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Le PFR-3 à la loupe par N2APB et N2CX

PFR-3 assemblé par L2LJ (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/09/BBW_PFR3 NULL.jpg)C’est marrant comme certains coïncidences arrivent. Je suis très content de mon transceiver QRP MTR (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2012/07/23/assemblage-du-mountain-topper-rig-partie-1/), mais comme la disponibilité des kits de KD1JV est limité, je voulais mettre un peu en avant la solution du PFR-3 disponible chez Doug Hendricks KI6DS (http://www NULL.qrpkits NULL.com/pfr3 NULL.html) qui reprend les bonnes idées de la série ATS-3 dans un kit accessible à un plus grand nombre. Quelques jours plus tard, j’avais une discussion avec Jean-Paul F6DDV grand fan lui aussi des travaux de Steve KD1JV et utilisateur d’un PFR-3. Puis dans la foulée, N2APB et N2CX (initiateurs du SDRCube) avaient décidé de faire du PFR-3 la cible de leur podcast hebdomadaire Chat With The Designers (http://dl NULL.dropbox NULL.com/u/43021514/CWTD/TeamspeakChat NULL.html).

Régulièrement, avec “Analyze This!”, l’objet de ce podcast sera de disséquer un équipement ou une architecture afin d’expliquer à tous (débutants ou non) les avantages et inconvénients et les raisons des choix techniques. Eux aussi, comme plusieurs de leurs compères, étant admirateurs des travaux de Steven Weber, ils ont naturellement choisi de parler du PFR-3 et de ses cousins ATS et MTR dans l’émission du 4 septembre (http://dl NULL.dropbox NULL.com/u/43021514/CWTD/Sept%204 NULL.html). Si votre niveau en anglais oral est suffisant, je vous conseille l’écoute régulière de cette émission. Le ton est amical, la diction posée et plutôt facile à comprendre. Dans tous les cas ce sera un bon exercice de langues!

Pour revenir sur le PFR-3, il s’agit d’un transceiver CW portable tri-bande (80, 40 et 20m) avec une consommation minimale (40mA en réception) et un poids contenu, des performances élevées une ergonomie adaptée au conditions du portable. L’émetteur produit 5W sur 12V et dispose d’une boîte d’accord BLT pour antennes symétriques ou asymétriques avec indicateur de ROS à LED (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2012/09/10/indicateur-de-ros-a-led-pour-portable-qrp/) intégré. Le circuit utilise un DDS pour un bruit de phase minimal et un signal très propre en émission. Le tout est piloté par un micro-contrôleur offrant un affichage numérique de la fréquence, un manipulateur électronique à mémoires et d’autres petits raffinement ergonomiques.

Qu’est-ce qui rend le PFR-3 différend des ATS ? En résumé sa simplicité technique pour le débutant et sa disponibilité en kit à un prix très contenu (240 USD). Pour ce faire les composants CMS ont laissé place à des composants traditionnels, les modules enfichables des ATS-3 à une sélection par commutateurs manuels (comme sur le MTR) et le boîtier plus grand permet d’embarquer le circuit d’adaptation d’antenne. Un peu plus gros et plus rustique, mais moins élitiste et tout aussi performant.

Nouveau kits chez K5BCQ : ampli linéaire et panadapter pour le SDR2Go

Kees est vraiment très prolifique et il suffit de ne pas aller sur son site web pour que deux nouveaux kits apparaissent. Je l’ai déjà dit, mais ses produits sont d’excellente facture, utilise des composants de bonne qualité et d’un rapport qualité/prix imbattable à mon avis. La documentation est parfois succincte et ses choix de conception peuvent ne pas convenir à tous les besoins, mais vous choisissez en connaissance de cause.

K5BCQ 20W Amplificateur QRP RD16HHF (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/08/AMPpicture NULL.jpg)Le premier kit (numéro 15 sur la page de Kees (http://www NULL.qsl NULL.net/k/k5bcq/Kits/Kits NULL.html)) est un amplificateur linéaire de 20W à base de RD16HHF1, un peu dans la veine de celui dont je vous parlais il y a quelques jours (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2012/08/20/amplificateur-qrp-hf-universel/). Celui de K5BCQ ne comporte pas d’étage driver et est prévu pour 1W maxi en entrée (parfait derrière un SoftRock Ensemble RXTX). Il intègre un SOX (VOX PTT) prévu pour passer automatiquement en émission en présence d’un signal CW, mais qui devrait marcher aussi en BLU. La place sur le PCB et les composants sont prévus pour ajouter un atténuateur en Pi de 3dB en entrée, et un circuit de feedback (rétroaction) est prévu. Bien que pensé pour fonctionner en classe A/B, l’ampli peut être réglé pour fonctionner en classe C si vous n’opérez qu’en CW (ou tous signaux similaires comme WSPR) et que vous souhaitez réduire la consommation. Ce kit ne comporte pas de filtre passe-bas mais un kit est disponible en Australie et Kees dispose aussi des PCB correspondant pour 10 $US. Détail intéressant, les prix dépendent du radiateur que vous choisirez et vont de 50 $US sans radiateur à 60 $US avec soit un radiateur passif de qualité soit un radiateur ventilé mais plus petit. Le port est 7$ sans radiateur, plus si vous voulez un radiateur car ce dernier est lourd.

Picture by K5BCQ/W8NUE of a SDR2Go with panadapter add-on kit (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/08/MiltsLCD NULL.jpg)Le deuxième kit est une addition au SDR2Go, circuit expérimental permettant de faire fonctionner une platine SDR comme le SoftRock de manière autonome (dans l’esprit du SDRCube (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2011/11/28/bientot-noel-pour-le-sdr-cube/) mais plus pour les bidouilleurs). Cette platine supplémentaire permet d’ajouter un écran LCD matriciel 128×64 et d’en faire un affichage type analyseur de spectre par exemple (panadapter ou waterfall). Le prix exceptionnel de 20 $US va faire que tous les propriétaires actuels de SDR2Go vont se ruer dessus. A noter qu’il vous faut votre propre écran LCD (on en trouve sur eBay pour moins de 20$) et bien entendu une platine SDR2Go qui elle coûte 80$ port inclus.

Au passage Kees informe que la version 2 du kit contrôleur Si570 est un peu passée aux oubliettes. La raison n’est à mon avis pas technique (c’est en fait la même version que celle incluse dans le SDR2Go) mais plutôt “commerciale”. Il existe aujourd’hui beaucoup de kits autour du Si570 et en ajouter un n’aurait aucun intérêt. Le kit existant de K5BCQ offre l’avantage de la compacité, de la simplicité et du faible coût…

A noter que si vous êtes intéressés par ces kits mais que vous ne parlez pas (ou pas bien) anglais, je suis prêt à faire gracieusement l’intermédiaire avec Kees. Par contre il vous faudra disposer tout de même d’un bon niveau technique car je ne pourrais pas assurer le support “bas niveau” en français ne disposant pas moi-même de tous les kits sous la main. J’attends pour ma part de rassembler un peu de QSJ pour lui commander le kit Wattmètre QRP qui est une merveille technique, mais les priorités changent…

Un PC miniature Quad-Core à 129$

Vu sur ArsTechnica (http://arstechnica NULL.com/gadgets/2012/07/korean-company-offers-3-5-inch-quad-core-arm-linux-computer-for-129/), la société coréenne Hardkernel propose sa carte ODROID-X qui vient compléter la famille des Raspberry Pi, BeagleBoard et consorts.

Carte ODROID-X, PC embarqué (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/07/201206301841017729 NULL.jpeg)Visiblement orientée sur le haut du marché, la carte comprend un processeur à quatre coeurs (Samsung Exynos 4 à 1,4 GHz), un processeur graphique quadri-core Mali 400, 1 Go de RAM, 6 ports USB, un port Ethernet, une entrée-sortie audio et un lecteur de carte SDHC. Le processeur étant construit sur l’architecture Cortex A9 d’ARM, il permet de faire tourner Ubuntu et Android.

La carte semble disponible à la vente immédiatement avec une expédition internationale à partir de fin juillet (http://www NULL.hardkernel NULL.com/renewal_2011/products/prdt_info NULL.php?g_code=G133999328931), livraison prévue en 2 semaines par EMS. Le prix de 129$ (plus 30$ de port) est plus élevé que celui d’autres cartes, mais les performances sont à la hausse. A noter la garantie de 4 semaines et l’ensemble de petites notes en bas qui vous font comprendre que l’achat est à vos risques…

Un nouveau PC miniature à 49$

VIA Android PC board (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/05/apc-banana-640x358 NULL.jpg)Vu sur l’excellent site Ars Technica (http://arstechnica NULL.com/gadgets/2012/05/another-tiny-computer-vias-49-apc-offers-android-hdmi-video-out/). La société VIA, très connue pour ses chipsets et microprocesseurs pour micro-ordinateurs et compatibles PC, a annoncé la disponibilité d’un nouveau concurrent du Raspberry Pi et consorts (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2012/03/15/beagleboard-raspberry-pi-et-autres-pc-embarques-pour-les-radioamateurs/). C’est le APC ou Android PC qui embarque un processeur ARM (ARM11, donc compatible Android contrairement au Raspberry Pi), 512Mo de RAM, 2 Go de mémoire Flash, des sorties VGA, HDMI et audio, une entrée audio, un port MicroSD, un port Ethernet et 4 ports USB. La carte vendue nue et annoncée comme au format Neo-ITX consomme entre 4 et 13,5 Watts et est livré avec une version adaptée d’Android 2.3.

AllWiner Android PC USB clé (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2012/05/ea687cbe6b22cba6b63b77472f9c876d NULL.jpeg)L’article parle aussi d’un autre micro PC à 74$ mais mieux équipé avec Wifi et un processeur Cortex A8 à 1,5GHz qui fait tourner Android 4.0 (http://arstechnica NULL.com/gadgets/2012/05/new-74-android-mini-computer-is-slightly-larger-than-a-thumb-drive/). Avec tout cela, il y a du choix et avec un peu de chance ces produits seront réellement disponibles (qui a un Rasbperry Pi entre les mains ?)…

BeagleBoard, Raspberry Pi et autres PC embarqués pour les radioamateurs

L’arrivée du Rapsberry Pi (http://www NULL.raspberrypi NULL.org/) a fait beaucoup parlé de cette famille de PC « embarqués ». Les 10 000 premières unités produites ont été précommandées par au moins 200 000 clients ! Un point sur ce qu’ils sont réellement et leur intérêt pour les radioamateurs me paraît nécessaire.

Raspberry Pi (http://img1 NULL.lesnumeriques NULL.com/news/23/23602/rapsberry-pi-mini-pc-35 NULL.jpg)Nous commencerons par les plus anciens de la famille des BeagleBoard (http://beagleboard NULL.org/), projet totalement ouvert, plus destinés à être des « plateformes de développement » selon leurs auteurs et qui sont appuyés par Texas Instrument cherchant ici à développer l’usage de ses processeurs. L’architecture étant ouverte, un industriel peut ensuite produire une série taillée sur mesure de la plateforme correspondant exactement à ses besoins et réduisant les coûts.

Le Rapsberry Pi est plus un produit pour geeks et se veut vendu en masse. Plus fermé conceptuellement, il offre aussi moins de possibilités pour le concepteur du matériel de bidouiller.
Le dernier de la famille, dont nous ne parlerons pas c’est le Cotton Candy (http://www NULL.fxitech NULL.com/products/) : Un PC au format Clé USB plutôt puissant (il embarque un processeur Cortex A9 et 1 Go de RAM) n’offrant en fait aucune vraie entrée-sortie.

Tout d’abord les caractéristiques.

BeagleBoard-xMBeagleBoard originale

  • 125 $
  • Texas Instrument OMAP3530 à 720 MHz (ARM Cortex A8) = 1200 MIPS
  • Processeur graphique PowerVR SGX530
  • DSP TMS320C64x+ pour vidéo HD ou divers traitement du signal (SDR)
  • 128 Mo RAM, 256 Mo Flash
  • Bus I2C/SPI, GPIO, RS-232, JTAG
  • Connecteur USB et USB-on-the-go, lecteur carte MMC/SD
  • Entrée-sortie audio stéréo
  • Sortie DVI et S-Video
  • OS : Android, Ubuntu, WinCE, RISC OS, Symbian…autres Linux

BeagleBoard-xM (différences avec le BeagleBoard original) :

  • 149 $
  • Texas Instrument OMAP3530 à 1 GHz
  • 512 Mo RAM, pas de Flash intégrée
  • Ethernet 10/100
  • Port caméra
  • Lecteur MicroSD (jusque 4 Go)
  • Sortie HDMI (plus de DVI)

Pandaboard ES

PandaBoard ES

  • 182$
  • Texas Instrument OMAP4460 à 1,2 GHz (ARM Cortex A9 bicoeur)
  • Processeur graphique PowerVR SGX540 à 384 MHz
  • DSP TMS320C64x
  • 1 Go de RAM, pas de Flash intégrée
  • Lecteur carte SD (SDHC jusque 32 Go)
  • Ethernet 10/100, Wifi et Bluetooth
  • Bus I2C/SPI, GPIO, RS-232, JTAG
  • Port caméra, Connecteur DSI pour écran LCD
  • USB et USB-on-the-go
  • Sortie DVI et HDMI
  • OS : Android, Ubuntu et RISC OS

Raspberry Pi

  • 35$
  • Broadcom 2763 à 700 MHz (ARM1176JZF-S)
  • 256 Mo RAM
  • Sortie audio stéréo (pas d’entrée)
  • Ethernet 10/100
  • Bus I2C/SPI, GPIO
  • Connecteur DSI pour écran LCD
  • OS : Debian, Fedora, RISC OS
    (l’architecture ARMv6 n’est pas supportée par Ubuntu ou Android)

En faisant une petite recherche sur le web on se rend vite compte que peu de projets tournant sur ces plateformes ont trait au radioamateurisme. Ceci pour plusieurs raisons.

Tout d’abord une grande partie des applications que nous utilisons (cahier de trafic, cluster, modes numériques…) a besoin d’une interface homme-machine (un écran, un clavier en résumé) et ceci n’est pas inclus dans les produits ci-dessus. Le coût au premier abord paraît faible mais quand on y ajoute un écran on arrive vite à celui d’un PC portable premier prix.

SDR2Go avec UHFSDR

Ensuite, pour faire de ces systèmes un contrôleur de radio type SDR, se présentent rapidement deux écueils. Le premier c’est l’absence d’entrée-sortie à grande vitesse (le plus rapide étant le bus USB) pour accéder directement aux données d’un ADC comme sur le HPSDR. Les Beagleboard embarquent bien une entrée-sortie audio stéréo (soient 2 DAC et 2 ADC) mais les circuits sont de piètre qualité, loin des besoins d’une vrai radio SDR. Le deuxième c’est la difficulté pour programmer le DSP embarqué dans ces systèmes. Contrairement à ce qui existe sur d’autres plateformes dédiées au traitement du signal (comme celles utilisées sur le SDR2Go (http://www NULL.qsl NULL.net/k5bcq/Kits/Kits NULL.html) ou le SDRCube (http://www NULL.sdr-cube NULL.com/)), ici tout est à faire ou presque, et cela rebute pas mal de développeurs (voir le portage de GNU Radio sur Beagleboard (http://www NULL.opensdr NULL.com/node/17)).

Quand on regarde bien, le vrai but de ces produits n’est pas de fournir un système polyvalent mais surtout une plateforme « multimédia » comme le sont les smartphones avec qui ils partagent la plupart des composants micro-processeur en tête. Ok ils disposent d’entrées-sorties supplémentaires pour les adeptes de la bidouille, mais celles dont nous aurions besoin !

Un peu après avoir publié cet article j’ai lu un message sur la liste Knight QRSS qui suggérait que ce type de PC embarqué pourrait être parfait pour servir de Grabber QRSS. C’est une application que je n’avais pas envisagé. Seule la PandaBoard a suffisamment de puissance pour servir de décodeur WSPR par contre. A moins de porter les algorithmes de K1JT sur le DSP, mais c’est une autre paire de manches.

Et Arduino ?

En guise de conclusion, comment ces produits se comparent-ils à un Arduino (http://www NULL.arduino NULL.cc/) ? Tour d’abord en terme de performances brutes l’Arduino est largement derrière. Le processeur de l’ArduinoMega est à 16 MHz, 8ko de SRAM, 256Ko de Flash, pas de DSP, pas de circuits vidéos… rien à voir. C’est vrai qu’un Arduino est aussi puissant qu’un ordinateur familial des années 80, et qu’il peut déjà faire pas mal de choses.

La vraie force de l’Arduino c’est d’automatiser des tâches nécessitant beaucoup d’interactions électriques ou électroniques : commandes des relais (pour une balise, un manipulateur CZ) , capturer des valeurs (fréquencemètre, Wattmètre), piloter un bus I2C. Ecrire un tel code sur un Arduino est très simple et permet de concevoir un matériel autonome, fiable, très simple, consommant peu d’énergie et peu coûteux à produire en série si besoin. L’environnement de développement (IDE) de l’Arduino permet de concevoir un tel code en quelques minutes.

Bien entendu, on peut faire la même chose avec un BeagleBoard dont les entrées-sorties GPIO et I2C sont accessibles par des commandes du shell Linux. Honnêtement, c’est un peu utiliser un marteau-pilon pour enfoncer une punaise, et si on veut faire des choses complexes on va sentir le besoin d’un vrai environnement de développement et d’un langage dédié. De plus dupliquer le circuit sera difficile et coûteux et la complexité du matériel (et du logiciel) augmente le risque de panne.