Un lugarcito caliente para DMR en LU7DID

Y finalmente llegó la placa MMDVM clone para instalar un "lugarcito caliente" (hotspot en inglés) de DMR. En una entrada anterior compartía mis primeros pasos en el mundo de DMR (Digital Mobile Radio), sorprendido en cierta forma por la curva de aprendizaje a pesar de conocer la tecnología básica por haber trabajado profesionalmente en redes TETRA (Motorola) hace ya un tiempo atrás (circa 20 años atrás).
Del uso fui aprendiendo por un lado cual es la mejor forma de configurar el handy Bauofeng DM-5R mediante un codeplug y por el otro los límites que tengo en el sistema en la configuración que tiene la red DMR en Argentina (ver figura).
Básicamente tengo dos formas de integrarme a la red, en UHF a través de la repetidora digital del Avellaneda Radio Club (LU7EO) al cual puedo abrir en forma consistente a pesar de la modesta distancia que me separa con la antena Yagui o en VHF entrando en el repetidor de Marcelo (LU8EB), el cual está ubicado un poco mas cerca y puedo abrirlo con la antena 5/8 en la torre. En ninguno de los casos puedo operarlo directamente con el handy, por lo que a diferencia de como utilizo las repetidoras analógicas de la zona sur (mayormente LU3DY 147.12+) para las cuales basta poner el handy donde esté en la casa para seguir la actividad.

Es ahi donde entra a jugar un "hotspot", que es un dispositivo que opera como un repetidor local en miniatura, se lo accede por radio en UHF (mi modelo, que es uno de los mas simples y económicos) y a traves de una conexión con Internet establecida mediante WiFi se integra a la red DMR que se le configure. Esa vendría a ser la principal razón para pensar en poner un hotspot; la otra, que no me motivó ni explore significativamente por ahora, es la posibilidad de trabajar en otras redes.De esa forma solo basta instalarlo en algún lugar de la casa que tenga buena visibilidad radioeléctrica tanto de la cobertura WiFi como del handy. La potencia que utiliza el hotspot es muy baja, del orden de 10 mW por lo que apriori aparecería como para brindar un servicio doméstico, sin embargo en un par de pruebas rápidas dentro de la manzana puedo activarlo con razonable confiabilidad. Hacer funcionar el hotspot no es un proceso trivial, sobre todo si uno empieza desde cero. Afortunadamente hay bastante material en Internet al respecto y un intenso, y muy productivo, intercambio de información y configuraciones que ayuda mucho cuando hay dificultades. Aún así es importante entender que algunos pasos no son evidentes ni triviales y preguntar puede ahorrar horas de frustración a prueba y error.
La puesta en marcha tiene varias pasos, a saber, puesta en marcha del hardware, instalación del software PiStar creado por Andy (MW0MWZ), configuración del hotspot mismo (local), configuración en el server DMR, modificación del codeplug del equipo que lo use y (finalmente) actualización del firmware del hotspot de ser necesario así como ajustes menores al ambiente Linux en el que corre.

Puesta en marcha del hardware

El primer paso depende muchísimo de cual es la placa específica de hotspot que se está usando; hay un número importante de modelos disponibles con diferente grado de compatibilidad entre ellos. La que yo adquirí es una placa MMDVM clone de origen chino. En lo profundo de lo barato, como para que quede claro. La placa es similar a la que está en la primer foto de ésta entrada. Es la placa misma, que consiste en un HAT (sombrero) para placa Raspberry Pi, el conector SMD de antena, la antena y dos peines de pines para la placa Raspberry. La placa MMDVM tiene el peine hembra, por lo que la placa Raspberry tiene que tener pines macho. No se que tenía en la cabeza el proveedor chino pero solo venía peine para una hilera y me pareció mecánicamente frágil pues queda un tanto "en voladizo". Asi que puse dos hileras de 5 pines en cada extremo. La soldadura de los pines y del conector SMD es razonablemente fácil siempre que se tomen las precauciones para tratar éste tipo de placas respecto a la estática, la potencia del soldador, la bondad de la soldadura, etc.
No hay mucha forma de probarlo hasta que se completan los pasos siguientes, pero al menos con la placa MMDVM puesto sobre la placa Raspberry hay toda una fantasía multicolor de los LEDs de la placa MMDVM que indica que "algo está haciendo", ahhh, y ausencia de humo, lo que es siempre importante.

Instalación del software PiStar

El firmware del hotspot es una distribución de Linux (Raspbian) sumamente recortada y ya configurada para funcionar sin necesidad de estar ni configurando el Linux mismo. El firmware se baja como una imagen (link) tal como habitualmente se lo hace con el Raspbian. Bajado el archivo hay que "flashearlo" sobre una tarjeta SD de al menos 8 GBytes. Para hacerlo yo utilizo Balena Etcher en mi Mac, pero puede usarse la versión de Windows o Linux de ese software también. En el caso de Windows también se puede usar Win32DiskImager. Todos ellos son equivalentes, no hay un notoriamente mejor que el otro, y su propósito es grabar la imagen del sistema operativo en la tarjeta SD.
Una vez finalizado hay una facilidad (link) que permite generar una configuración de la red WiFi que será útil. Los detalles están muy bien explicados en el excelente video de Hernán (LU7EHR) (link)en castellano o en éstos otros (link) o (link). Todos los videos, con matices, cuentan el proceso completo de configuración y no solo la instalación del PiStar. Es importante el paso de copiar el archivo wpa_supplicant.conf (configuración de conectividad wireless en Linux) al directorio boot de la tarjeta, pues es lo que permitirá luego al arrancar la placa Raspberry el que ésta tenga conectividad.

Configuración del Hotspot mismo

La tarjeta SD se coloca en la placa Raspberry, en mi caso utilicé una Raspberry Pi Zero W, la que por tamaño es muy apropiada. Puede usarse una Raspberry Pi 3, 3+, 4 (supongo, no lo probé) pero creo que es excesivo. Por alguna razón la configuración que usé no respondía al nombre "pi-star.local" por mas que estaba en la red, tuve que buscar con el programa nmap una dirección IP que no correspondiera a nada conocido e ingresar a ella (usuario: pi-star, password: raspberry). Uno siempre descubre que tiene mas cosas en la red que las que pensaba cuando hace ésto, así que puede haber un par de direcciones que no responden al intento de conexión. Cuando se puede entrar en la placa se lo debe intentar por una página web, suponiendo que la dirección asignada fuese 192.168.0.166 habría que acceder a la URL http://192.168.0.166  y cuando pida usuario y password indicar pi-star y raspberry respectivamente.
Alli se procede a configurar al hotspot propiamente dicho, seguir las indicaciones del video ya referenciado de Hernán (LU7EHR) que explica cosa por cosa con bastante detalle.
Dos aspectos que son un poco confusos y vale la pena aclarar. El DMR Id del hotspot es propio y diferente del que uno tenga configurado en el equipo DMR, y a diferencia de éste no hay que tramitarlo especialmente, básicamente se utiliza el que uno tenga asignado y se le agregan dígitos.  La red funciona en forma similar (conceptualmente) a como lo hace la red IP, uno obtiene "autorización" por su raiz pero se hace responsable de la gestión de todos los números que le sigan. Por ejemplo, mi DMR Id tramitado (equivalente a mi señal distintiva, y a los efectos prácticos lo es en DMR) es 7220292 , entonces arbitrariamente asigno a mi hotspot por ejemplo 722029201 y así lo configuro, la primera vez que se lo use exitosamente quedará registrado en "My Hotspot" en la página http://brandmeister.network que es la que en mi caso uso de DMR server (aconsejo hacer lo mismo, al menos inicialmente).
El segundo aspecto a considerar es que uno tiene que indicar un "servidor" de entrada, y al buscar "BM_....." con Argentina en la indicación no lo encuentra, bueno, hay que usar cualquier otro, a mi me funcionó bien el correspondiente a Chile, Brasil o Panamá.
Finalmente, hay que establecer una frecuencia en la que acceder al hotspot, en mi caso en la banda de UHF. Hay que tener cuidado que lo que ofrezca como default esté habilitado por nuestra reglamentación y que no esté en sub-banda de satélite.
Al finalizar la configuración habrá que configurar el handy, o el equipo en particular, mediante el codeplug para que permita operar con el hotspot.

Modificación del codeplug

El "codeplug" es un archivo de configuración que editado y cargado con las herramientas apropiadas en el equipo base o el handy permite definir en el mismo los recursos de la red, tanto propios como de otros. Esto es necesario porque en DMR la red se gestiona en base a los "servicios" representados por un DMRId, y éste puede ser uno mismo, una repetidora (duplex o simplex), uno hotspot, talking groups o individuos. Uno podría usar el recurso que quisiera, simplemente tipear el DMR Id correspondiente, en que frecuencia usarlo, que slot, que color y tantos otros parámetros necesarios. Pero no es práctico. Es mas amable tener todo lo que que uno va a usar en términos de red definido en el "codeplug" y cargado en el equipo para seleccionarlo cuando se lo vaya a usar. Típicamente estarán definidos los access points mas comunes (repetidoras simplex, duplex o hotspots), las estaciones que uno puede a querer llamar con cierta frecuencia en forma "privada" (directamente) o los talking groups (TG) que uno quiera participar o al menos monitorear.
La edición del codeplug se hace con un programa específico de cada base y los principales pasos pueden seguirse, para el caso del Baofeng DM-5R que me ocupa hacia la segunda mitad del video ya referenciado (link).

Verificación y ajustes menores

Con los pasos anteriores el hotspot debería estar completamente configurado para funcionar correctamente y el equipo para utilizarlo; de hecho en los distintos pasos de configuración se van haciendo pruebas para asegurar que lo que se va haciendo está correcto.
En el video de Hernán (LU7EHR) se agrega hacia el final un paso muy importante que en general observo no se le dá mucha importancia, y es asegurarse que el firmware está con la configuración mas reciente, vale la pena ver esa parte e implementarla.

Al mismo tiempo el hotspot queda configurado como un Linux embebido en nuestra red WiFi, por lo que si uno, como es mi caso, tiene otras máquinas funcionando y un esquema de red quizás convenga adaptarlo parcialmente para que armonice en esa red. Por ejemplo, asignarle una IP fija en la red, introducirle rutinas de mantenimiento, poner logs que controlen al procesador (temperatura, tensión, espacio en disco, uso de CPU, etc), quizás cambiarle el nombre (el default es PiStar pero en mi red las máquinas Rasbpberry tienen nombres de estrella de cielos del Sur, por lo que resulta renombrada como Theta-Crux o tcrux. Y alguna otra modificación menor. La imagen de PiStar representa un esfuerzo honesto de su autor para hacerlo lo mas masivo posible y que pueda ser desplegado prácticamente sin conocimientos de Linux, o con conocimientos mínimos. Debido a eso una vez desplegado lo más rápido posible se traslada al administrador a una aplicación basada en una página Web donde se configura el hotspot desde el punto de vista DMR. Desde éste punto de vista todo lo que es concebible de hacerse puede hacerse. Pero entrando al Linux con una terminal ssh la historia es otra, es un ambiente extremadamente restringido, con una configuración limitada y con prácticamente ningún paquete habitual disponible o incluso sin permisos para ejecutar cosas muy triviales (como un ping a otra máquina por ejemplo). En lineas generales nada es necesario para poder hacer andar el hotspot, y una Raspberry Pi Zero no tiene tantos recursos sobrantes como para andar compartiéndolos en otras actividades distribuidas de la red. Pero, no pudiendo con el genio, la terminé haciendo parecida a otras máquinas en cuanto a perfil de paquetes disponibles, a tener el software MPI de procesamiento distribuido, a ser parte de las rutinas de backup y restore y otras.
A pesar de todo lo hecho, sigo sintiéndome como con una cucharita parado enfrente del océano, lo cual es muy divertido por cierto.