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BeagleBrick : l’iPad du radioamateur

Un copain me faisait remarqué que j’avais oublié la BeagleBrick (http://www NULL.rarcpio NULL.net/beaglebrick/main NULL.html) dans mon dernier article sur les Raspberry Pi, BeagleBoard et consorts (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2012/03/15/beagleboard-raspberry-pi-et-autres-pc-embarques-pour-les-radioamateurs/). Non je ne l’avais pas oublié, mais je trouvais l’article déjà assez long (apparemment les lecteurs du blog préfère les articles courts) et surtout la BeagleBrick n’est pas quelque chose de “fini” actuellement.

Concept BeagleBrickKC4NYK a fait un beau boulot il est vrai de produire une image disque (une distribution) regroupant tous les logiciels d’intérêt radioamateur pour la BeagleBoard. Je pense toutefois qu’il a sous-estimé l’ampleur de la tâche car 90% de ces éléments logiciels sont en version beta voire alpha et les maintenir à jour (et fonctionnels tous en même temps) doit être très difficile. La dernière mise à jour date du 22 septembre 2009.

De plus, si matériellement le concept paraît simple (on met dans le même package une BeagleBoard, une platine SDR type SoftRock et un écran LCD), faire fonctionner l’ensemble correctement pour pouvoir le produire en série n’est pas chose simple! Un PC (même du type embarqué) rayonne énormément de HF, l’écran aussi. Passer du concept de “tout intégré” à la réalité semble plus difficile à faire qu’à dire.

Aussi voici quelques autre points de détails qui me gène dans l’analyse fait par l’OM dans sa présentation. A noter qu’ils sont récurrents chez les défenseurs de la radio-logicielle (SDR). Il compare une radio “commerciale” disons à 1000$ au concept de BeagleBrick qui coûterait moins de 300$, mais :

  • Il n’intégre pas le prix d’un écran et d’un périphérique de saisie (clavier, écran tactile…) dans le coût. On pourrait évaluer ce coût supplémentaire à 100$.
  • Il compare une radio sortant 100W et une platine QRP limitée à 1W. Or l’étage de puissance et quasiment ce qui coûte le plus cher même si on le prévoit pour une bande unique. Cela rajoute donc un surcoût de 200$.
  • Les émetteurs-récepteurs type SoftRock sont souvent monobandes ou du moins limités. La solution est généralement trouvée sous forme de modules enfichables (pas très pratique ni fiable) ou avec un système comme la MoBo 4.3 (http://sites NULL.google NULL.com/site/lofturj/mobo4_3) qui a un coût loin d’être négligeable.
  • Du point de vue performances, les circuits audio intégrés à la BeagleBoard sont loin d’être de qualité suffisante. Les vrais adeptes de la SDR le savent bien, si on veut pourvoir profiter des qualités intrinsèques du concept de la conversion I/Q il faut un excellent convertisseur ADC. Ils sont toutefois suffisant pour générer un signal pour faire de l’AFSK avec un transceiver traditionnel, ou pour faire de la réception SDR occasionnelle.
  • Il y a l’éternelle question des latences inhérentes au SDR utilisant des micro-ordinateurs polyvalents plutôt que de DSP dédiés. C’est un long débat, mais sachez que faire de la CW à haute vitesse (en concours par exemple) avec une radio type FlexRadio même haut de gamme n’est pas du goût de tout le monde.

Enfin, je ne voudrais pas paraître de dénigrer le travail de KC4NYK et il a eu le mérite d’aborder le sujet et d’essayer. Tout ce que je voudrais dire, c’est que les transceivers HF “traditionnels”, qui l’air de rien sont tous des SDR aujourd’hui (le signal est généré ou démodulé numériquement par un DSP) ont encore de beaux jours devant eux. C’est vrai qu’on dispose maintenant de circuits “grands publics” plutôt performants pour un coût parfois dérisoire. Ils sont tout de même loin des performances des circuits spécialisés pour un coût comparable.

A ce propos, et comme point de comparaison, Elecraft vient d’annoncer la disponibilité de sa carte P3SVGA (http://www NULL.elecraft NULL.com/P3/p3 NULL.htm#svga) qui est en fait un module d’extension du Panadapter P3. Cette carte augmente les performances du P3 pour lui permettre d’afficher sur un écran externe de résolution 1920x1080p. Elle est proposée à 260$.

Bitx – 17 : et maintenant JT65

J’ai continué mes petits essais pour vérifier que tout fonctionnait bien avec Fldigi (http://www NULL.w1hkj NULL.com/) (en PSK31) et JT65-HF (http://sourceforge NULL.net/projects/jt65-hf/files/). Je compte aussi essayer PSKMail (http://www NULL.pskmail NULL.org/) mais le serveur le plus proche est en Australie et ça risque de rendre difficile une utilisation réelle en situation d’urgence.

Premier appel avec 2W (pour une meilleure linéarité) sur 14,070 MHz et réponse immédiate de YC8AHH. Ok c’est du local pour moi mais en début d’après-midi il ne faut pas rêver faire mieux. Les signaux étaient forts sur mon OCF-Dipole et ça m’a permis de valider que le Bitx gérait bien cette situation aussi. De plus, il y a 95% de chances que ce soit la situation qui prévaudra en cas de besoin : contact avec une station proche (Indonésie, Philippines, Thaïlande, Chine, Inde, Japon…) et transmission d’emails pour rassurer les familles. QSO très courtois (comme toujours avec les YB) et validation des objectifs.

Station entendues en JT65 par XV4Y (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2011/07/pskreporter NULL.jpg)Un peu plus tard vers 19h (heure locale), je profite que le petit dort et le plus grand regarde la télé pour faire un essai rapide en JT65. Le but c’était de vérifier que le logiciel tournait et qu’il recevait quelque chose. J’ai été vite fixé : 4 stations étaient entendues dont LU8EX situé à mon antipode ou presque (16000km environ). J’essaye de répondre en hésitant un peu car c’est mon premier QSO avec ce mode et tout se déroule sans anicroche aucune! On échange même nos conditions de trafic : 2W et un OCF-Dipole pour moi et 25W et une Yagi 3 élément pour lui. J’ai du attendre plus d’un an pour réussir un QSO avec l’Argentine en BLU et ça a été du sport, mais là JT65 rend les choses presque dégoûtantes de facilité. J’ai enchaîné avec quelques QSO avec des stations proches qui m’appelait et ensuite c’était l’heure de lire une histoire à Paul…

Deux essais concluants, et en particulier pour LU8EX d’une part je n’étais pas sur la verticale mais sur l’OCF-Dipole qui est bien plus basse, et je pense même que la puissance transmise était inférieure à 1W… JT65 est très performant, certes, mais le Bitx s’avère une fois de plus une architecture bien née! Un dernier mot sur les “modes digitaux” : c’est sympa de faire un QSO avec un équipement qu’on a réalisé soit même et d’essayer de nouveaux modes, mais franchement, rester assis devant l’écran à voir les indicatifs défiler ne me branche plus trop…

BitX – 16 : Essais en WSPR

Ca fait un petit moment que j’avais entrepris de modifier mon Bitx20 version 3 pour l’utiliser sur les modes numériques. La principale raison étant qu’avec 5W en SSB il y a peu de choses à faire ici autour, et que la même puissance en PSK31 est suffisante pour faire de bons DX. Une autre raison c’est qu’en situation d’urgence, une station Bitx et micro-ordinateur portable peut-être facilement installée et alimentée sur un onduleur sans même nécessiter le groupe électrogène. Les modes numériques permettent facilement de mettre en place des système de transmission de messages à caractère d’urgence (type NBEMS) (http://www NULL.arrl NULL.org/nbems) et sont plus adaptés pour envoyer des numéros de téléphone, adresses e-mail, etc qui peuvent être utile pour rassurer les familles au cas où un gros typhon viendrait nous isoler du reste de la planète.

A part disposer d’un VFO stable (merci le Si570) pas de besoins particuliers aux modes numériques par rapport à la BLU. Les seules modifications nécessaires étaient :

  • L’ajout d’un atténuateur sur la partie BF réception car le niveau était trop haut pour l’entrée micro du Dell Mini 9. Afin de pouvoir continuer à utiliser le Bitx en écoute, l’atténuateur est commutable.
  • L’ajout d’un potentiomètre de “gain micro” pour régler finement le niveau de modulation.
  • L’ajout d’un système de commutation émission/réception de type VOX pour remplacer la PTT du micro et ne pas nécessiter d’interface particulière avec le PC. Pour ce dernier circuit je me suis inspiré d’un schéma de KH6TY (http://qrz NULL.com/db/kh6ty) publié dans QST en 2009.

En fait tout était fait depuis plusieurs mois et fonctionnait plutôt bien en réception. Par contre en émission j’étais confronté à un problème de ronflette et de sons indésirables. Rien d’insurmontable, mais le temps libre à y consacrer étant mince, les choses avançait lentement.

Premier problème : mauvaise isolation entre canaux droite et gauche de la carte son du Mini9. Je ne sais pas exactement l’origine du problème en fait. Toujours est-il que je voulais utiliser le canal droit pour envoyer un son constant afin de déclencher le VOX et transmettre le signal BF utile sur le canal gauche. Ca fonctionnait, mais je me retrouvais avec un signal 1000Hz sur ma BF… La solution a été de faire déclencher le VOX sur le signal utile. Ca élimine la possibilité d’utiliser la CW audio, mais finalement d’autres modes sont peut-être aussi pratiques.

Deuxième problème : ronflette présente sur la BF transmise. Là c’était du à une erreur de ma part. J’ai voulu réutiliser une platine potentiomètre déjà présente dans le boîtier du lecteur VCD qui héberge mon transceiver (initialement les potentiomètre de micro pour le karaoké). L’erreur c’est que l’autre potentiomètre est utilisé pour piloter la varicap du filtre BF à MAX293 (http://capheda NULL.wordpress NULL.com/2010/06/10/kit-bitx-–-15-filtre-bf-avec-max293/) et que les deux potentiomètres partagent une masse commune! J’aurai pu essayer de découpler, de mettre des inductances, etc… mais le mieux c’était de mettre un potar indépendant pour le gain micro.

Session courte WSPR avec le Bitx20 (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2011/07/wspr_bitx NULL.jpg)Maintenant tout fonctionne bien, et hier j’ai pu faire mes premiers vrais essais avec WSPR sur 20 mètres. Bien qu’il ait été un peu tôt dans la soirée pour une bonne propagation, les 3W que je faisais cracher au BitX m’ont permis d’être entendu en Norvège, Finland et Australie. Par contre en réception je n’ai été capable d’entendre que des stations australiennes. Peut-être que quelques réglages patients sont nécessaires pour optimiser les performances du Bitx, mais le principal soucis venait du PC portable qui a planté 3 fois sous Windows XP. Après la webcam et la batterie qui ont rendu l’âme c’est le disque SSD qui fait des erreurs et crash la machine, les hauts-parleurs déconnent aussi. Conclusion : pour les situation d’urgence ne comptez pas sur Dell!

La prochaine étape c’est de faire des essais avec Fldigi en PSK31 et aussi en JT65 que je n’ai pas encore eu l’occasion d’essayer.

Nouvelles en passant

Ante-scriptum : Je rappelle que je n’ai plus accès à Facebook. Si vous lisez ce message sur Facebook c’est juste que ce dernier copie sans vergogne mon blog WordPress sans en préciser l’origine. Pour me répondre, donc : http://capheda.wordpress.con/

Dernièrement je n’ai pas eu beaucoup de temps pour la radio : nouvel an (bonne année du chat!), vacances scolaires pour Paul et travail. En plus la propagation est exécrable ces derniers jours. Je suis tout de même content d’avoir contacté Bruno de FH4VOS (http://qrz NULL.com/db/fh4vos) à Mayotte (http://fr NULL.wikipedia NULL.org/wiki/Mayotte), nouvelle entité DXCC pour moi. Mayotte est une petite île considérée comme rare parmi les DXer. Le QSO était plutôt sympa, alors je suis doublement content.

J’avais aussi quelques montages en cours depuis plusieurs semaines que j’ai fini.

Emetteur VHF WFM basse puissance (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2011/02/100_2973 NULL.jpg)Le premier c’est un petit émetteur VHF sur la bande broadcast (88-108MHz en WFM). Ce montage ne va pas changer la face du monde mais c’est une petite satisfaction personnelle.
Pour la première fois je n’ai pas suivi un montage existant mais je me suis inspiré de plusieurs montages très vagues présents sur internet pour la partie BF et oscillateur (dont celui-ci (http://www NULL.reconnsworld NULL.com/transmit/fm_trasm NULL.gif)), et d’un montage à base de BF199 publié dans le recueil de 1993 Spécial 20 ans du RCNEG pour la partie PA. Pas de raison particulière à cela, juste qu’aucun montage ne me satisfait totalement et que je voulais faire avec les composants que j’avais sous la main. J’ai donc joué avec les valeurs de composants et les différentes possibilités de montage. Rien de compliqué ni de critique dans ce montage, c’est donc un bon moyen pour essayer différentes choses.
Ca a été un peu dur d’avoir à la fois stabilité, démarrage å coup sûr de l’oscillateur et puissance suffisante en sortie. En plus, sans autre appareil de mesure qu’un récepteur et une sonde RF pas prévue pour les VHF, ça n’était pas évident de savoir si le montage tournait et sur quelle fréquence!
Finalement ça marche ok. La puissance doit être de quelques 100-200mW, pas énorme mais suffisante pour traverser deux planchers en béton armé. Le but c’est de faire un “interphone bébé” pour pouvoir surveiller Gilles quand il dormira en haut avec Paul.
J’ai aussi acheter une petite radio FM pour la partie réception. Pour 150.000đ (6€) on trouve tous les modèles petits ou gros qui reçoivent FM, Grandes ondes (VLF) en AM, Moyennes ondes (MW), et les Ondes courtes en AM de 3 à 21MHz! Le poste dispose d’une alimentation sur piles ou secteur, et le vendeur me l’a annoncé comme très sensible. C’est vrai qu’il est très sensible, c’est même une passoire accouplée à une moulinette! A 1km de la maison on a un émetteur de broadcast FM puissant, et celui-ci se retrouve sur quasiment toute la bande! Dur de retrouver ses petits dans ces conditions… Va encore falloir jouer du fer à souder.

Carte fille audio TX et RX du Bitx (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2011/02/100_2972 NULL.jpg)Le deuxième circuit est en fait une modification du BitX pour opérer en modes numériques(PSK31, etc). Pas de grands changements, mais ajout d’un VOX (selon un montage de KH6TY publié dans QST) et quelques modifications du circuit micro. J’en ai aussi profité pour ajouter un étage préamplificateur avant le MAX293 du circuit BF comme le préconisait F6BQU. Pas le jour et la nuit, mais un peu moins de bruit généré par le MAX293.
Plusieurs raisons à la motif pour le PSK. D’abord, 4W c’est juste pour la SSB dans le coin car il n’y a pas grand monde et je n’ai pas le temps de modifier les amplis que j’ai sous la main pour lui faire sortir 50W. De plus, le compresseur à SSM2167 que j’ai monté ne fonctionne pas. Je pense que j’ai grillé le circuit intégré en inversant le brochage du 78L05 (précipitation coûteuse) : il a pas du aimer les 8V. Analog Device ne fournissant qu’un circuit en échantillon, on passe à autre chose. Derniere raison, en portable ou en dépannage (pensons catastrophe naturelle) avec le Dell Mini9 et un doublet ça peut être une bonne station “basse puissance” facile à mettre en oeuvre.
Le “petit truc” c’est que j’ai mis le VOX sur le canal droit de la sortie son du PC et l’entrée BF pour le TX sur le canal gauche. Les logiciels comme Fldigi (http://www NULL.w1hkj NULL.com/Fldigi NULL.html) peuvent envoyer un ton continu sur la voie droite et donc activer la PTT séparément du signal utile. Pour les autres logiciels, ça fonctionne aussi nickel.

Dernière chose, avant nouvel ont été inauguré une demi-douzaine de ponts plus ou moins importants autour de chez nous qui vont grandement faciliter la circulation voire pour certains modifier la physionomie de certaines régions. Le grand pont à côté de chez nous (le pont de Cái Răng) a été ouvert “techniquement” une demi-journée mais pas mal de finitions sont encore à faire.

SoftRock RXTX Ensemble – 3 : DSP Radio

SoftRock RXTX Ensemble avec DSP Radio et fl-digi sous Mac OS X (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2010/07/dspradio NULL.jpg)

Premiers essais de réception et émission avec le SoftRock

J’ai fait mes premiers essais de réception et d’émission avec succès, d’abord sur charge fictive, puis sur l’antenne. Tout fonctionne comme prévu, la sensibilité est bonne (mais sans mesure je n’en dirais pas plus) et la puissance émise d’un peu moins d’un Watt. Pas de signe de fréquence image tant en réception qu’en émission avec les réglages par défaut.

Ayant eu quelques problèmes avec les premiers essais faits à partir du Dell Mini9 de Hạnh sous OS X, j’ai piqué le PC de la comptable pour y installer Rocky. J’ai donc pu vérifier que le SoftRock par lui-même fonctionnait bien. Ensuite j’ai tout installé sur l’iMac et là j’ai utilisé DSP Radio de Sebastian DL2SDR (http://homepage NULL.mac NULL.com/smrozek/Sebastian_Mrozek/Download NULL.html) (super indicatif, non ?). Aucun problème, bonne réjection de l’image en réception. Pour continuer mes tests j’avais besoin de quelque chose pour générer un signal BF, et fl-digi (http://www NULL.w1hkj NULL.com/Fldigi NULL.html) était tout indiqué pour ça. Il fonctionne sous OS X, Linux et Windows, avec un panel de modes et de matériels supportés très très large.

Faire communiquer les deux ensemble demande bien entendu un troisième logiciel, l’équivalent de VAC (Virtual Audio Cable) sous Windows. Sous Mac OS X, deux possibilités : Jack OS X (http://www NULL.jackosx NULL.com/) ou Soundflower (http://code NULL.google NULL.com/p/soundflower/). Le premier est très très puissant, très souple, mais pas le plus simple à mettre en place. C’est finalement avec le deuxième que j’ai eu le plus de succès. DSP Radio ne pouvant spécifier qu’un seul périphérique audio pour les entrées et pour les sorties, il faut donc faire un “aggregate device” rassemblant SoundFlower et les entrées/sorties intégrées de l’iMac.

J’ai donc décoder quelques signaux BPSK31, CW et j’ai aussi vu beaucoup de modulations intéressantes mais dont j’ai été incapable de trouver le nom du mode. Pas mal d’eau a coulé sous les ponts depuis la dernière fois que je me suis intéressé aux modes numériques et j’avoue que je suis dépassé. Tout cela demande de l’expérience et du temps. MAJ : L’auteur de fldigi a fait une superbe page sur laquelle sont décrits tous les modes (http://www NULL.w1hkj NULL.com/FldigiHelp-3 NULL.20/Modes/index NULL.htm) avec visualisation du waterfall correspondant, un must!

J’ai discuté de tout cela avec Sebastian DL2SDR en lui posant quelques questions sur le paramètrage de son logiciel. Juste au retour du week-end celui-ci m’informe qu’il vient de compiler une nouvelle version de  son logiciel intégrant déjà quelques modifications intéressantes comme le contrôle du Si570 intégré et la possibilité de varier la vitesse de défilement du waterfall pour faire de la QRSS! La version 1.2.0 devrait donc bientôt être disponible au téléchargement…

Une autre fonctionnalité qui manque est de pouvoir faire la commutation émission/réception directement depuis fldigi (aujourd’hui il faut le dire à chaque logiciel). Mais ceci est plutôt du ressort de fldigi que de DSP Radio.

J’espère pouvoir intégrer le SoftRock a l’amplificateur linéaire HF (http://capheda NULL.wordpress NULL.com/2010/06/22/sprint-ap-contest-et-ampli-hf-100w-a-2sc2290/) que j’ai récupéré (j’en ai 3 pièces). Il faut que je travaille sur la commutation TX/RX. Le relai doit être commandé en +12V et la commande sur le SoftRock est négative. Avec deux BS170 ça devrait le faire…

Entretemps je vais faire quelques essais en QRSS, réception puis émission avec Spectran. Là, le petit Watt du TX devrait suffire à couvrir une bonne distance.