Ekipa z naszego klubu nie po raz pierwszy dołączyła do teamu contestowego SN7L, biorącego udział w 3. Próbach Subregionalnych IARU w dniach 3-4 lipca 2021.
Startowaliśmy z góry Szrenica (JO70SS, 1362 m n.p.m.). W związku z tymczasowym wyłączeniem wyciągu, drogę na szczyt musieliśmy pokonać w oparciu o siłę własnych nóg, a po części także siłę charakteru – Karkonosze przywitały nas zdrową dawką deszczu, który przez cały czwartek skutecznie przeszkadzał nam w rozpoczęciu prac montażowych.
Na szczęście, wbrew pesymistycznym prognozom, piątkowa pogoda okazała się dużo łaskawsza. Pomijając małe przerwy opadowe, pod koniec dnia mogliśmy cieszyć się czterema systemami antenowymi, dumnie spoglądającymi w horyzont. Na masztach zawisły w tym roku wyłącznie anteny 8-elementowe, trzy systemy w konfiguracji 2x8el oraz jeden składający się z czterech anten na ramie w kształcie litery „H”. Drobne problemy techniczne z okablowaniem zostały rozwiązane w trybie natychmiastowym, przy okazji udało się zrobić kilka pomiarów sygnałów nadawanych ze Śnieżnych Kotłów. Transmisje FM i DAB okazały się na szczęście „niegroźne” dla naszych odbiorników, a po przejściu przez filtry pasmowe przy LNA – wręcz pomijalne.
Sobotę rozpoczeliśmy od spaceru na Śnieżne Kotły szlakiem czerwonym, z szybką wizytą w Czechach szlakiem żółtym u źródeł Łaby. Po powrocie czas do 16:00 czasu lokalnego zleciał szybko i rozpoczęły się zawody. Podwyższone warunki tropo wyczuwalne w czwartek (możliwość względnie bezproblemowych rozmów na SR3PO z tarasu na Szrenicy) zdążyły się już rozpłynąć i warunki propagacyjne w trakcie zawodów były względnie neutralne. W nocy udało się ustrzelić na CW dwie stacje brytyjskie na dystansie prawie 1000 km.
Finalnie zawody zakończyliśmy z wynikiem 916 łączności i ok. 353 tys. punktów. Jest to jeden z lepszych wyników jaki SN7L osiągnęło z JO70SS i ciężko dopatrywać się innej jego przyczyny, jak konsekwentny rozwój stacji i operatorów.
Po zawodach nastąpiło szybkie (bo poniżej 3 godzin) sprzątanie wszystkich systemów. Na szczęście aura sprzyjała i kolejny dzień z rzędu mogliśmy cieszyć się spektakularnym zachodem słońca. W poniedziałek wczesnym rankiem – spacer na dół pustymi szlakami, pożegnalne uściski dłoni i powrót do bazy (JO82).
The new beta version of WSJT-X by K1JT gives us access to another new digital mode called FST4.
There are some similarities to FT8: it consumes a similar bandwidth, it’s also a single-carrier FSK (GFSK-4, to be exact), transmission period is (by default) 15 seconds.
I’ve created two wav files using WSJT-X: one containing FT8 transmission (12.5 seconds of actual audio) and FST4 (just 9.5 (!) seconds – leaving over 5 seconds out of 15 second period to the operator). FT8 on top, FST4 at the bottom:
Test setup
Just so you know – it’s not a laboratory setup, just a quick compare of an old, well-known mode with new and.. better?
I’ve created the following flowgraph in Gnuradio 3.8:
It can’t be simpler. It plays a .wav file, multiplies all of the samples with some predefined value – lowering the amplitude, then we add some random noise, and the noisy audio goes back out to an actual audio output, monitored by an instance of WSJT-X 2.3.
I’ve also written a simple Linux shell script to take care of running the flowgraph in the right time:
while [ 1 ]; do if [ date +%S == "29" ] || [ date +%S == "14" ] || [ date +%S == "44" ] || [ date +%S == "59" ]; then ./ft8_vs_fst4.py; break; fi; sleep 0.05; done
It starts playing the audio a second before period begins, so :59, :14, :29, :44. Convenient for testing.
Results
Let’s start with the new guy first, FST4. I’m playing the recorded message round and round with constant noise level, and gradually increase the signal level by a factor of 0.001. Finally, the message gets decoded with signal level of 0.041.
It’s almost invisible in the waterfall – look at 1000 Hz:
Let’s see how FT8 decoder deals with such a weak transmission. I increase the amplitude to 0.050, then 0.055.. and still no decode. Even though some people would call the signal a booming one, by the way it looks:
Only when I reach amplitudes of 0.059 and 0.060, I get some decodes:
I’ve spotted an interesting difference between the built-in decoders: with FST4, WSJT-X gives me the decoded message about 10 seconds into the transmission period – lot of time for me to take some action before the next period. With FT8, decodes appear only during ~14th second. And it’s not that I’m running a Pentium III under the bonnet – it’s a semi decent i7-4702MQ.
Conclusions
The big one? FST4 is better. It’s quicker and it decodes with much weaker signal than FT8.
Obviously it’s just a simulation and it may not translate well to the real life conditions, but in theory, FST4 can decode a message transmitted with 30% less power than FT8 needs.
The difference between 100 W and 70 W is about 1.5 dB. Not much, huh? Still, enough to finish an FT8 QSO, where you missed it by just 0.5 dB 😉
Morning update: we’re talking about amplitudes (aka voltages) here, so the difference in dB is 20*log(0.059/0.041) = ~3.16 dB. ~30% amplitude reduction is equal to a drop in power of a half. That’s even more impressive. A difference between 100W (FT8) and 50W (FST4).
Nowa wersja aplikacji WSJT-X autorstwa K1JT, oznaczona numerem 2.3, przynosi ze sobą nową emisję: FST4.
W pewnym względzie jest ona podobna do FT8: zajmuje podobną szerokość pasma, też jest to FSK z pojedynczą nośną (GFSK-4), też mieści się w periodzie 15 sekund.
Za pomocą WSJT-X wygenerowałem dwa pliki wav: zawierający transmisję FT8 (12,5 sekundy, jak widać), oraz FST4 (tylko 9,5 sekundy (!), co przy 15-sekundowym periodzie zostawia całkiem „ludzkie” pięć i pół sekundy na reakcję). Góra FT8, dół FST4:
Stanwisko testowe
Z góry uprzedzam – nie jest to w żadnym względzie test laboratoryjny, a raczej chęć szybkiego porównania starego i znanego z nowym i … no właśnie, czy lepszym?
W Gnuradio 3.8 przygotowałem następujący flowgraph:
Działanie jest proste, żeby nie powiedzieć banalne. Od lewej do prawej patrząc: odtwarzamy przygotowany uprzednio plik .wav, mnożymy każdy sampel przez względnie niewielką stałą (czyli „ściszamy”, lub zmniejszamy amplitudę), a następnie dodajemy szum losowy o amplitudzie 0,4, po czym wypuszczamy na wyjście audio, na którym nasłuchuje WSJT-X.
O synchronizację czasową odtwarzania „zaszumionego” i „przyciszonego” pliku wav dba bardzo prosty (a nawet trochę prostacki) skrypt linuksowej powłoki:
while [ 1 ]; do if [ date +%S == "29" ] || [ date +%S == "14" ] || [ date +%S == "44" ] || [ date +%S == "59" ]; then ./ft8_vs_fst4.py; break; fi; sleep 0.05; done
Który startuje cały ten flowgraph sekundę przed każdą pełną ćwiartką minuty… czyli na początku każdego 15-sekundowego periodu.
Wynik
Na pierwszy ogień idzie nówka, czyli FST4. Odtwarzam nagranie w kółko, stopniowo zwiększając amplitudę o 0,001, aż w końcu, przy wartości 0,041 moim oczom ukazuje się zdekodowany komunikat:
FST4 – amplituda 0,041
Przy w/w parametrach, sygnał na wodospadzie jest praktycznie niewidoczny:
1000 Hz – widać, ale słabo
Sprawdźmy więc, jak do tego wyniku podchodzi wyzwany na pojedynek staruszek, FT8. Podkręcam amplitudę do 0,05; następnie do 0,055 – sygnał na wodospadzie to już prawdziwy booming, ale okienko ze zdekodowanymi wiadomościami wciąż puste.
dwa periody 0,055, niżej dwa periody 0,05 – brak dekodów
Dopiero przy wartościach 0,059 i 0,060 moim oczom ukazały się zdekodowane sygnały FT8:
FT8 – 0,059 i 0,060
Ciekawą różnicą jest to, że przy FST4, WSJT-X wyświetla zdekodowane komunikaty natychmiast po ich zakończeniu, czyli około dziesiątej sekundy periodu, zostawiając operatorowi trochę czasu na decyzję. Przy tak słabych sygnałach FT8, są one dekodowane dopiero w okolicy 14-15 sekundy periodu. I żeby nie było, pod maską laptopa mam i7-4702MQ a nie Pentium III 😉
Wnioski
Podstawowy wniosek? FST4 jest lepsze. Jest szybsze, dekoduje się przy znacznie słabszym sygnale.
Oczywiście moja mała symulacja może nie mieć zbyt wielkiego przełożenia na rzeczywistość, ale w teorii, FST4 pozwala na zdekodowanie komunikatu nadanego z mocą o ok. 30% mniejszą niż wymagana do FT8.
Różnica między 100 W a 70 W (albo 10 W i 7 W, albo 1 W / 700 mW…) to ~1,5 dB. Mało? Dużo? Myślę że wystarczająco, żeby skompletować QSO, gdzie na FT8 brakło 0,5 dB. 🙂
Sprostowanie poranne (do wieczornych wypocin): wartością zmienianą jest tutaj oczywiście amplituda, a nie moc sygnału. Pamiętając, że moc sygnału sinusoidalnego jest proporcjonalna do kwadratu napięcia, zmiana amplitudy o 30% (z 0,059 na 0,041) odpowiada dwukrotnej redukcji w mocy: 20*log(0.059/0.041) = ~3.16 dB. Czyli odpowiednik zejścia z 100W na 50W w nadajniku 🙂
Jeśli ktoś chce samodzielnie skrytykować zweryfikować ten eksperyment, to użyte pliki wav (można oczywiście wygenerować swoje), flowgraph do Gnuradio w wersji 3.8 i skrypt do uruchamiania flowgraphu „w samą porę” umieściłem w repozytorium na moim githubie: https://github.com/olgierd/ft8_vs_fst4. WSJT-X w wersji 2.3 można już normalnie pobrać ze strony K1JT: https://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wsjtx.html
Olgierd SQ3SWF
Zaszufladkowano do kategoriiBez kategorii|Możliwość komentowania FST4 vs FT8 została wyłączona
Jest wszystko co potrzeba, komplet przekaźników, rdzeni ferrytowych, druty do nawijania cewek. Elementy SMD (mikrokontroler, tranzystory sterujące przekaźnikami, kondensatory, mostek pomiarowy) są już wlutowane na swoje miejsca.
Brakuje instrukcji, ale układ jest na tyle prosty, że wystarczy rzut oka na komentarze dołączone do schematu (TUTAJ LINK) aby z powodzeniem ukończyć montaż.
W pierwszej kolejności należy nawinąć i wlutować cewki.
Nawijając na toroidach, należy równomiernie pokryć zwojami ok. 3/4 obwodu rdzenia. Kierunek nawijania jest o tyle ważny, że musimy później wyprowadzenia wpasować w otwory w płytce. Jeśli nawijamy przekładając drut przez rdzeń „od siebie” – poruszamy się po rdzeniu przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Jeśli przeciągamy drut „do siebie” – z ruchem wskazówek zegara.
Tak prezentuje się płytka drukowana z kompletem cewek:
Najtrudniejszy etap już skończony 🙂 czas na coś łatwego – przekaźniki. Ciężko coś tutaj zepsuć – jeśli lutujemy je po dobrej stronie płytki, to nie da się ich źle wsadzić w otwory. Wlutowałem górny i dolny rządek, a samotny przekaźnik na środku zostawiłem na koniec, żeby mieć trochę więcej miejsca przy montażu detektora. Po prawej stronie montujemy pozostałe części, kolejno od góry: dwa elektrolity, złącze wyświetlacza/programowania (5 pin), złącze przycisku (2 pin), dwa elektrolity, stabilizator 7805 i diodę zabezpieczającą przed złym podłączeniem zasilania oraz złącze zasilania, wedle uznania.
Pozostał finalny element – detektor mocy padającej i odbitej na rdzeniu podwójnym. Używając najcieńszego drutu z zestawu w żółtej izolacji, nawinąłem po 10 zwojów na każdym otworze. Jako zwój, rozumiem każde przejście drutu przez rdzeń, więc drut przełożony przez rdzeń to nie zero zwojów – a jeden. „Pętelka” która wchodzi, okrąża rdzeń i wychodzi – to dwa zwoje. Nawijałem tak jak pokazuje zdjęcie – jeden otwór w lewo, drugi w prawo. Nie wiem czy jest to bardzo istotne, ale na zdjęciu z oryginalnego schematu jest tak samo, więc nie improwizowałem 😉
Pojedyncze połączenia przechodzące przez rdzeń wykonałem z DNE 0,8mm dołączonego do zestawu, zostało go sporo po nawinięciu cewek. Wlutowałem też ostatni przekaźnik.
Ostatni element to podłączenie wyświetlacza OLED z użyciem dołączonej taśmy.
Łączymy (płytka → OLED):
VCC → VCC
GND → GND
DAT → SDA
CLK → SCK
Kolejność wyprowadzeń na PCB i wyświetlaczu nie jest taka sama – trzeba zwrócić na to uwagę i skrosować dwa przewody.
Ostatni etap to montaż gniazd – jak kto lubi, do zestawu dołączono SMA, ale na KF standardowym wyborem dla większości będzie UC1, ja preferuję BNC.
Po tym wszystkim możemy podać 12V na gniazdo zasilania, wyświetlacz powinien przedstawić się wersją oprogramowania w momencie włączania, a następnie wyświetlić statystyki (moc, swr, L, C). Aby włączyć tryb strojenia, należy przytrzymać przycisk (tzn. zewrzeć pin „B” do masy) przez dłużej niż 0,25 sekundy – napis „TUNE” pojawi się na wyświetlaczu. Po podaniu mocy, skrzynka rozpocznie strojenie. Krótkie przytrzymanie przycisku zresetuje wszystkie przekaźniki.
Okazało się, że moja skrzynka rozpoczyna strojenie przy mocy 5W, pomimo zapewnienia sprzedawcy, że wystarczy 1W. Tą wartość na szczęście można zmienić samodzielnie, jest ona zapisana w pamięci EEPROM mikrokontrolera PIC16F1938. Minus – trzeba dysponować programatorem do PICów (tnx SP3VSS). Opis całej operacji znajduje się tutaj. Należy zmodyfikować szóstą komórkę EEPROMu o adresie „05” – bo numerujemy komórki zaczynając od zera 🙂 Ja wpisałem tam wartość „1” i po zaprogramowaniu, skrzynka bez problemu zaczyna strojenie gdy wcisnę PTT w FT-817, w trybie FM z mocą 2,5W.
Jeśli ktoś lubi skakać po pasmach i nie chce za każdym razem wciskać przycisku w celu wejścia w tryb „TUNE”, można skrzynkę przełączyć w tryb AUTO. Strojenie rozpoczyna się wtedy każdorazowo, po wykryciu zwiększonego SWR – układ nie jest wyposażony w żaden pomiar częstotliwości, więc tuner nie wie kiedy zmieniamy pasmo.
Aby włączyć tryb auto, należy krótko zewrzeć pin B1 (mały pad po spodniej stronie płytki drukowanej, pod mikrokontrolerem) do masy. Kropka w pierwszej linii wyświetlacza oznacza, że tryb „AUTO” jest włączony. To ustawienie jest zapisywane w pamięci nieulotnej, tzn. po ponownym włączeniu skrzynki wróci ona do ostatnio używanego trybu.
Wszystko zmontowane, czas na finalny test 🙂
W trakcie działania skrzynka pobiera ok. 100 mA – choć w skrajnej sytuacji, gdyby wszystkie przekaźniki były załączone jednocześnie, pobór może wzrosnąć nawet do 300-400 mA, należy mieć to na uwadze. Bateria złożona z trzech ogniw 18650 wydaje się idealnie pasować do tego urządzenia, pozwalając na ok. 20 godzin pracy. Pozostaje tylko zapakować skrzynkę do obudowy i cieszyć się możliwością wielopasmowej pracy z prostych anten drutowych!
/ SQ3SWF
Zaszufladkowano do kategoriiBez kategorii|Możliwość komentowania Automatyczna skrzynka antenowa ATU-100 (7×7 wg. N7DDC) – kit z Aliexpress – instrukcja montażu została wyłączona
Mimo iż przetworniki zastosowane w PlutoSDR pozwalają na odbiór i nadawanie z maksymalną prędkością 61 MSPS (co przekłada się na 61 MHz szerokości pasma), w praktyce czynnikiem ograniczającym jest interfejs USB 2.0 – więcej na ten temat można przeczytać tutaj: https://wiki.analog.com/university/tools/pluto/users/name#digital_issues
Przeprowadziłem mały test, sprawdzający jaki wycinek pasma można w praktyce obserwować za pomocą PlutoSDR i jak szerokość odbieranego pasma (MSPS) przekłada się na ilość transmitowanych danych (Mbit/s).
Ustawienie wyższych wartości niż 4,2 miliona sampli na sekundę, powoduje gubienie sampli. Maksymalna wartość transferu jaką udało mi się uzyskać to 137 Mbit/s na komputerze z procesorem i7 oraz 140 Mbit/s na nowszym komputerze z procesorem i5-8250U.
Wykorzystując adapter microUSB – ethernet firmy Gembird, maksymalna przepustowość jaką udało mi się uzyskać to ok. 67 Mbit/s, odpowiadająca szerokości pasma 2 MHz.
Pluto jest wyposażone w dwukanałowy przetwornik ADC o rozdzielczości 12 bitów na próbkę, aczkolwiek każda próbka jest domyślnie zapisywana na dwóch bajtach. Tak więc przesłanie strumienia 4 MSPS wymaga 16 bitów * 2 kanały * 4000000 próbek/s ~= 122 Mb/s – uwzględniając dodatkowy narzut na nagłówki transmisji, pokrywa się to bardzo dobrze z wartością zmierzoną.
Po zalogowaniu się na PlutoSDR używając ssh, stworzyłem plik o rozmiarze 100 MB używając komendy:
dd if=/dev/zero of=/tmp/test100m bs=1M count=100
po czym uruchomiłem serwer http na porcie 1500:
httpd -p 1500 -h /tmp
i pobrałem na swoim komputerze utworzony uprzednio plik:
Czas pobierania jest stały i wynosi za każdym razem 4,6 sekundy, prędkość wynosi ~174 Mb/s, jest więc o około 25% większa niż w przypadku przesyłania sampli. Z dużym prawdopodobieństwem można założyć, że jest to maksymalna prędkość jaką może osiągnąć PlutoSDR wykorzystując Ethernet.
Pakowanie par 12-bitowych próbek do trzech bajtów mogłoby zaoszczędzić 25% danych (które aktualnie stanowią zera), umożliwiając samplowanie zbliżone do 6 MSPS (12*2*5.5 MSPS = 125 Mbit/s).
Zaszufladkowano do kategoriiBez kategorii|Możliwość komentowania PlutoSDR & USB 2.0 została wyłączona
Członkowie naszego klubu wzięli udział w tegorocznych zawodach SPDX Contest. Z powodu koronawirusa praca MO spod znaku klubowego nie wchodziła w grę, każdy pracował więc (na sukces!) pod własnym znakiem wywoławczym.
Działalność klubu (jako miejsca) jest w związku z aktualną sytuacją epidemiologiczną zawieszona, ale działalność klubu jako grupy zapalonych krótkofalowców – bynajmniej nie.
W miniony piątek, tj. 3 kwietnia, spotkaliśmy nie na osiedlu Rusa, ale na przemienniku SR3PO i klubowym kanale simplekswym (144,6875 MHz) w składzie SO3AK, SP3UCW, SP3TE, SQ3PCL, SP3WBX, SP3LOZ, SP3IZN, SQ3SWF (jeśli kogoś pominąłem – przepraszam!).
Jak to na spotkaniu klubowym bywa – tematów pojawiło się multum i przez kilka godzin końcówka przemiennika została solidnie wygrzana.
Żywię szczerą nadzieję, że bardzo niedługo będziemy już mogli wszyscy spotkać się „na video” 🙂 /swf
Zaszufladkowano do kategoriiBez kategorii|Możliwość komentowania Spotkanie klubowe w czasach społecznej izolacji została wyłączona
Kolejny raz dane mi było pojawić się w Zajeździe Fojutowo, gdzie w dniach 22-24 listopada 2019 odbywały się piąte Jesienne Warsztaty Mikrofalowe.
Weekend minął w tempie zawrotnym – równym prędkości rozchodzenia się mikrofal, a może i szybszym. Wspaniale jest wysłuchać prezentacji, podotykać sprzętu i posłuchać opowieści kolegów z doświadczeniem radiowym większym, niż mój wiek. 🙂
Korzystając z anteny Yagi na 13cm konstrukcji Janusza SP2CNW, przeprowadziliśmy udane próby transmisji do satelity Es’hail 2. Kilkaset miliwatów z małego PA od WiFi dało wyraźnie słyszalną nośną (porównywalną z małą parabolą), ale z powodu braku odbiornika na 3cm, trzaskającego mrozu, pływającego nadajnika i sprzętu wiszącego na kablach – nie nawiązaliśmy żadnych łączności. 🙂
Od jednego z kolegów otrzymałem wzmacniacz z pasma UMTS i aktualnie pracuję nad jego przestrojeniem w amatorskie pasmo 13cm, a konkretnie – 2400 MHz pod kątem QO-100.
– Olgierd SQ3SWF
SQ5RWU, SP9DLM i 13cm Yagi wg. SP2CNWPoważne stanowisko pomiarowe Pawła SQ1GQCLiczący sobie pół wieku filtr pasmowy autorstwa Jacka SP1CNV…… świetne parametry trzyma do dziś!SMA, BNC, N, a nawet UC-1.W tym rogu sali tłum nie znikał, czasem tylko się powiększał.
Zaszufladkowano do kategoriiBez kategorii|Możliwość komentowania 5. Jesienne Warsztaty Mikrofalowe – Fojutowo 2019 została wyłączona
