.

I risultati sono buoni, potete acquistarlo tranquillamente, le immagini che seguono si commentano da sole.

In questa immagine è riportato il modulo del S21 in scala logaritmica (dB). Si vede chiaramente che nelle quattro bande evidenziate dai marker l’attenuazione è più che buona, praticamente trascurabile fino alla banda dei 70 cm, entro il mezzo dB in 23 cm e 13 cm.

Questa immagine mostra l’andamento del S11 in scala logaritmica (dB). Nei punti indicati dai marker si vede che c’è un generale buon adattamento di impedenza, anche se in banda 13 cm siamo un po’ al limite (bisognerebbe stare abbondantemente sotto i -10 dB).

Questa immagine traduce la precedente, cioè ci mostra il valore del ROS (SWR), parametro molto più familiare del S11 per la maggior parte dei radioamatori. Tranne che a 2.45 GHz (marker 4) nelle altre bande il ROS è molto buono, sempre inferiore a 1.5.

Questa è la carta di Smith delle impedenze e si commenta da sola. In alto sono riportati i valori delle impedenze nei quattro punti individuati da marker. In 145 MHz e 432 MHz (punti 1 e 2) l’impedenza è molto buona.

Per concludere vi riporto tre plot nella parte bassa dello spettro, da 0 a 200 MHz: ho voluto verificare infatti se quei 10 MHz dichiarati fossero reali o meno: no! Diciamo che potremo usare questo bias tee da 50 MHz a salire (ma tanto sotto che ce ne faremmo?).

Attenuazione del bias tee in esame: a partire da 50 MHz (banda dei 6 metri) il valore è più che ottimo. Ogni quadratino in orizzontale rappresenta circa 20 MHz, perciò a 10 MHz l’attenuazione è intorno a 6 dB.

Andamento del S11 sotto i 200 MHz. A 50 MHz siamo al limite dell’accettabile, a 145 MHz nessun problema, quindi si conferma che possiamo tranquillamente utilizzarlo da 6 metri in su.

La carta di Smith non mente mai, come si vede chiaramente l’adattamento di impedenza sotto i 50 MHz è un po’ scarso, mentre a salire nessun problema.

In sintesi vale quello che si spende per questo bias tee? Sì! E’ compatto e pronto all’uso, lo utilizzerò sicuramente.

Si può utilizzarlo senza timori di fare danni? Sì! Dalle misure non sono emerse criticità, già a partire da 50 MHz le prestazioni sono di tutto rispetto.

Lo si può acquistare in Amazon (arrivato in 2 giorni), o se volete aspettare un mesetto risparmiando qualche euro direttamente in Cina su AliExpress.

Buona attività radio.

73 de IZ0ABD Francesco

Sonde per analizzatore di spettro

Quando si devono fare delle misure per individuare segnali RF occorrono delle sonde apposite. Dipendentemente dallo strumento che si utilizza, queste possono essere più o meno costose e possono essere sensibili al campo magnetico o al campo elettrico. In genere si utilizzano per test di compatibilità elettromagnetica.

In questo breve articolo vi mostro cosa si può fare con delle sonde passive che si possono acquistare, ad esempio, in AliExpress (click per andare alla pagina). Queste lavorano da pochi kHz ad almeno 6 GHz, una banda più che sufficiente per molte applicazioni amatoriali.

Perché usarle?

A volte credo che qualche immagine sia più esplicativa di mille parole, perciò vi mostro cosa ho fatto. Ho aperto il mio FT-817 ed ho avvicinato la sonda per campo elettrico all’oscillatore da 22.625 MHz. In questo modo ho potuto utilizzare l’analizzatore di spettro per verificare la frequenza generata.

Il vantaggio è indubbio è che non si deve collegare elettricamente lo strumento al circuito e non si rischia di fare danni perché le sonde sono isolate in quanto rivestite di materiale plastico.

Ovviamente l’intensità che lo strumento mostra non è indicativa della reale potenza del segnale in esame, c’è da tenere conto dell’attenuazione della sonda, della quantità di segnale radiato e dell’accoppiamento tra i due. In ogni caso queste sonde possono essere moltoo utili, soprattutto durante le fasi di taratura di circuiti RF.

In conclusione, come si vede da quest’ultima immagine la frequenza generata dall’oscillatore del mio FT-817 è quella attesa, 22.625 MHz.

Si possono trovare anche in Amazon, il costo è praticamente lo stesso. Esistono kit con 5 o 6 sonde, io ve ne consiglio uno di ciascun tipo, a voi la scelta. Attenzione: alcuni kit non hanno la sonda per il campo elettrico, non sono tutti uguali, quindi risparmiare qualche € a volte può tradursi in un problema.

Il kit da 6 ha in più, rispetto a quello da 5, la sonda per campo elettromagnetico, la terza da destra nella foto qui sopra.

Spero che questa mia esperienza possa essere utile.

73 de IZ0ABD Francesco

Scheda subtoni per TH-79E

Di recente ho aggiunto al mio parco radio un Kenwood TH-79E, praticamente immacolato tanto è che non è nemmeno espanso in frequenza, lavora solo da 144 MHz a 146 MHz e da 430 MHz a 440 MHz.

Mancava però la scheda toni TSU8 per poter avere lo squelch a tono (CTCSS). Ovviamente trovarla nuova originale Kenwood è cosa praticamente impossibile, ma ci sono dei cloni in giro per la rete. Funzionano? Sono perfettamente compatibili? La risposta è sì e per questo sono qui a fare questa brevissima recensione.

Ne ho infatti acquistato uno dal solito Ebay e nel giro di una ventina di giorni è arrivato (click sulle foto per andare alla pagina di vendita).

Dovendo aprire la radio per rimuovere un microscopico granellino di polvere proprio davanti al display, ho approfittato per installare la TSU8 (ovviamente si dovrebbe inserirla attraverso lo sportellino laterale senza smontare la radio).

Giusto il tempo di richiudere il portatile, rimettere la batteria, accenderlo e abilitare il CTCSS, ho fatto una prova e subito lo squelche in ricezione si apre solo quando arriva il tono corretto. Perfetto!

Sono soddisfatto e ora mi godo questo gioiellino che un paio di decenni fa sognavo di possedere ma che non comprai mai.

Next step? Forse farò lo stesso aggiornamento al più vecchio TH-78E. Vedremo 😉

73 de IZ0ABD Francesco

Un cavo USB – RS232 per CAT che fa il suo dovere

Se cerchi un cavo USB – RS232 per abilitare l’interfaccia CAT per la tua radio, quello che riporto qui, oltre ad essere ben fatto, posso affermare che funziona benissimo. Lo sto utilizzando per la comunicazione verso un Kenwood TS-870 (57600, 8N1) e Omni-Rig non perde un colpo.

Lo ho acquistato su Amazon, il costo forse non è dei più bassi ma funziona benissimo (meglio andare su prodotti di qualità) ed ha, al contrario di altri, una schermatura vera. Questo è un requisito molto importante al fine di garantire un buon funzionamento, soprattutto nelle bande più basse, poiché altrimenti spesso e volentieri, non appena si va in TX, la comunicazione USB salta.

I driver, che trovate in un mini CD all’interno della confezione, si installano senza problemi (Windows 10). In ogni caso si tratta di un classico PL2303GT, quindi è probabile che abbiate già i driver nel vostro OS.

La piccola e breve recensione è finita. Buon divertimento a tutti.

73 de IZ0ABD Francesco

Hotspot DMR 3/3

Ora che abbiamo messo in servizio il nostro hotspot (vedi l’articolo precedente) vi mostro cosa farne, perché altrimenti sarebbe tutta fatica sprecata, hi! In particolare vedremo come utilizzare il nostro RTX portatile (usare un veicolare credo avrebbe poco senso avendo questo necessità di un’antenna esterna) per effettuare QSO comodamente seduti sul divano di casa, o dal giardino, o da dove preferite.

Appena avviato, il nostro hotspot Pi-Star rimane in attesa di “istruzioni”, di sapere cosa fare, diciamo così. Queste gliele passeremo tramite la nostra radio. Quindi, se ci connettiamo alla pagina di gestione attraverso il nostro browser (il vostro dispositivo avrà un IP differente, ovviamente), quello che possiamo vedere è mostrato nella schermata seguente.

Sia “Getway Activity” che “Local RF Activity” non mostrano nulla, segno evidente che non c’è ancora stato traffico. Bene. Vediamo però che in “Mode Enabled” il sistema sta correttamente operando in DMR e in “Network Status” che la connessione al server BrandMeister è avvenuta correttamente, quindi siamo pronti. In “DMR Repeater” vediamo che sia il TS1 che il TS2 (i due time slot) sono operativi, quindi potremo avere due comunicazioni radio in contemporanea. In “Radio Info” troviamo indicazione delle frequenze di TX e di RX del nostro hotspot e queste informazioni ci serviranno per impostare la nostra radio.

Prepariamo la nostra radio

La prima cosa da fare è quella di programmare il nostro RTX, ovvero preparare il codeplug che poi andremo a caricare nella sua memoria. In questo articolo utilizzerò il mio TYT MD-390, ma la stessa cosa vale per il TYT MD-2017 o per qualsiasi altro apparato (seguite la procedura che avete già utilizzato per la vostra radio).

Aggiungo così al codeplug del mio RTX un nuovo canale le cui “informazioni”, o meglio impostazioni, sono mostrate nell’immagine che segue. Vedete che ovviamente si tratta di un canale half-duplex digitale (DMR) la cui frequenza di ricezione è 430.025 MHz e quella di trasmissione è 435.025 MHz, cioè l’inverso dell’hotspot. In più impostiamo il “Color Code” come 1 e il “Repeater Slot” 1 o 2 a seconda di quale time slot vogliamo impiegare. Il “Contact Name” indica il talkgroup sul quale vogliamo operare: nelle tre immagini vedete che ho impostato 3 canali di memoria rispettivamente con i TG 222, 22203 e 88. Il primo è il TG Italia, il secondo quello relativo all’Umbria e il terzo è il cluster (ne parleremo dopo). Quindi impostiamo la nostra radio esattamente come se volessimo utilizzare un qualsiasi ponte ripetitore.

Programmo la radio e faccio qualche prova. Seleziono il canale con il TG 88 e premo il PTT. Quasi istantaneamente sulla dashboard dell’hotspot appare la mia chiamata: tutto funziona correttamente, ottimo!!!
In “Local RF Activity” appare il mio QRZ insieme ai parametri della chiamata: il “Target” è forse il dato più importante perché mostra esattamente il TG 88 che volevo “chiamare”. Ovviamente il mio segnale (RSSI) è molto elevato perché il piccolo ripetitore che sto utilizzando è a brevissima distanza da me.
Sopra, su “Gateway Activity”, vedo l’instradamento verso la rete, anche questo corretto.

Per una seconda prova rapida rapida mi porto su di un altro canale, quello del TG 222, premo il PTT ed ecco qua apparire ancora il mio QRZ, questa volte sul time slot 1. Perfetto, siamo pronti per i QSO.

Cosa è quel TG 88?

Sostanzialmente si tratta di un TG “virtuale” perché in realtà fa riferimento, nel mio caso specifico, al 222068. In pratica quando dalla mia radio cerco di fare QSO con qualcuno sul TG 88 il mio hotspot redireziona tutto il traffico verso il 222068 e viceversa, cioè se qualcuno dialoga su quel TG, e non importa dove sia in quel momento, il mio hotspot farà da ripetitore locale. Il 222068 è l’identificativo di un cluster, cioè è un TG che permette di raggruppare più ripetitori in modo tale da essere attivati tutti contemporaneamente. Ovviamente ci sono diversi cluster, questo è uno dei tanti ed è localizzato nella provincia di Perugia (vedi immagine qui sotto).

Come si può vedere il cluster 222068 raggruppa due ripetitori (IR0EF e IR0UDZ) e tre hotspot. Se un utente qualsiasi accede ad uno dei cinque sistemi della rete attraverso il TG 88, anche gli altri quattro si attiveranno e sarà quindi possibile fare un bel QSO tutti insieme.
Qualcuno magari si chiederà perché fare una cosa simile. I motivi sono vari, e li vedremo tutti. Il più banale è che il ripetitore IR0EF, ad esempio, non a tutti arriva con un segnale sufficiente per un buon collegamento, il territorio umbro è ricco di colline e montagne. Quindi l’hotspost fornisce un valido sistema per colmare e/o migliorare la copertura di un ripetitore.

Un altro ottimo motivo per utilizzare un hotspot è che si può generare traffico da e per un certo TG (anche estero, ad esempio) senza impegnare un ripetitore, cioè senza occupare lo spettro radio su una vasta zona di territorio. Supponiamo infatti di volere fare QSO con un OM in USA. Se siamo solo noi a fare quel collegamento, perché occupare un ripetitore impedendo ad altri di fare QSO locale?

Oppure se siamo lontani dal nostro ripetitore prediletto (perché in trasferta, vacanza o altro) possiamo accedervi tramite il nostro hotspot, sarà sufficiente collegarlo alla rete Internet ed il gioco è fatto.

Come si fa ad impostare il cluster e/o altri TG statici?

Per “automatizzare” il routing del traffico da e per il nostro hotspot dobbiamo tornare sul portale di gestione della rete, brandmeister.network . Dopo avere effettuato il login selezioniamo, dal menù di sinistra, “My hotsposts”. Lì troviamo tutti gli hotspot che abbiamo registrato in rete: selezioniamo quello che ci interessa impostare. Si apre la pagina che vedete qui sotto e andiamo ad inserire i TG che ci interessano. In basso a sinistra troviamo “Static Talkgroups Timeslot 1“. Lì io ho inserito il 222, cioè il talkgroup Italia. A destra, “Static Talkgroups Timeslot 2” ho messo il 22203, cioè quello relativo all’Umbria.

Sotto, a sinistra, troviamo “Cluster”. Premendo sul pulsante “Add Cluster” si apre un menù a discesa dal quale possiamo scegliere il cluster che ci interessa e il time slot al quale assegnarlo (questo è importante).

A questo punto il nostro hotspot riceverà traffico dai TG selezionati e, se avremo impostato correttamente la nostra radio, potremo iniziare a fare QSO. Ovviamente potremo anche “aprire” dei TG a nostro piacimento. Per esempio se impostiamo il nostro RTX per un collegamento sul TG 969 – DMR-Caribbean – e premiamo il PTT, il nostro hotspot attiverà dinamicamente quel particolare talkgroup e ci inoltrerà il relativo traffico.

Se avrete seguito tutti questi passaggi non sarà difficile ottenere, in breve tempo, una schermata come quella qui sopra. Buon divertimento.

73 de IZ0ABD Francesco

Hotspot DMR 2/3

Nell’articolo precedente vi ho mostrato l’hotspot che ho acquistato e del quale ora vi illustrerò la configurazione e la messa in servizio. Prima di tutto dobbiamo accoppiare la MMDVM alla Raspberry Pi (è impossibile sbagliare) e preparare la microSD con il software per il minicomputer Rasperry Pi. Il primo passo è scaricare lo zip con l’immagine per la nostra board: scegliete quella che si adatta meglio al vostro sistema, io ho scelto quello indicato dalla freccia (Raspberry Pi 3).

Scompattate il file in una directory, inserite la microSD in un lettore di schede e avviate un programma di scrittura di immagini (ex. Win32DiskImager). Nella directory dove avrete scompattato lo zip troverete quanto mostrato qui di seguito.

Se non avete già un programma per la scrittura di immagini lo dovrete scaricare e installare. Sul sito di Raspberry Pi c’è una guida, per visitare la pagina fare click sull’immagine che segue.

Io personalmente utilizzo, in Widnows, Win32DiskImager. Per altri sistemi operativi fare riferimento a quanto indicato nella immagine qui di seguito (fare click).

Una volta terminata questa fase preparatoria possiamo iniziare a divertirci, che è la cosa fondamentale, o sbaglio? Quindi alimentiamo la Raspberry Pi (che provvederà a sua volta ad alimentare la MMDVM) e colleghiamola con un cavo Ethernet (almeno per ora) al nostro switch di rete (o al router).

Attediamo circa un minuto e poi proviamo a collegarci al nostro hotspot mediante un qualunque browser (io userò Firefox). Digitando il suo indirizzo IP (ricavatelo dal vostro router), quando tutto sarà configurato, quello che apparirà è una schermata come la seguente.

Da questa schermata possiamo vedere che il nostro hotspot è configurato per la modulazione DMR ed è connesso alla rete DMR BrandMeister (ma può lavorare anche in D-Star e altri modi). Vengono mostrate anche le frequenze di TX e RX: queste, a parti invertite, dovranno essere impostate sul nostro RTX così da poter accedere correttamente al sistema (funziona come un ripetitore). Viene mostrata anche la versione del firmware. In questo caso è una versione custom del 1.5.2, ma di questo parleremo un’altra volta.

Viene mostrata anche l’attività recente del gateway. Ciò che è importante, almeno per, è il BER, ovvero il Bit Error Rate, cioè la percentuale di dati corrotti che il nostro sistema ha ricevuto, sia dalla rete che dalla parte RF. Questo valore deve essere basso, idealmente 0%. Se su ciò che arriva dalla rete non abbiamo potere, sulla parte RF dovremo fare in modo di migliorare il BER perché, appena accenderete il vostro hotspot, è molto probabile che questo valore non sia esattamente 0% nonostante starete trasmettendo da pochi metri di distanza (ci sarà modo di parlarne).

Vediamo quindi come arrivare a questa schermata, andiamo a vedere come configurare Pi-Star. Facciamo click su “Admin” e inserieamo username e password. Quelli di default sono “pi-star” e “raspberry”.

La configurazione prevedere l’inserimento di alcuni dati in un paio di pagine o poco più, non è difficile, seguitemi. Per prima cosa andiamo ad impostare la modalità di funzionamento. Selezioniamo “MMDVMHost”, “Duplex Repeater” e “DMR Mode”, come da figura seguente. Il mio hotspot (almeno per ora) non è dotato di display, quindi ho deselezionato tale opzione, ma se il vostro ne è dotato ovviamente abilitate quello giusto. Per memorizzare le impostazioni non dimenticate di premere su “Apply Changes” 😉.

Scendiamo un po’ sotto e arriviamo alla parte interessante, quella denominata “General Configuration”. Questo è quello che dovete inserire, un passo alla volta.

• Hostname: lasciate pure pi-star, è il nome del vostro sistema nella rete.
• Node Callsign: mettete il vostro QRZ.
• CCS7/DMR ID: qui mettete il vostro ID DMR, quello che avete, ad esempio, sul vostro RTX portatile.
• Radio Frequency RX e TX: non dovrebbero esserci dubbi. Considerate che più distanziate il TX dal RX meglio il vostro sistema funzionerà. La versione di firmware con cui vi arriverà il MMDVM non permette di impostare una frequenza tra 435 e 438 MHz (per questo l’ho modificato) e quindi non potrete avere uno shift di 5 MHz, ad esempio. Almeno per ora impostate un valore da 430 a 435 MHz, estremi esclusi. La frequenza RX è evidenziata in rosso perché il Pi-Star così ci ricorda di non usarla.
• Latitude e Longitude: sono autoesplicativi, così come Town e Country.
• URL: se avete un sito web segnalatelo.
• Radio/Modem Type: questo è molto importante, impostate esattamente quello che vedete nell’immagine, altrimenti non funzionerà nulla perché il Raspberry Pi non sarà in grado di riconoscere la scheda radio che stiamo utilizzando.
• APRS Host: selezionatene uno o lasciate quello di default, per ora non è fondamentale.
• System Time Zome e Dashboard Language non hanno bisogno di spiegazione.

Apply Changes memorizza le impostazioni.

La sezione seguente, “DMR Configuration”, richiede un passaggio sul sito di BrandMeister per abilitare l’accesso del nostro hotspot. Per il nostro country, Italia, selezionate il “DMR Master” come vedete nella figura.

“Hotspot Security” è un parametro che dobbiamo impostare anche sul sito di BrandMeister, perciò facciamo login (registratevi se non l’avete fatto prima) su https://brandmeister.network/ e andiamo su Selfcare come mostrato qui di seguito.

In SelfCare Settings abilitate “Hotspot Security”, digitiamo una password di nostro gradimento e premiamo”Save” per salvare le impostazioni. Quella password che avrete inserito dovrete inserirla in “Hotspot Security” in DMR Configuration (due immagini sopra).

Scendendo ancora giù nella pagina di configurazione del nostro Pi-Star troviamo “Mobile GPS Configuration” e “Firewall Configurations”: lasciamoli come mostrati in figura. L’ultima parte riguarda la connessione WiFi alla nostra rete: per ora utilizzo il cavo Ethernet, quindi non ho configutato la wlan0 e per questo appare come “Interface is down”.

A questo punto il nostro sistema è già in grado di registrarsi in rete DMR, ma dobbiamo ancora effettuare alcune regolazioni per farlo lavorare meglio. Torniamo in alto in questa pagina di configurazione e facciamo click su “Expert”. Si aprirà la pagina che vedete qui di seguito e quindi facciamo click su “MMDVMHost”.

“MMDVMHost” permette di andare a variare alcuni parametri che, di default, potrebbero non essere necessariamente quelli giusti. In particolare, per ridurre quel BER di cui abbiamo parlato, dobbiamo andare a sintonizzare bene il nostro hotspot. Il TCXO di cui è dotato non è calibrato, è solo stabilizzato in temperatura. Sulla confezione con il quale l’avete ricevuto è indicato il “RXOFFSET” e il “TXOFFSET”. Nel mio caso questi sono entrambi pari a -475 Hz. Ciò significa che la frequenza di TX e RX devono essere corrette di quella quantità. L’immagine che segue mostra dove inserire quei valori.

Nel mio caso, da prove effettuate, il valore più corretto non è 475 ma 375 (se vi può essere di aiuto avvaletevi di un analizzatore di spettro per centrare il segnale del vostro hotspot).

A questo punto il sistema è “up and running” e quindi torniamo alla Dashboard. Prepariamo il nostro RTX DMR per operare con il nostro “ripetitore” personale (bisogna aggiungere un canale nel codeplug del nsotro apparato). Se avremo fatto tutto a regola d’arte il risultato non sarà deludente ma come quello nella figura che segue. Si vede che in “Local RF Activity” compare il segnale del mio portatile DMR e il mio QRZ. Ovviamente lo stesso appare anche in “Gateway Activity” perché la mia chiamata è stata giustamente instradata verso il TG 88, ovvero un cluster di riperitori.

Il TG 88 in questo caso corrisponde al TG 222068 di Perugia, sarà il server a fare la conversione, e nella vostra zona sicuramente ce ne saranno altri. Ma di come gestire e instradare il traffico radio da e per la rete DMR ne parleremo nel prossimo articolo.

73 de IZ0ABD Francesco

Hotspot DMR 1/3

Alla fine mi sono deciso e l’ho acquistato, per pochi euro su AliExpress. Avevo voglia di provarne uno perché in rete ciò che si trova non chiarisce molto bene le idee sulle potenzialità e sui limiti di un hotspot (almeno dal mio punto di vista). Quindi per qualcuno questo articolo sarà inutile, ma sono sicuro che per tanti altri sarà esattamente l’opposto.

Innanzi tutto vediamolo: questo è ciò che ho acquistato.

Si tratta della scheda MMDVM_HS_Dual Revision 1.3 (nella foto è indicato 1.2, ma la mia è la 1.3 del 2019 – a prima vista sembrano identiche). Arriva semi assemblata, in pratica bisogna saldare solo i due conenttori coassiali. Prendetevi del tempo per capire se votele usare quelli oppure metterne di altri, magari orientati a 90° e girati in modo da avere le due antenne una rivolta verso l’alto e l’altra verso il basso (così da aumentare la separazione). Le due antenne, e quindi i due moduli radio montati sulla scheda, lavorano uno per la ricezione e l’altro per la trasmissione. Questa scheda, infatti, è in grado di servire entrambi i timeslot DMR contemporaneamente, il TS1 e il TS2 (molto interessante).

Il progetto, le cui caratteristiche principali sono le seguenti, è open-source e open-hardware (click qui per accedere alla documentazione):

• revisione 1.3: ha due ADF7021 (i chip delle radio) a bordo e permette per il funzionamento duplex con due time slot su DMR;
• microcontrollore ARM a 32-bit;
• supporta DMR, P-25, D-Star e System Fusion;
• LED per mostrare lo stato (Tx, Rx, PTT, modo operativo);
• 10 mW di potenza RF;
• connettore e form-factor per Raspberry Pi;
• firmware pre-caricato ed è facilmente aggiornabile via software;
• opera in VHF e UHF in simplex o duplex;
• supporta DMR time slot 1 e 2 .

E’ possibile dotarlo di diplay OLED (non so ancora se lo farò, l’intenzione è quella di usarla “remotamente”) sul quale appariranno informazioni su quello che è in corso in quel momento. Ci sono degli appositi pin riservati per la comunicazione verso il display, quindi potremo metterlo o meno, sarà solo una questione di impostazioni se poi usarlo o no. In alternativa è possibile compralo già completo per qualche euro in più (click qui o sull’immagine).

Per il funzionamento richiede la connessione ad un Raspberry Pi (io utilizzo la versione 3B, attualmente) dal quale prende anche l’alimentazione. In alternativa si può usarla tramite USB, ma bisogna fare qualche passaggio in più a livello di programmazione/impostazioni. Perciò consiglio di abbinarla direttamente al Raspberry Pi mediante il connettore a pettine dedicato. Su questa va installato del software apposito, Pi-Star, ma ne parleremo nel prossimo articolo.

Lo si può trovare anche in Amazon con spedizione rapida (Prime), anche se ovviamente il costo è un po’ più alto: fare click qui o sull’immagine per link diretto al prodotto. Ve lo segnalo così evitiamo dubbi del tipo “sarà lo stesso?”, hi!

Detto ciò, capito di cosa parliamo, innanzi tutto rispondo alla prima domanda che tutti si fanno: funziona? Sì, funziona, bene e ve lo farò vedere. L’ho testato con il mio TYT MD-390 e non ho avuto alcun problema.

Sicuramente la seconda domanda è quella relativa a “sì, bene, ma che ci faccio?”. E qui per rispondere ci vorrà un po’ di tempo, perché gli utilizzi sono veramente tanti, soprattutto se si riesce a capire bene come funzionano i vari protocolli radio.
L’utilizzo classico è come hotspot, cioè gateway Internet – radio per collegarsi a ripetitori digitali non presenti nella propria zona. Ma può anche essere utilizzato per QSO punto-punto, è sufficiente impiegarne due, collegarli alla rete Internet e in pochissimo tempo si avrà una linea “dedicata” del tipo radio-hotspot-Internet-hotspot-radio. In pratica si instrada il traffico radio attraverso la rete Internet e dall’altra parte si esce nuovamente in radio (mi viene in mente il paragone con i telefoni cordless che abbiamo in casa).

Quindi nell’attesa della prossima “puntata”, dove vi parlerò di come muovere i primi passi per mettere in servizio il sistema, procuratevi tutto il necessario:

• MMDVM_HS_Dual Revision 1.3 da Aliexpress, senza display, o nella versione con display;
• MMDVM_HS_Dual Revision 1.3 da Amazon (con display);
• Raspbery Pi 3B+ da Amazon;
• scheda microSD (>= 8GB) da Amazon;
• alimentatore 5V 3A per Raspberry Pi da Amazon.

To be continued, stay tuned 😉

73 de IZ0ABD Francesco

Videocorso di Arduino

Si parla spesso di Arduino tra Radioamatori (e non). Alcuni mi hanno scritto, soprattutto dopo la pubblicazione di un articolo sull’utilizzo di timer, chiedendomi di realizzare una serie di lezioni su questo sistema.

Ci ho pensato un po’, dico la verità, ma ho deciso di accettare la sfida e lo faccio gratuitamente pubblicando in YouTube una serie di video lezioni (che col tempo aumenteranno sempre di più). Le trovate qui di seguito (non vi dimenticate di iscrivervi al canale e di abilitare le notifiche) sottoforma di playlist.

Sto anche preparando un altro video corso, questa volta di livello un po’ più avanzato, sull’utilizzo di Arduino, WiFi, Raspberry Pi e tutto ciò che serve per realizzare sistemi di Internet Of Things (IoT). Quindi se questo o qualche altro argomento ti interessa e/o non è ancora stato trattato puoi farmelo sapere facendo click qui, si aprirà un form con il quale potrai avanzare la tua richiesta.

Buona visione de IZ0ABD Francesco.

Simulazione di filtri con LTspice

Per un mio progetto aziendale ho realizzato dei circuiti in cui devono essere presenti dei filtri RF. In particolare uno di questi è un filtro passabasso (LPF) con frequenza di taglio tale da ottenere una sinusoide a partire da un’onda quadra a 10 MHz. Per la simulazione ho utilizzato il software LTspice, un simulatore spice-like gratuito che si può scaricare dal sito di Analog Devices (click qui).

Questo strumento permette di simulare diverse tipologie di circuit, sia analogici che digitali che mixed signal. Simulare è molto importante, al di là delle difficoltà che può comportare, perché permette di velocizzare molto il processo di progettazione e anche quello di apprendimento. Non è da sottovalutare, infatti, l’aspetto prettamente educativo che può rivestire lo studio di un circuito attraverso il simulatore.

Le caratteristiche che doveva avere il filtro in oggetto sono:

• ridotto numero di componenti (compatto e basso costo);
• forte attenuazione (>60 dB) già dalla terza armonica (in ingresso ci sarà un segnale digitale);
• banda passante di 10 MHz;
• low power (applicazione di segnale e non di potenza).

Dalla teoria di Fourier sappiamo che un segnale digitale, o meglio un’onda quadra, può essere scomposto in una infinità di componenti multiple dispari dell’armonica fondamentale. Sul perché non ci siano quelle pari e sul perché l’ampiezza di quelle dispari vari secondo la funzione sinc(x) vi invito a leggervi qualche articolo sullo sviluppo in serie di Fourier (fare click qui per un esempio).

Detto questo vi mostro ciò che ho fatto e ottenuto. Qui di seguito vi riporto lo schema elettrico del filtro così come deve essere disegnato nel simulatore circuitale.

Si tratta di un semplice filtro LPF di tipo LC costituito da C1, L1+L2, C3 e da un filtro NOTCH costituito da C2 e L3. In figura vedete riportati tutti i valori dei componenti (ricordo che il progetto è per una frequenza di taglio di 10 MHz). R1, così come R2, è un resistore da 50 Ohm: la loro presenza permette di silulare il sistema come giustamente terminato su 50 Ohm. Ciò determinerà che la funzione di trasferimento (al simulatore, non nella realtà), o in altre parole l’insertion loss – perdita di inserzione / passaggio – sarà di 6 dB. Questo accade perché si crea un partitore resistivo e la tensione di uscita (su R2) sarà pari a metà di quella di ingresso, quindi -6 dB. Nella realtà R1 fa parte della sorgente di segnale e R2 è il nostro carico. Quindi se la sorgente darà 1 Vpp, avremo 1 Vpp sul carico (ovviamente sotto cut-off, ovvero la frequenza di taglio).

Il parametro C1, indicato con {C1} nei componenti C1 e C4, mi è servito per vedere come varia la risposta in frequenza al variare di questa capacità (da 270 pF a 390 pF).

Il risultato della simulazione è visibile qui di seguito (fare click sull’immagine per ingrandirla).

Sull’asse delle ascisse troviamo la frequenza, in ordinata a sinistra l’ampiezza relativa e sulla destra la variazione di fase. A 30 MHz si vede notevole l’effetto del NOTCH: questo virtualmente eliminerà la terza armonica, quella più intensa.
Anche l’armonica a 50 MHz verrà fortemente attenuata, in teoria di 70 dB. Ma essendo questa già meno intensa di quella a 30 MHz, in pratica sarà quasi assente così come le altre di ordine superiore. Il risultato è mostrato qui di seguito: in rosso il segnale digitale, in verde quello di uscita.

Notate poi una serie di curve di colore diverso, in ordine dal verde chiaro a verde scuro. Queste sono le varie simulazioni con le capacità variabili di cui sopra. Per capire quale valore di capacità è più adatto, oltre a vedere l’attenuazione a 30 MHz, dovremo valutare l’impatto di questa alla frequenza di 10 MHz. Per questo facciamo riferimento alle due immagini che seguono.

Tra tutte le varie curve, quella che sembra dare il risultato migliore a 10 MHz è quella rossa: si ottiene per un valore di 310 pF.

Alla frequenza di 30 MHz, invece l’attenuazione più forte si ha con la curva verde scuro (390 pF).

In entrambi i casi i valori delle risposte sono estremamente simili, qualche decimo di dB non fa molta differenza. Personalmente quindi opterei per ottimizzare la risposta a 10 MHz. Non essendo 310 pF un valore standard, mi trovo costretto ad optare per 330 pF (la curca celeste) in quanto questo valore di capacità è facilmente reperibile.

Chiudo qui questo articolo, vi lascio qui di seguito il file per LTspice con il quale potrete replicare le mie simulazioni (rinominatelo in .zip, ho dovuto metterlo come .pdf altrimenti non potevo caricarlo).

lpf-10mhzDownload

Potrete anche utilizzarlo come base di partenza per ottenere altri filtri per altre frequenze.

Buon diverimento de IZ0ABD.