RaspberryPi WSPR Node: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ฉันต้องการสร้างเครื่องส่งสัญญาณ WSPRnet (Weak Signal Propegation Reporter) เพื่อให้เท้าของฉันเปียกในเกม WSPRnet และเริ่มเห็นว่าฉันสามารถส่งสัญญาณบีคอนได้ไกลแค่ไหน ฉันมีอุปกรณ์บางตัววางอยู่รอบๆ และตัดสินใจว่าฉันจะสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วร่วมกันเพื่อสำรวจวิทยาศาสตร์ จากนั้นจึงขยายความรู้พื้นฐานที่ฉันจะได้รับจากโครงการนี้ เพื่อสร้างสิ่งที่มีประสิทธิภาพหรือน่าสนใจขึ้นเล็กน้อย

เสบียง

ส่วนประกอบหลัก:

• พาวเวอร์ซัพพลายแบบตั้งโต๊ะ
• Raspberry Pi (รุ่นใดก็ได้น่าจะใช้ได้ แต่ฉันมี Raspberry Pi 3 รุ่น B v1.2 อยู่ในมือ)
• การ์ด SD
• เขียงหั่นขนม

ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ:

• ตัวเก็บประจุ (?F)
• ตัวต้านทาน

ซอฟต์แวร์:

• Wspry Pi
• RaspiOS Lite

ขั้นตอนที่ 1: Flash OS ไปยังการ์ด SD

Balena Etcher เป็นเครื่องมือข้ามแพลตฟอร์มที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเขียนระบบปฏิบัติการไปยังการ์ด SD และไดรฟ์ USB เพียงโหลดรูปภาพ เลือกการ์ด SD แล้วคลิก

ขั้นตอนที่ 2: เตรียม WsprryPi

ก่อนถอดการ์ด SD ออกจากคอมพิวเตอร์ อย่าลืมเพิ่มไฟล์ลงในรูทของโฟลเดอร์บูตในการ์ด SD ชื่อ ssh นี่ควรเป็นไฟล์เปล่า แต่เปิดใช้งานเซิร์ฟเวอร์ SSH บน Raspberry Pi เพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อกับไฟล์แบบไม่มีส่วนหัว เมื่อคุณเข้าสู่ระบบแล้ว คุณสามารถใช้ raspi-config เพื่อเปิดใช้งาน wifi หรือเปลี่ยนขนาดการแยกหน่วยความจำได้ (หัวขาดไม่จำเป็นต้องใช้ RAM วิดีโอมากนัก)

sudo raspi-config

อย่าลืมอัปเดตและติดตั้งแพ็คเกจที่จำเป็น

sudo apt-get update && sudo apt-get ติดตั้ง git

เมื่อคุณกำหนดค่าเริ่มต้นเสร็จแล้ว เราสามารถดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ที่จำเป็นได้

โคลน git

ย้ายไปยังไดเร็กทอรี

cd WspryPi

มีไลบรารีหายไปจากไฟล์ใดไฟล์หนึ่งในที่เก็บ คุณจะต้องรวม sysmacro ในรายการรวมที่ด้านบนของ./WsprryPi/mailbox.c แก้ไขไฟล์นี้และในส่วนสุดท้ายรวมถึงที่ระบุว่า:

#รวม

#รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม "กล่องจดหมาย.h" เพิ่มการรวมเพื่อให้มันพูดว่า

#รวม

#รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม #รวม "กล่องจดหมาย.h"

เมื่อเสร็จแล้ว คุณสามารถสร้างและติดตั้งโค้ดได้

ทำ && sudo ทำการติดตั้ง

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบ WspryPi

พิน 7 และ 9 บนส่วนหัว GPIO ของ Raspberry Pi คือตำแหน่งที่สัญญาณออก พิน 9 คือพินกราวด์ และพิน 7 คือพินสัญญาณ

เมื่อเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปแล้ว WsprryPi ก็ถูกเรียกใช้ด้วยความถี่ในการทดสอบ:

sudo wspr --test-tone 780e3

นี่เป็นการบอกให้ซอฟต์แวร์ส่งเสียงทดสอบบนพินเหล่านั้นด้วยความถี่ 780 kHz เท่าที่ดูจากการจับจากออสซิลโลสโคปมันปิดไปแค่ประมาณ 6 Hz แค่นั้นก็เพียงพอแล้ว

ขั้นตอนที่ 4: ข้อมูลที่จำเป็น

เพื่อที่จะใช้ WSPRnet ได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณจะต้องสามารถตอบคำถามสองสามข้อได้

• คุณคือใคร? (สัญญาณเรียก)
• คุณอยู่ที่ไหน? (ที่ตั้ง)
• คุณเป็นอย่างไร? (ความถี่)

เพื่อความกระจ่าง การส่งสัญญาณความถี่เหล่านี้ต้องมีใบอนุญาตเพื่อดำเนินการกับวงดนตรีสมัครเล่น คุณควรได้รับหมายเรียกเมื่อได้รับบัตรผ่านจาก FCC ในการทดสอบวิทยุสมัครเล่น หากคุณไม่มีสิ่งเหล่านี้ โปรดรับก่อนดำเนินการต่อ

ตำแหน่งอยู่ตรงไปข้างหน้าเล็กน้อย ไม่จำเป็นต้องทำการทดสอบ! ค้นหาตำแหน่งของคุณบนแผนที่นี้ และเพียงแค่วางเมาส์ไว้เพื่อดูตำแหน่งกริด 6 หลัก (ฉันเชื่อว่าจำเป็นต้องมีเพียง 4 เท่านั้น(?))

www.voacap.com/qth.html

สุดท้าย คุณต้องกำหนดความถี่ที่คุณต้องการใช้สำหรับการดำเนินการ WSPR นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากการเลือกเสาอากาศจะกำหนดระยะการแพร่กระจายของสัญญาณอย่างมาก แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือ Raspberry Pi ใช้ GPIO เพื่อสร้างสัญญาณ ซึ่งหมายความว่าเอาต์พุตเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม สิ่งที่เราต้องการคือไซนัส เราจะต้องสร้าง LPF (Low Pass Filter) เพื่อทำให้รูปสี่เหลี่ยมเรียบขึ้นเป็นไซนูซอยด์ที่ใช้งานได้

ขั้นตอนที่ 5: การออกแบบตัวกรอง

WSPR ได้กำหนดความถี่ที่จัดสรรให้กับคลื่นความถี่วิทยุสมัครเล่นหลายวง แถบดังต่อไปนี้ในตารางที่แนบมา.

ตัวเลขเหล่านี้จะมีความสำคัญต่อการเลือกเสาอากาศและการออกแบบ LPF สำหรับโครงการนี้ เราจะรักษาการออกแบบตัวกรองให้เรียบง่าย และใช้ RC LPF ลำดับที่ 1 (ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านเครือข่ายตัวต้านทาน-ตัวเก็บประจุ) สิ่งนี้ทำให้กระบวนการตรงไปตรงมามาก เนื่องจากสมการสำหรับการออกแบบ RC LPF คือ:

F_c = 1/(2 * pi * R * C)

หากเราจัดเรียงใหม่เล็กน้อย เราก็สามารถใช้ความถี่ในการออกแบบตัวกรองของเราได้:

R * C = 1/(2 * pi * F_C)

เราสามารถสมมติได้ว่าโหลด (เสาอากาศ) จะเป็น 50 โอห์ม ดังนั้นถ้าเราอัดตัวเลขนั้นลงในสมการและแก้หา C:

C = 1/(100 * pi * F_c)

ขั้นตอนที่ 6: ต่อการออกแบบตัวกรอง

โปรดจำไว้ว่าตัวเลขเหล่านี้เป็นตัวเลขทางคณิตศาสตร์ และไม่น่าจะเป็นไปได้ด้วยองค์ประกอบจริง แต่เป็นแนวทางที่ดีในการใช้เพื่ออ้างอิงอย่างรวดเร็วว่าคุณต้องการขนาดใด

ขั้นตอนที่ 7: WSPR Away

เพียงต่อสายไฟเพื่อทำหน้าที่เป็นเสาอากาศไดโพล คุณก็พร้อมแล้วที่จะร่วมสนุกกับ WSPR ฉันใช้ 20m ดังนั้นนี่คืออินพุตเชลล์ที่ฉันใช้ส่งสัญญาณบีคอน:

sudo wspr -s -r KG5OYS DM65 33 20m

เพลิดเพลิน!