domingo, 14 de abril de 2019

Baliza WSPR de 28 MHz usando filtro pasabajos de QRPLabs

Hace algún tiempo compré por correo un kit de filtro pasabajos para 10 metros (28 MHz) en QRPLabs. La idea entonces era hacer una baliza WSPR basado en un Arduino Nano, para lo que éste kit es un "sombrero" (hat).
Como era de esperarse cuando llegó, y luego de una muy desagradable cola de casi 7 horas (¡7 horas!) en el centro de distribución internacional del Correo Argentino en la calle Estonia (CABA) me hice de el, lo guardé prolijamente en la caja de "proyectos futuros" y allí durmió una siesta de varios meses, como  muchos otros proyectos donde las realidades del tiempo disponible se juntan con las buenas (y a veces no tan buenas) ideas para proyectos de construcción.
En el medio empecé, y desde hace varios meses estoy trabajando, con desarrollos de bajas señales (WSPR, FT8, etc.) sobre la plataforma Raspberry Pi mayormente usando el modelo 3B, algunas entradas recientes dan cuenta de esos proyectos y otras futuras continuarán haciéndolo; ese proyecto fue una aspiradora de tiempo libre y ningún otro proyecto avanzó mientras me dediqué a el.
En general las balizas, que gracias a la flexibilidad de una plataforma Linux, pueden implementarse fácilmente en varios "idiomas" (WSPR, FT8, CW, RTTY, PSK31 e incluso SSTV) está funcionando en forma estable en WSPR y FT8 desde hace varios meses. Simultáneamente con ese desarrollo integré a mi "cluster" de máquinas una Raspberry Pi Zero y una Raspberry Pi Zero W para evaluarlas y entenderlas un poco mejor, la principal diferencia entre ellas es que la primera no tiene WiFi ni Bluetooth incorporado mientras que la segunda si. 
La conclusión que saqué de ambas placas es que si bien la Raspberry Pi Zero es mas económica en la práctica termina saliendo mas cara al tener que comprarle un "dongle" WiFi o un adaptador Ethernet porque no se puede usar "headless" (sin monitor ni teclado ni mouse); carece de sentido práctico, al menos para mi, tener que usar un teclado, un monitor y un hub USB para poder operarla en forma permanente. La Raspberry Pi Zero W (la W es por "wireless"), en cambio, una vez configurada se puede "tirar" en cualquier lado donde tenga señal WiFi y operarla "headless" desde otra máquina. Ambas máquinas son bastante limitadas en cuanto a potencia de procesamiento, operan con una CPU de un (1) núcleo, comparado con la Raspberry Pi Modelo 3 que opera con cuatro (4) núcleos. Esta última es bastante potente por cierto, y se puede usar hasta incluso como una "desktop" de uso (muy) liviano, cosa que claramente la versión Zero no le dá. 
En las mediciones que deja reflejado en el log puedo ver que la baliza ocupa aproximadamente un 15% de CPU promedio en una Raspberry Pi Modelo 3 en el pico de procesamiento (cuando emite) o sea que en una Rapberry Pi Zero debería ocupar 4 veces mas (la cuenta no es tan lineal, solo es una aproximación), o sea un 60% de CPU en el peor caso; lo que es razonable para una placa dedicada que no hace otra cosa. No es razonable emitir constantemente, por mas que no sea una placa de "monitor" (que reciba y reporte lo que escuche, además de emitir) no es conveniente saturar la frecuencia y para eso la cadencia de emisión es cada unos 10 minutos aproximadamente, en realidad transmite cada 5 ciclos WSPR (2 minutos cada uno) pero a continuación de la baliza WSPR emite durante dos minutos 4 frames FT8 (15 segundos de emisión y 15 segundos de escucha, alternadamente durante 2 minutos), pasados los cuales la baliza esté en reposo durante 6 minutos.
La baliza es muy sencilla de construir, una Raspberry Pi Zero W y un filtro pasabajos para 10 metros, ambos muy pequeños, lo suficiente para volver a utilizar la cajita metálica de pastillas "Altoids" como gabinete. Buena oportunidad para usar el kit de QRPLabs para lo que en definitiva era su uso original, solo que con otra configuración de proyecto. El kit es muy sencillo pero muy bien armado (la placa sobre todo) y los materiales de muy buena calidad; creo que vale la pena comprarlo por mas que sea muy sencillo de armar con piezas sueltas. El manual tiene los componentes para todas las bandas de HF, lo que es interesante para tener registrado porque es un circuito útil para casi cualquier proyecto que implique emitir RF.
El software para la baliza es el mismo que vengo usando en 14 MHz, solo que mínimamente configurado para la nueva frecuencia. A diferencia de la baliza de 14 MHz esta sale nativa desde el puerto GPIO a la antena con la mínima aislación de un capacitor en serie para evitar cortocircuitos desagradables y el filtro pasa bajos; eso es unos 10 mW de potencia de RF, que ya he probado en 20 metros que es mas que suficiente para alcances regionales (hasta 5000 Km) y ocasionalmente DX a mas distancias (10000 a 12000 Km); creo que 10 metros mostrará aperturas de esporádica E (continuamente reportadas en WSPR en Europa) y ocasionalmente en el punto mas bajo del ciclo solar en propagación ionosférica por capa F1/F2.
Lindo proyecto para una tarde de otoño, seguramente tendré que dedicarle horas para ponerla en un régimen estable, y posiblemente le encuentre un hogar fuera de mi shack una vez que esté estable para evitar interacciones con la otra baliza.





1 comentario:

  1. me gusto el post, y llegue aqui por que estoy tratando e armar una baliza de emergencia xD

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