Malachite SDR

El nombre malaquita (malachite o malahit) refiere a varias cosas, es un personaje de historieta, es un tipo de piedra semipreciosa que es bonita visualmente pero que también tiene propiedades curativas y de sanación energética (cosa en la que no creo demasiado, pero uno nunca sabe) y es un diseño muy novedoso de receptor basado en técnicas SDR.

No es una apuesta muy difícil suponer que me voy a referir a lo último, simplemente observando que en los últimos años no he dedicado mucho espacio en el blog para geología ni temas esotéricos.

El diseño es una placa, basada en el procesador ARM STM32H743VIT6 el cual tiene capacidad DSP basado en la arquitectura  ARM Cortex-M7 con un  MCU con 2M de memoria flash Flash, 1M RAM, y un CPU de 400 MHz CPU. El diseño completo fue desarrollado por Georgy (RX9CIM) junto a otros. 

Ellos comercializan la placa y el firmware que se requiere para que la misma funcione. Como receptor promete tener cobertura entre 500 KHz y 1 GHz en pasos de 160 KHz, soporta los modos WFM, NFM, LSB, USB y AM. Su consumo es de solo 300 mA por lo que puede operar con un banco de recarga celular de 10A/h casi 30 horas (!!). El formato es una placa de circuito impreso, con mayormente montaje superficial sobre el que se le superpone un visor color de 5" aproximadamente, la suma de ambos dá la altura total que es de perfil bajo. Tiene dos controles, ambos con encoders paso a paso, uno para sintonía y otro multipropósito. 

No se trata de un kit, la placa viene armada y es completamente funcional, se le conecta una fuente de 5V mediante un conector USB-C y una antena mediante un conector SMA y se está en carrera para usarlo. De acuerdo a que versión se compre y donde viene con mas accesorios o menos. En el que yo compré no traía incorporada una batería LiPo, pero la placa tiene el circuito de carga por lo que agregándosela es posible cargarla desde la conexión USB. Si traía una antena telescópica plegable. Me gustaría detenerme en una serie de cuestiones a ésta altura que no son aparentes ni cuentan con información suficientemente clara como para evitar cometer errores, como los que varios que cometí.

Mi primer contacto con la placa fue a travez del vlog de Paul (OM0ET) quien le dedicó un par de entradas a comentar la placa, sus bondades y su configuración; la primera impresión es deslumbrante. 

Encontré rápidamente que hay al menos dos formas de comprarla, una es directamente desde Georgy (al correo cuyo link está antes) y otra es a traves de los portales chinos usuales. La diferencia de precio es muy notoria, a favor de los chinos. En el caso de los chinos es por su parte posible adquirirlas a varios costos, pero la diferencia termina siendo sobre si viene con su gabinete o solo la placa, o si viene con batería o no. En general no es fácil remitir cosas de China con batería por regulaciones de transporte. 

En mi caso terminé comprando la placa solamente, la que llegó sin novedades en tiempos razonablemente cortos.

Con la ansiedad propia de probarlo rápidamente lo conecté inmediatamente y fui encontrando algunas características extrañas a las que al principio no presté mucha atención pero con el tiempo se fueron acumulando. Contrario a lo que se menciona en varios lados no hay un proceso alambicado de inicialización donde hay que hacer intervenir a Georgy para que arranque; teóricamente en el primer encendido la placa solo muestra una "clave" la que hay que mandar a Georgy y a vuelta de correo remitirá otra "clave" que una vez ingresada activa el firmware. Nada de eso, conecté, encendió y anduvo sin ese proceso. ¡Que suerte! ... me dije....

Como primer paso, casi inmediatamente luego de encenderla y ver que en general andaba, mas allá de particularidades que investigaría después, le hice una caja con la printer 3D (ver fotos). Hay varios diseños en The Thingiverse (link) por lo que no llevó mucho tiempo. La caja que elegí tiene espacio de sobra para el parlante y una batería en el futuro, aunque por ahora lo utilizo con un parlante externo.

Ya con la caja y pudiendo manipularla con mas comodidad que una placa cuyo peso era menor que el conector de antena que tenía conectado (y por lo tanto muy inestable) por lo que era muy posible que cualquier movimiento quebrara el conector de antena,  empecé a probar su funcionamiento.

Fui, progresivamente, detectando varias cosas "raras" o al menos inesperadas. El receptor como tal funciona razonablemente bien en frecuencias de HF, en AM y en FM comercial, recibe razonablemente bandas de aficionados. Las funciones principales SDR funcionan sin problemas y el espectrograma que es parte integral de la interfaz de interacción anda muy bien. 

Sin embargo es difícil sintonizar, es difícil seleccionar el paso correcto y si bien se termina haciendo requiere un esfuerzo poco natural para lograrlo. Primer chubasco, el panel no es capacitivo, es resistivo (mucho mas barato y menos sensible).

Al tratar de configurar las funciones encuentro que las opciones de configuración son muchas menos que las que veo en los foros o en las demos, una tercera parte aproximadamente. Y ni noticias del resto.

Muchas de las principales funciones SDR sencillamente no están disponibles en mi placa.

El CAT funciona, o debería decir "en la versión correcta funciona", muy similar al transceiver mcHF, si uno alimenta el receptor desde la PC (para lo cual el puerto USB alcanza y sobra para alimentar) el receptor es reconocido al mismo tiempo como un puerto serie y como una placa de sonido. El puerto serie debería recibir los comandos de un Kenwood TS840 y la placa de sonido puede usarse para integrar el receptor con programas de modos digitales o de trabajo SDR (como SDRSharp por ejemplo) pues provee tanto una interfaz de audio como una de trama I/Q. Si bien los puertos son reconocidos en la PC los mismos no responden, nada de eso funciona.

Al mismo tiempo la cobertura de frecuencia está muy limitada, la frecuencia máxima es 200 MHz en lugar de mas de 1 GHz.

Ahi comencé realmente a bucear en distintos foros, hay uno muy completo en Facebook con muchos usuarios y donde ocasionalmente contesta el autor del firmware Georgy (link), se consiguen manuales (la placa viene sin ninguna documentación), pero éstos confirman que lo que la placa ofrece no se corresponde con lo que debería.

Al poco tiempo de investigar con cierto detalle empieza a emerger el patrón de la situación real. La placa china es realizada con componentes de menor calidad que la original de origen ruso, hay múltiples reportes al respecto. Esa menor calidad se traduce en temas como el display resistivo vs. capacitivo y en algunos efectos técnicos que capaz que hasta son sutiles excepto para usos mas especializados. Los reportes son mezclados y varían desde gente que dice que no le encuentran diferencia hasta gente que dice que le encuentra mucha, no tengo una placa rusa para comparar pero cuando logro sintonizar una estación la escucho bien en comparación tanto a los receptores usuales de la estación como a la placa Si4732 sobre la que comenté recientemente.

Pero el principal problema, por lejos, es el firmware. Las versiones que se compran en China tienen una versión que algunos califican con elegancia como "demo" (otros dicen que son "truchas" directamente) pero que en todo caso tienen una fracción de la funcionalidad original. Esas placas, en apariencia encuentro buceando en distintos hilos de comentarios, se clonaron sin mucho respeto por los derechos de autor de Georgy y sus camaradas, por lo que tampoco es que se puede recurrir a ellos de ninguna forma para obtener ayuda. Los portales chinos, por supuesto, ignoran cualquier pregunta o reclamo como hacen habitualmente cuando hay problemas.

Afortunadamente hay solución para todo esto, Georgy  acepta proveer el firmware original, el que supone habilitar el potencial completo de la placa pero, obviamente, espera obtener dinero por la licencia. USD 55.- para ser precisos. Ese costo hace que comprar la placa en el portal chino, mas la menor calidad que se obtiene, mas las molestias del ida y vuelta sea mal negocio realmente.

La actualización es similar a como se indica para la versión original, se le carga el nuevo firmware, al encender ofrece una clave, se le envía a Georgy (previo pago) y éste remite la palabra mágica que abre las puertas del cielo, bueno, al menos hace que todas las funciones aparezcan.

En un intercambio de correo con Georgy me contestó rápido y fue muy amable, asi que se nota que el costo de la licencia lo compensan por el hecho que no le hayamos comprado la placa a el. No "hard feelings" e bolshoi paka-paka tovarich Pedro..

Los reportes dicen que una vez que se hace la actualización del firmware por el "original" todas las funciones aparecen y que no hay problemas en hacer eso en la placa "no original" de China. Advierten, eso si, que una vez que se empieza con el proceso no se puede volver para atrás. "Living la vida loca" diría Ricky Martin, y aún lo hice como para compartir como me fue.

Mientras tanto, y ya aterrizado cual es el problema y como se arregla, volví con otra perspectiva a la placa que tengo para usarla. Y realmente anda bien, a pesar de sus limitaciones. Los videos que adjunto muestran breves ejemplos de recepción en distintos modos. La performance general no es mala, pero deja un sabor extraño cuando se va desde una expectativa alta a una mas baja. Quizás si no hubiera desarrollado las expectativas estaría mas conforme, de hecho el receptor es mucho mas potente y versátil que el referido basado en el Si4732.

A todo esto si bien ambos son "receptores de tecnología SDR" de propósito general para el rango de HF-VHF difieren en casi tantos puntos como tienen similitudes. El diseño de Si4732 está basado en un chip receptor de propósito general (el Si4732 justamente) al cual el procesador de la placa se usa para comandar sus distintas funciones, mas allá de alguna función que se le pueda agregar mediante "parches" de firmware (como la recepción de SSB por ejemplo) lo que hace el receptor es lo que hace el chip, y el firmware solo se usa para comandarlo. Es por eso que se puede manejar con un controlador Arduino Nano relativamente pequeño. El chip llega a VHF porque soporta la banda de broadcasting de FM comercial, y es plausible que se lo pueda usar en banda de aviación también, pero no es realmente útil para la banda de VHF de 144 o 220 MHz, y de hecho los parches para que reciba NBFM (FM de banda angosta) no transmiten la impresión que ande particularmente bien en éste modo. La interfaz de usuario es, también, bastante rudimentaria pues consiste en un visor LCD (u OLED) pequeño, mayormente alfanumérico.

Por su parte el Malachite SDR es una placa de procesamiento digital en todo su derecho, la recepción se hace con técnicas SDR y si bien tiene etapas de conversión de frecuencia su operación está dado por el firmware que se le cargue. Por eso un firmware "demo" como el que tiene mi placa, activa solo unas pocas funciones pero cambiandoselo se transforma en un receptor mucho mas potente. La interfaz es mucho mas rica pues, dificultades del panel resistivo al margen, es mas intuitivo operar con un espectrograma amplio donde uno ve las señales y que acepta comandos tanto táctiles como por los encoders. Desde el punto de vista de recepción diría que es mejor que el Si4732, mas sensible es mi impresión, aunque no hice ningún tipo de medición que soporte o desmienta la impresión.

En resumen, es experimentación y es divertido, me permitió agregar un equipo interesante a mi estación y un recurso portátil que parece eficaz, por lo que pese a las dificultades creo que vale la pena. Cuando tenga la oportunidad de cargarle el firmware adecuado podré completar la evaluación, pero no me siento defraudado, no completamente al menos.