WSPR e QRSS, il Raspberry PI diventa un radiofaro programmabile

Il Raspberry PI programmato come generatore di radiofrequenza viene utilizzato ormai per diverse applicazioni radioamatoriali. Ispirandosi ai progetti dell'olandese Guido Ten Dolle PE1NNZ relativi ai radiofari amatoriali a bassissima potenza della rete WSPR (un sistema digitale di machine-to-machine communication molto usato per studiare la propagazione e stabilire record di trasmissione a lunga distanza) il radioamatore italiano Mauro Bernardetto, IK1QVW, ha adattato il codice che trasforma un "PI" in un oscillatore fino a 250 MHz, per pilotare col Raspberry un radiofaro per la banda dei 30 metri. In questo caso invece del sistema WSPR la modulazione è in telegrafia lenta (QRSS), con una semplice rampa e l'identificativo in FSK.

Sul gruppo di discussione dei "Knightsqrss", Mauro descrive il codice C messo a disposizione dei colleghi come un divisore frazionario che genera la frequenza desiderata (o una approssimazione del suo valore) sull'uscita GPIO del Raspberry. Lo "stadio finale" è un semplice buffer MC74AC540 con quattro porte collegate in parallelo, direttamente connesso all'antenna, un dipolo per 30 metri, per mezzo di un condensatore da 10 nF. Mauro avverte che il setup è lungi dall'essere ottimale, ma funziona. Mancano l'adattamento di impendenza e soprattutto un filtro passabasso che "addolcirebbe" le ripide pareti del segnale a scalini generato dal Raspberry. Come si può vedere dall'immagine generata dal radiofaro di Mauro, che trasmette da Albenga, la purezza spettrale non è perfetta, ma Raspberry si rivela perfettamente adatto allo scopo. La potenza con il buffer è di 100 milliwatt, ma in teoria ci si può accontentare dell'uscita dal GPIO a 10 milliwatt, un livello che incredibilmente permette al sistema WSPR di arrivare a distanze transoceaniche.

Il codice per il momento mi sembra disponibile solo attraverso la lista Knightsqrss, mentre i sorgenti di Guido PE1NNZ sono su Github (a sua volta Guido ha modificato il progetto WsprryPI di Dan Ankers MD1CLV). Mauro invita però a scrivere per informazioni all'indirizzo che trovate sulla sua pagina dedicati ai "modi lenti", dove è conservata anche una sua dettagliata presentazione.

WSPR sussurri di autocostruzione

Nella comunità radioamatoriale è sempre più diffuso l'interesse nei confronti del sistema di trasmissione digitale a bassissima potenza WSPR (pronunciato "whisper"), una modulazione numerica a banda stretta inventata addirittura da un premio Nobel per la fisica, K1JT, Joe Taylor. Si tratta di una modalità di ricetrasmissione non sorvegliata, basata su software, utilizzata da un network di stazioni-faro che offrono l'opportunità di studiare l'andamento della propagazione. La gamma di frequenze più comuneè quella dei 30 metri, intorno ai 10.140 kHz. Ieri ho letto con grande interesse l'intervento di Paolo Cravero, grande esperto di telegrafia lentissima (QRSS), sul suo blog a proposito di un accorgimento per la trasmissione WSPR "senza computer". In sostituzione del setup classico costituito da un computer con il programma di Joe Taylor e della sua scheda audio collegata a un trasmettitore, Paolo sta studiando il modo di servirsi di un player MP3 che rimandi in loop continuo, verso il trasmettitore l'audio della banda base del segnale WSPR preregistrato. Grazie a questa idea sarebbe possibile realizzare radiofari amatoriali del tutto autonomi, che non necessitano di controllo a microprocessore o di computer più evoluti. WSPR tuttavia è una modalità che richiede dei livelli di sincronia abbastanza elevati, mentre i player mp3 introducono degli inevitabili ritardi nella riproduzione audio in loop, quindi Paolo sta studiando come confezionare la registrazione, quanti intervalli di latenza inserire o rimuovere, con lo scopo di ottenere un loop capace di funzionare abbastanza a lungo (prima di far perdere la sincronia al software di ricezione).
Paolo afferma di aver avuto questa idea stimolato dalla lettura di SoldersmokeBlog, il diario di un radioamatore americano di stanza a Roma (credo che sia in diplomazia), Bill Meara N2CQR. Bill ha creato un'autentica piazza virtuale per autocostruttori della radio con i suoi siti che comprendono lo spazio dedicato ai progetti, Gadgeteer, il già citato blog SolderSmoke, un negozio online di merchandising in tema (magliette, mugs, cappelli) e un archivio di podcast che hanno per protagonisti Bill e numerosi ospiti che discutono di elettronica radioamatoriale e argomenti vari (ci sono già più di cento episodi). In un recente post Bill parla di un bellissimo progetto per un ricetrasmettitore modulare WSPR quarzato sui 30 metri messo a punto da un altro radioamatore americano, Gene Marcus W3PM. Il progetto del WSPR Transceiver di Gene si trova in questo documento pdf molto dettagliato. Sull'ultima edizione del podcast di Soldersmoke si parla anche di un altro approccio alla codifica WSPR, basata in questo caso sui microcontroller della famiglia Arduino. Non conoscete Arduino? E' un progetto di microntrollori open source davvero affascinante. Il progetto WSPR di cui parla Bill utilizza un clone di Arduino chiamato iDuino, la cui descrizione (con tanto di shop online) si trova qui. Magari su questo argomento ci torniamo un'altra volta.