Da RFSpace il successore del vecchio SDR-IQ: la rivoluzione remota di CLOUD-IQ

La nuova famiglia SDR RFSpace: CloudSDR vs Cloud-IQ.
Tutta la demodulazione è on-board.

RFSpace manda in pensione anticipata il suo glorioso ricevitore "software defined" SDR-IQ (uno dei primi a conversione diretta), a causa della scarsità dei componenti. Al suo posto entrerà in commercio Cloud-IQ, versione leggermente semplificata del nuovo CloudSDR. La trasformazione, rispetto al suo "vetusto" predecessore, ha dell'incredibile. Copertura di frequenza da 0 a 56 MHz, visualizzazione di una finestra di 10 MHz di banda (erano 196 kHz con SDR-IQ!). Acquisizione fino a 1 MHz su disco. Ma soprattutto la caratteristica chiave per la nuova serie Cloud: uno stadio di trattamento del segnale e Web serving che permette a questi ricevitori, anche nella versione semplificata presentata oggi, di collegarsi direttamente a un router Internet, senza la mediazione di un personal computer, ed essere controllato a distanza. Avete capito bene: anche Cloud-IQ effettua la modulazione del segnale digitalizzato IQ e instrada l'audio via Internet, per il divertimento dei DXer e radioamatori armati di un client per l'ascolto remotizzato, un software già disponibile per Windows e per Mac (per quest'ultimo occorre una versione di MacOS recente, la 10.6.8 che ho io non è compatibile), presto anche per Linux. Non solo, una nuova funzione raw-IQ instrada direttamente il segnale IQ, senza demodulazione. Quest'ultima è demandata al pc remoto (non occorre dire che in questo caso la banda Internet disponibile dev'essere elevata). Il segnale non demodulato consente la condivisione compresa tra i 0,5 e i 16 kilosamples al secondo.

Ecco qualche link utile, per scaricare la brochure di presentazione di Cloud-IQ e per prelevare da SourceForge le versioni disponibili di RemoteSDRclient. Una volta installato il software, potrete divertirvi ad ascoltare a distanza puntando il browser sull'aggregatore dei ricevitori RFSpace già online. E vogliamo parlare del prezzo suggerito (negli USA)? 575 dollari.

FunCUBE e chiavette RTL: soluzioni di remotizzazione (anche a bordo di droni!)

Uno dei risvolti più positivi della nuova generazione di dispositivi software defined radio interfacciabili con un computer è la remotizzazione. Grazie a Internet un computer che sta controllando un ricevitore SDR (per esempio attraverso la sua porta USB, ma naturalmente esistono anche ricevitori SDR che si interfacciano direttamente a una rete TCP/IP) può diventare un server accessibili a distanza da un secondo computer (il client). Ci sono ricevitori SDR come il Perseus che includono la remotizzazione nel software che li controlla, ma in genere è possibile costruire una stazione di monitoraggio remota dislocando il server in una località adatta e utilizzando una serie di accorgimenti hardware e software per rendere visibile la stazione attraverso una connessione IP. Sono sempre più numerosi i radioamatori interessati a queste soluzioni di remotizzazione perché sempre più spesso le condizioni ambientali dei luoghi di residenza sono compromesse da ogni sorta di rumore e disturbo: dislocando il ricevitore in un punto raggiunto da Internet è possibile ovviare al problema con un cavo di collegamento virtuale che può essere lungo anche migliaia di chilometri.

Un thread sulla lista di discussione del progetto FunCUBE - la chiavetta USB di fascia alta sviluppata con un occhio particolare alla comunità radioamatoriale satellitare - contiene molti spunti per una remotizzazione di questo dispositivo basata su server "ultraleggeri", come il computer RaspberryPI. Tutto parte da un progetto - oggi sostanzialmente fermo - chiamato Carpcomm, proposto un paio d'anni fa da Timothy Stranex, uno sviluppatore svizzero, nel quadro delle sperimentazione in ambito CubeSat, i picosatelliti amatoriali oggi molto in voga. Carpcomm era un progetto Open Source che puntava a realizzare una rete di postazioni di monitoraggio satellitare capaci di ovviare al grosso problema della limitata visibilità ottica di un satellite in orbita. Per monitorare via radio un satellite bisogna che questo satellite sia visibile sopra l'orizzonte. Disporre di una valida soluzione di remotizzazione significa riuscire a seguire l'orbita di un oggetto nel cielo anche quando il "nostro" cielo locale non offre alcuna finestra utile! Con Carpcomm Stranex aveva realizzato un server gratuito in ambiente Linux che permetteva di realizzare facilmente una rete di postazioni di ascolto distribuite. I dettagli sul funzionamento sono ancora disponibili su un blog (leggi "How to build a satellite receiving station using a Raspberry PI"). Tutto il software che è stato sviluppato, incluso il server CarpSD, è stato depositato da Timothy su Github ed è a disposizione di chi ha la capacità di compilarlo e personalizzarlo.

Dopo che Carpcomm è stato messo in standby, altri hanno sperimentato soluzioni diverse per remotizzare una chiavetta FunCUBE o altri dispositivi SDR USB più economici. Sulla lista FunCUBE un primo suggerimento riguarda l'uso di sistemi client/server di remotizzazione come TightVNC, della famiglia VNC. Oppure di accedere a un server Raspberry con la chiavetta collegata alla porta USB in modalità RPi Desktop attraverso una connessione in terminal X11 con ambienti come Putty o Xming (roba un po' complessa). Gli esperimenti più recenti sono ancora più creativi e si basano sulle possibilità di remotizzare la connessione USB, con la chiavetta SDR connessa a server leggeri come Raspberry o direttamente a un router wireless programmabile del tipo TP-Link WR730R, utilizzando un software di virtualizzazione USB come USB-IP (un altro progetto open source). Mark Jakes per esempio scrivere di essersi procurato per poco prezzo un WR730R su eBay e di averne modificato il firmware con OpenWRT . A quel punto sul router può essere caricato il server USB-IP e il dispositivo SDR collegato al router TP-Link può essere controllato da un client remoto equipaggiato con la versione client di USB-IP o dalla sua versione commerciale (ma in demo free per il controllo di una singola porta) VirtualHere. Se la connessione Internet è di buona qualità il ricevitore SDR connesso alla porta remota appare come se fosse un dispositivo locale a tutti gli effetti. VirtualHere è disponibile anche direttamente su Raspberry.

La società Hak5, che realizza un  versatile router programmabile Linux, il WiFi Pinapple, ha pubblicato un video incredibile in cui si vede un quadricopter radiocontrollato su cui viene montata una chiavetta RTL-SDR connessa a un Pineapple versione WiFi. Sul Pineapple viene fatta girare l'applicazione Linux dump1090 (qui altre informazioni sull'installazione di dump1090 su RPi), la quale consente la decodifica delle informazioni ADB-S. In questo modo Hak5 ha realizzato una postazione ADB-S remota volante in grado di ricevere i segnali ADB in un raggio assai più esteso rispetto a una postazione di ascolto a terra (immagino che la cosa possa valere anche per il monitoraggio delle sonde meteo):

Hak5 vende attraverso il suo shop online diverse soluzioni SDR, inclusa il nuovo frontend a larga banda HackRF di Great Scott Gadgets. Ricordo che HackRF copre da 10 MHz a 6 GHz!

Le antenne di Ricardo: Arduino per la remotizzazione di antenne loop

Da diversi mesi Ricardo Caratti PU2CLR, radioamatore di Brasilia, sta lavorando con Arduino per implementare semplici sistemi di sintonia meccanica di antenne magnetiche, in particolare i loop direzionali. Circuiti che consentono di variare la sintonia di un condensatore variabile di vecchio tipo utilizzando motorini e servo-meccanismi. Per ora i suoi esperimenti sono documentati soprattutto attraverso una serie di filmati YT, mentre su Github esiste già un primo deposito di schemi, fotografie e sorgenti software (Ricardo dice di essere ancora al lavoro sulla documentazione).

Qui di seguito potete vedere alcuni di questi filmati, diversi altri si trovano all'indirizzo YT appena fornito. Il controllo avviene tramite telecomando all'infrarosso, ma anche con uno smartphone Android via Bluetooth, le possibilità sono diverse. Oltre a poter immaginare di gestire in questo modo antenne installate sui tetti, ovviamente è possibile pensare a progetti di remotizzazione più spinta, con impianti di ricezione e antenne "manovrabili" anche a lunghissime distanza.

 

SDR, Perseus remoto, NetSDR e evoluzione dell'I/Q

Le novità che riguardano le applicazioni radioamatoriali del Software Defined Radio, i dispositivi e kit per autocostruzione, gli applicativi software arrivano a ritmi praticamente quotidiani. Non passa giorno senza qualcosa di nuovo. La novità del momento è di queste ore e concerne la disponibilità del software di controllo/demodulazione del ricevitore Perseus: è la quarta versione del programma e incorpora finalmente la tecnologia di controllo remoto messa a punto da Nico Palermo. Da oggi il Perseus è nativamente controllabile via Internet e ci sono già diverse radio collegabili in UK, Germania e Italia. Il nuovo software può essere scaricato (ma naturalmente occorre avere un Perseus fisico) da questo indirizzo. Per seguire in modo geolocalizzato lo sviluppo del network dei Perseus attivati è stato creato questo mashup Google Maps:http://www.microtelecom.it/map/PerseusServers.html. Qui invece una ottima introduzione di Andrea Montefusco alla configurazione TCP/IP di Perseus.

Le novità però non si esauriscono qui. Il frontend "semplificato" (cioè non basato su conversione diretta ma su segnali QSD) della americana Lazydog, LD1-B rilasciato da poche settimane, ha già un upgrade interessante: un chip isolatore della porta USB di controllo che riduce ulteriormente la soglia del rumore di fondo. Ecco un link con un filmato che dimostra il notevole effetto ottenuto con il chip Analog Devices ADUM-4160: http://garage-shoppe.com/wordpress/?p=730. Anche con questo add-on il prezzo del LazyDog già assemblato resta sotto i 300 dollari, decisamente ragionevoli.

Questi frontend a basso costo sono indicati per chi vuole esplorare le potenzialità dell'SDR senza grossi investimenti, senza per questo rinunciare alle funzionalità che sono comunque di tutto rispetto. Uno dei problemi per chi utilizza i dispositivi di tipo "I/Q" è che in genere questi front end generano segnali in quadratura che devono essere acquisiti dal computer per la demodulazione software. Una operazione che richiede schede audio di ottima qualità e di larghezza di banda estesa. Di solito la componentistica standard dei pc non basta. Presto però il problema potrebbe essere del tutto superato essendo già piuttosto numerosi i progetti SDR che puntano all'integrazione tra front end I/Q e stadio di digitalizzazione della banda base ottenuta. Il flusso di bit della media frequenza digitale in questo modo può essere messa a disposizione del pc tramite porta USB. La disponibilità di chip ADC/DAC di eccellente qualità favorisce questi progetti (uno dei primi esempi commerciali è rappresentato dall'italiana CiaoRadio, un pioniere passato un po' in secondo piano) che dovrebbero dare un forte impulso all'impiego di ricevitori SDR anche con risorse informatiche più snelle.

Uno dei progetti di integrazione più interessanti, dopo SDR-widget arriva dalla Grecia a firma di Christos Nikolaou SV1EIA, autore di PowerSDR-IQ. Il kit chiama USB2SDR ed è stato pensato per rendere autonoma dalla scheda audio del computer la digitalizzazione dei segnali QSD/QSE (ricetrasmissione) del SoftRock Ensemble. USB2SDR integra una porta per microfono e diverse linee di I/O separate per altre funzioni di controllo. Gli interessati alle prenotazioni del kit possono rivolgersi a questo indirizzo del wiki creato dal designer di USB2SDR. A margine di questa notizia mi sembra decisamente opportuno segnalare che sono venuto a conoscenza del fatto che anche Martin Pertner, progettista del front end PMSDR, pensa di realizzare una versione Plus del suo ricevitore, integrandola con un downconverter per le frequenze VHF/UHF e una scheda audio incorporata.

Tornando infine nel campo dei ricevitori SDR a conversione diretta da cui siamo partiti, tra pochi giorni parte la commercializzazione di NetSDR di RFSpace, un concorrente di Perseus che viene interfacciato al computer attraverso la porta Ethernet. L'apparecchio copre da 10 kHz a 34 MHz e costa 1.500 dollari senza opzioni. Offre la possibilità di esplorare e registrare 1,6 MHz di banda, con ampie possibilità di remotizzazione dovute al supporto nativo dei protocolli IP.

Perseus in remoto, il nuovo software di Nico

Grande eccitazione, nella comunità degli utenti del ricevitore Software Defined Perseus, per il ritorno dell'inventore di Perseus Nico Palermo - che era rimasto silente per un po' - alla programmazione. Un ritorno che si è convertito in un bel regalo di Natale: l'imminente lancio di una opzione (probabilmente a pagamento, ma non si può pretendere sempre che il software sia gratis) per la remotizzazione del Perseus. Grazie ai sofisticati algoritmi di compressione implementati da Nico, sarà molto presto possibile controllare un Perseus acceso in una località radiofonicamente interessante e tranquilla, connettendosi in rete da un'altra posizione. Quella qui pubblicata è una immagine ricavata da Beppe Campana IK3VIG con una versione beta del software. La banda occupata dalla combinazione client/server di remotizzazione è di appena 150 kilobit. Finora per remotizzare il Perseus era necessario ricorrere alle normali piattaforme di desktop remotization come TeamViewer o più recentemente a un prodotto specializzato come Visualradio.de (gratuito per gli utilizzi hobbystici). Questo ulteriore sviluppo della piattaforma Perseus apre la strada a ulteriori soluzioni di condivisione via Internet di segnali ricevuti in postazioni esotiche, o dotate di parchi di antenne estranei alle normali possibilità dei radioascoltatori "metropolitani".

Non essendoci ancora un comunicato ufficiale mancano i necessari approfondimenti sulla modalità di remotizzazione utilizzata ma dai primi commenti inviati sulla lista di distribuzione della community dai beta tester sembra di capire che a essere trasportate in rete sono solo i bit relativi ai comandi di gestione dell'interfaccia, al video e all'audio decodificato. In altre parole, tutto il lavoro di down conversion e demodulazione digitale avviene lato server. Sarebbe molto interessante se il contenuto remotizzato corrispondesse alla banda base, questo permetterebbe una condivisione reale della banda ricevuta remotamente in antenna e i client connessi potrebbero sintonizzarsi su singole frequenze diverse. Ma già così mi sembra una remotizzazione molto efficiente. Ecco anche un primo filmato fatto circolare da Beppe:

Ricevitori remotizzati, la soluzione VisualRadio

Una soluzione molto interessante per il controllo remoto di ricevitori connessi su reti IP attraverso computer in ambiente Windows viene da VisualRadio.de, la softwarehouse radioamatoriale (che distribuisce anche prodotti di decodifica e signal analysis tipo Wavecom) di Bernd Liedtke. La versione Net-Home di Visualradio 1.1.1 è scaricabile gratuitamente ed è basata su database Microsoft Access. Consente di impostare una rete client/server in cui il server (la postazione da remotizzare) viene controllato attraverso il protocollo TCP/IP. L'audio generato in ascolto viene distribuito in VOIP ai client collegati. Il programma ha il vantaggio di occupare poche risorse di CPU (vedi questo breve filmato).

Il programma è particolarmente indicato per remotizzare postazioni basate su ricevitori SDR come il Perseus e con tutti gli altri apparecchi controllabili da pc.

Un SoftRock con Si570 controllabile a distanza

Qualche tempo fa ho postato un intervento sulle recenti modifiche del kit di base del progetto SoftRock, la SDR ultraleggera che contiua ad appassionare centinaia di radioamatori in tutto il mondo. L'ultima "estensione" di questo dispositivo, nato per fungere da front end di ricezione quarzata, cioè centrata su una particolare frequenza intermedia su cui sintonizzare la larghezza di banda della propria scheda audio, è una daughter board DDS basata su un chip Si570 utilizzato come oscillatore variabile.
Oggi sul gruppo di discussione dedicato al SoftRock è apparso un intervento particolarmente interessante del radioamatore olandese Gerrit Polder PA3BYA che mi pare di estremo interesse. Il suo progetto è ampiamente descritto qui.
Ci sono come potete notare due novità significative. Una è la scelta del microcontrollore utilizzato per pilotare il Si570 programmandolo con la frequenza centrale desiderata. L'altra è l'interfacciamento del sistema di ricezione attraverso un gateway basato su un "system on chip". Procedendo con ordine, il microcontroller in questione non un classico PIC o il gà diffuso Bitwhacker, bensì l'AVR Butterfly prodotto da Atmel (Francesco, se ci sei batti un colpo). Un microcontroller con display integrato che sembra particolarmente versatile e può essere programmato nel suo assembler o addirittura in C (qui trovate altre notizie e dettagli sulla reperibilità commerciale).
Merita invece un approfondimento l'idea di servirsi di un gateway/router basato sul chip ADM5120 di ADMtek, società del gruppo Infineon. Il chip viene utilizzato da diversi home gateway (Edimax, Sweex, Omnima) e le comunità degli hacker (vedere il progetto Sweex) hanno costruito su questi dispositivi ambienti Linux-based (vedere il wiki ucraino su "Midge") che consentono poi di interfacciare gli home gateway con altri dispositivi hardware, anche remotamente, attraverso una connessione a larga banda. Gerrit se ne serve per "leggere e scrivere" verso il suo ricevitore SoftRock con DDS Si570 dal suo computer, ma niente impedirebbe di fare la stessa cosa utilizzando un computer remoto che dialoga a distanza con la radio attraverso un router ADM5120. Fantastico no?

Andreas aggiorna il suo ricevitore remoto

Andreas Stumpf mi segnala l'aggiornamento della pagina Web dedicata al suo ricevitore remoto, descritto in un mio post dello scorso anno.
L'indirizzo riportato non è più aggiornato, dal momento che Andreas ha cambiato un sacco di cose. Il novo link è: http://www.hb9gce.ch/RX%20remoto.htm
Il ricevitore è ora stato sostituito da un ricetrasmettitore remoto, in pratica ora Andreas può anche trasmettere, con un dipolo Kelemen anch'esso appena installato. Sull'argomento il nostro amico aggiunge anche queste annotazioni:

"Vedo che ormai non è più la gran novità questo RX remoto. C'è qualcuno, però, che va oltre. È W4MQ, che propone un intero sistema pubblico per trasmettere:
http://www.w4mq.com/
La cosa geniale in questo progetto è la possibilità di utilizzare un tasto manuale per trasmettere in CW, al posto dell'arida tastiera del PC. Poi c'è anche SM7LCB:
http://sk3w.shacknet.nu/remote/sm0lcb/bilder_index/RemoteCwSM7LCB.pdf
che propone anche lui un sistema per trasmettere direttamente dal proprio tasto, verticale o automatico. Appena [ho tempo] mi ci metto anch'io, già perché trasmettere in telegrafia da una tastiera è un po' alienante."

Ricevitori remotizzati, la moda impazza

Fabrizio Magrone mi segnala che sul numero di aprile della rivista QST, organo dell'associazione radioamatoriale americano, c'è un articolo dedicato al controllo remoto di un ricetrasmettitore. L'idea è quella di sfruttare la possibilità di controllare un ricevitore (non necessariamente SDR) con il pc per realizzare postazioni di ascolto lontane dai rumori cittadini ma ben servite da Internet. Attraverso la rete ci si collega al pc che controlla il ricevitore e si controlla il tutto a distanza, via software. Ovviamente, anche l'audio ricevuto deve passare attraverso Internet e arrivare al pc controllante, dove il DXer remoto se ne sta in agguato. Forse non è proprio come uno si aspetta l'emozione dell'ascolto a distanza, ma se ci si accontenta può essere un buon surrogato.
L'argomento è di gran moda e anch'io ho avuto modo di riportare qui il gran lavoro fatto da Andreas Stumpf per poter controllare dalla sua casa di Friburgo un ricevitore dislocato in Canton Ticino. La sperimentazione di queste tecnice di remotizzazione semplificata è andata avanti grazie a diversi frequentatori del forum di discussione FMDX Italy. Gli ingredienti per questo tipo di remotizzazioni sono, oltre a una connessione Adsl con indirizzamento IP statico, un ricevitore controllabile dal pc, un interruttore elettrico controllabile telefonicamente e un software di controllo remoto, cioè un programma che installato sul pc controllante permetta di accedere al pc remoto e manovrarlo a distanza. Per la trasmissione dell'audio ricevuto remotamente verso il pc controllante Andreas e molte altre fonti, incluso l'articolo di QST (disponibile qui), suggeriscono l'impiego di Skype. Come software di controllo remoto, oltre al commerciale pcAnywhere, è possibile utlizzare la piattaforma free VNC o, come suggerito da Giampiero Bernardini e Fabrizio Carnevalini su FMDX Italy, il servizio Web di gotomypc.com. Quest'ultimo in effetti consente anche di condividere con il pc remoto anche l'audio di sistema, quindi teoricamente si può fare a meno di Skype per instradare l'audio.
Leggendo l'articolo di QST ho appreso un trucco interessante che potrebbe allargare ulteriormente la finestra di opportunità della remotizzazione. L'autore del pezzo, Lou Fiore W2LTF, ha pensato di ricorrere a uno dei servizi di reindirizzamento del DNS che popolano Internet. Tra le funzionalità offerte da questi provider c'è per esempio quella di assegnare un dominio Internet ben definito, tipo mionome.pincopallino.it, anche a un indirizzo IP dinamico assegnato al momento della connessione, come quando si usa un modem analogico. Il buon Lou consiglia un servizio free come No-ip.com, che prevede appunto una configurazione entry level gratuita. Come funziona il tutto? Una volta registrato su No-ip.com, l'utente può configurare sul server di questo provider un "dominio" virtuale (per esempio miodominio.no-ip.info) che rimanderà all'indirizzo dinamico assegnato in quel momento alla macchina che si è registrata. Per accedere remotamente al pc, a questo, punto, è possibile inserire non un numero IP ma un dominio Internet, che verrà risolto dai server di No-IP. Eh già - replicherete voi - ma come fa No-ip a conoscere sempre l'IP giusto, visto che questo, per definizione, cambia ogni volta che ci si collega? Il servizio include anche un programmino, Dynamic DNS update, che periodicamente si collega ai server di No-ip.com per comunicare le eventuali variazioni subite dall'IP assegnato al pc. Mi sembra davvero un bel trucchetto. Se non ho capito male, configurando il pc in modo da far girare l'aggiornatore in background, al momento dell'accensione, è possibile continuare a utilizzare il dominio "miodominio.no-ip.info" per il controllo remoto, senza dover per forza acquistare un IP statico dal proprio Internet provider. Se si riesce a impostare il pc per stabilire, al momento dell'accensione, anche una connessione via modem in dial-up, l'assegnamento di un IP dinamico non dovrebbe più costituire un ostacolo alla remotizzazione. Questo articolo, conservato sul sito di No-IP.com, spiega in dettaglio come utilizzare il software di aggiornamento dinamico dell'IP con la piattaforma di controllo remoto VNC.