USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр

USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр Лодки

Хотите сделать что-то своё? (например gps)

В простейшем случае получить доступ к эфиру можно так:

rtl_sdr -f 1575520000 -g 34 -s 2048000 out.dat

И в файл out.dat — сливается содержимое эфира на частоте 1.575Ггц, с частотой дискретизации 2.048 Мгц с коэфициентом усиления 34 dB. Если получившийся файлик теперь например скормить

, можно увидеть спутники gps (если конечно вы подключили к приемнику активную GPS-антенну).

У меня получилось так (спутники — действительно соответствуют видимым в окно на обычном gps-приемнике):
USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр

А как же цифровая связь apco p25?

. Программа принимает цифровую передачу на устройстве записи по умолчанию, и проигрывает декодированный результат в устройство воспроизведения по умолчанию. Чтобы «соединить» SDR# и DSD понадобится

. Делаем в свойствах звука Windows «выход» VAC — устройством записи по умолчанию, а в SDR# выбираем устройство воспроизведения — Line 1 (VAC). AF Gain выставляем около 20-40%. Настраиваем SDR# на нужную частоту (гугл знает какую) в режиме NFM, в окошке DSD должен побежать текст с отладочной информацией, а в наушниках вы должны услышать декодированные переговоры. Настоятельно рекомендую случайно услышанные переговоры не записывать и не распространять.

Аналогичным образом (с помощью VAC) подключаются программы для декодирования пейджерных сообщений, фотографий с метеоспутников и прочего.

Антенные разъемы

Часто используемые антенные разъемы (подробнее про них тут):

Большинство антенн имеют разъем SMA или RP-SMA, разъем на видеопередатчике или пигтейле должен быть таким же.

Если вы не уверены в выборе и ещё не купили антенны, то выбирайте SMA, просто потому что это более популярный вариант.

Конечно, можно найти адаптер SMA -> RP-SMA. Но на нем будут потери сигнала.

К плате разъем может быть припаян по-разному: прямо или под углом 90°.

Еще разъем может быть на «пигтейле» — небольшой удлинитель. Выбирайте вариант, наиболее подходящий для вашей рамы.

IPEX (также известен как U.FL) часто используется в мелких видеопередатчиках. Он значительно меньше и легче, чем SMA, но очень хрупкий, и его можно отсоединять всего несколько раз. Можно найти пигтейл как переходник с U.FL на SMA или просто купить антенну с разъемом U.FL.

В последнее время набирают популярность разъемы MMCX. Это отличный компромисс между U.FL и SMA.

Вот как все это выглядит в работе:

(не забываем громкость по-тише)


Переговоры диспетчеров и пилотов, 118-135Mhz:

Строители на 433/446Mhz:

Радиолюбители на 144МГц (невероятная деталь — в комментах на ютубе отметился участник переговоров):

Мне лишь остаётся пожелать удачи в ваших исследованиях радиоэфира!

PS. Эх, я вижу что я опоздал на 65 минут. К счастью, мы рассказали о RTL2832 c разных сторон (там HDSDR, тут SDRSharp и кино).

PPS. Самый занимательный услышанный диалог, к сожалению тогда не записывал:Разговор двух строителей (видимо прораб с каким-то другим руководителем)

1: Тут опалубку криво сделали, бетон получился тоньше чем нужно на 5см
2: Можно как-то исправить?
1: Ну… переделывать все надо…
1: Так что делать будем, показывать технадзору?
2: Ну что ты как маленький…
2: Ну конечно нет USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр

Доработка sdr на rtl2832u и r820t (перевод)

Технология SDR ( Software Defined Radio) в последние несколько лет испытала большое развитие. Благодаря миниатюризации, вся схема может находится в одном маленьком чипе. Приемники SDR могут применяться во многих областях — радиосвязи, телевидении, телефонии, автомобильных приемниках. Один из таких приемников — USB DVB-T свисток на чипах RTL2832U и R820T.

ТВ тюнер R820T поддерживает стандарты DVB-T, ATSC, DTMB, Irib и ISDB-T. У правляется через двухпроводную шину I2C. Тюнер может перестраиваться в диапазоне от 24 до 1766 МГц, с полосой пропускания 6, 7 или 8 МГц. При максимальном потреблении 195 мА микросхема заметно нагревается и ее температура может достигать 50° С. Блок-схему и более подробную информацию можно найти в в даташите.

RTL2832U — DDC (Digital Down Convertor — цифровой демодулятор), содержащий 8-битный сигма-дельта АЦП (аналого-цифровой преобразователь) с теоретической максимальной частотой дискретизации 3,2 MSPS (млн выборок в секунду). Но если мы хотим предотвратить потери выборок, мы используем максимум 2,4 MSPS.

План доработок

Доработки будут охватывать несколько областей: 1. Питание a) Фильтрация помех USB b) Замена внутреннего регулятора 1.2V для RTL2832U на внешний 2. Опорный генератор 3. Добавление прямой оцифровки (Direct Sampling) 4. Замена антенного разъема на коаксиальный кабель с разъемом SMA 5. Замена USB разъема на кабель

Первоначальный вид SDR:

Подготовка

Прежде чем приступить к работе, нужно подготовить необходимый инструмент:

  • небольшие тиски для электроники
  • пальник , возможно, паяльный фен
  • пинцет
  • маленькие плоскогубцы
  • небольшие кусачки
  • лупа или микроскоп
  • скальпель
  • паяльная паста или припой
  • вытяжка
  • спирт, чтобы очистить остатки флюса
  • орлиные глаза, твердые руки, железные нервы — на каком-то этапе нам придется работать паяльником с точностью 0.1 мм

Используемые материалы и компоненты:

  • SMD конденсаторы 0805 — 3*10нФ (VCXO, Direct Sampling), 2*1нФ (питание), SMD 0603 — 1*100нФ (USB)
  • Сопротивление (размер SMD например 2022 или больше, либо проволочный) 3K9 (Direct Sampling)
  • SMD резистор 0603 1МОм (USB)
  • Диоды 2*BAS103 (регулятор 1,2 В)
  • Ферритовые дроссели SMD — 1*0603 (1,2 В регулятор), 1*1206 (USB-питание)
  • Фильтр нижних частот (ФНЧ) Coilcraft S3LP606LB (Direct Sampling)
  • Широкополосный трансформатор 1:36 Coilcraft WB36-1SLB (Direct Sampling)
  • 1 м кабеля USB разъем
  • 1 м кабеля RG-174/U с разъемом SMA
  • Эмалированный провод 0,1 мм
  • Тонкая медная фольга
  • Небольшой медный или алюминиевый радиатор клеющая термопаста

Первым шагом будет демонтаж ненужных элементов:

На этом этапе мы должны быть особенно осторожными с SMD конденсаторами C27 и C28, которые имеют размер 0402. Если есть возможность, используйте горячий воздух. Для выпайки проводных деталей используют оловоотсос (я использовал горячий воздух, так что олово осталось в отверстиях).

Доработка питания

Необходимо хорошее питание, свободное от пульсаций и составляющих переменного тока. Питание описываемого SDR осуществляется непосредственно от USB разъема. Это напряжение содержит много шумовых компонентов, которые оказывают влияние на малошумящий усилитель, смеситель, генератор и АЦП.

Под каждый электролитический конденсатор нужно добавить керамической SMD 0805 с низким ESR величиной 1 нФ. Эти конденсаторы будут служить в качестве фильтров.

Питание от USB осуществляется в соответствии со следующей схемой. Важным является разделение PE (оплетка кабеля) от GND и их взаимосвязь с помощью керамического конденсатора 100 нФ и резистора 1 МОм. На шину VBUS (питание) вставляется ферритовый фильтр FB.

Питание RTL2832U 1,2В

Эта операция требует определенной точности. Во-первых, необходимо отключить внутренний контроллер. Это делается удалением катушки L7 (между U2 — 24C04 EEPROM и U5 — RTL2832U), ведущей к выводу 24 RTL2832U. Затем вывод 27 RTL2832U отключается от шины питания 3,3В и подключается к GND (возле конденсатора C3). Чтобы отключить вывод 27 от 3,3В, применяется скальпель.

Прямо на дорожке ближе к C3 мы делаем небольшой разрез. Это соединение прерывается (проверьте мультиметром).

Тонким эмалированным проводом соедините вывод 27 с землей (возле C3) и снова проверьте мультиметром:

Теперь внутренний контроллер отключен и не будет генерировать нежелательный сигнал 1,2 МГц. Для правильной работы, однако, мы должны сделать эту цепь питания по-другому.

Мы будем использовать напряжение питания 3,3 В от U2 (контакт 8). Вертикально припаяем SMD ферритовый фильтр (FB). На площадку между L7 и электролитическим конденсатором ТС2 припаяем катод диода BAS103. Второй диод BAS103 припаяем между ферритовым фильтром и первым диодом BAS103.

Этот второй диод припаивается катодом к аноду первого диода. Так, мы создали цепь для падения напряжения, которая оставит на выходе не 1,2 В, а около 1,4 В. Конечно, было бы лучше использовать интегрированный контроллер (линейный стабилизатор), либо подберите подходящую пару диодов.

Опорный генератор

Оригинальный кварцевый резонатор 28,8 МГц является термически очень неустойчивым, его частота сильно плавает. Лучшим решением является замена его на генератор с температурной компенсацией TCXO. К сожалению, этот генератор, работающий на частоте 28,8 МГц, является относительно дорогим.

В качестве альтернативы, мы можем использовать тип VCXO, который не обеспечивает такую точную температурную компенсацию как TCXO, но является относительно стабильным. Тип используемого генератора Si550 (P/N: 550CM28M8000DG). Несмотря на то, что частоту можно контролировать управляющим напряжением, мы не используем это.

Номер детали550CM28M8000DG
Номер моделиSi550
Частота (МГц)28,8000
ФорматКМОП
Напряжение питания (В)3.3
OE полярностьВысокий уровень
Стабильность частоты /- 20 ppm
Чувствительность регулировки частоты33 ppm / V
Минимальный диапазон регулировки /- 12 ppm
Рабочая температура (° С):-40 До 85

Осциллятор будет помещен вместо исходного кварца Y2, способ монтажа — полосками из медной фольги. Напряжение питания 3,3 В подается от керамического конденсатора С2. Выход CLK (4 вывод) подключается через керамический конденсатор 10 нФ на вход цепи XTAL_i R820T (вывод 8). Мы будем использовать отверстие, оставшееся после кварцевого резонатора Y2.

Добавление режима Direct Sampling

Если мы хотим принимать диапазон КВ (HF) — сигналы ниже 30 МГц — мы можем построить и подключить upconverter, который передвинет эту полосу частот выше, где ее сможет принять SDR, либо использовать режим прямой оцифровки. Принятый сигнал будет обработан не R820T, а непосредственно RTL2832U.

RTL2832U имеет две пары входов, I /I- (выводы 1 и 2) и Q /Q- (выводы 4 и 5). Приемники с R820T используют только вход I /I-. Некоторые платы имеют отводы от входов Q/Q в виде небольших площадок, но в нашем случае это не так, поэтому мы должны припаять тонкие провода 0,1 мм непосредственно на микросхему.

ФНЧ S3LP606LB имеет частоту среза 60 МГц по уровню 3 дБ. Входное сопротивление Q /Q- у микросхемы RTL2832U, согласно некоторым источникам, составляет около 3300 Ом. Трансформатор Coilcraft WB36-1SLB имеет отношение трансформации 1:36. Если принять во внимание сопротивление 50 Ом S3LP606LB и входное сопротивление RTL2832U 3300 Ом, мы должны подключить к выводам 1 и 3 WB36-1 параллельно резистор 3900 Ом. К онденсаторы 10 нФ служат блокировочными.

Смотрите про коптеры:  Как сделать квадрокоптер

Монтаж навесной. На рисунке вы можете видеть необходимую точность работы при пайке 0,1 мм провода непосредственно к выводам микросхемы. Вход RF_IN подключается непосредственно к антенному входу свистка.

Коаксиальный кабель

Кабель припаивается напрямую, а не через разъем. Разница между входным сопротивлением 75 Ом R820T, сопротивлением кабеля 50 Ом и сопротивлением 50 Ом S3LP606LB не имеет большого значения. Также, мы не будем использовать диплексер между входами R820T и S3LP606LB и коаксиальным кабелем.

Кабель USB

Кабель USB припаивается в соответствии со схемой в разделе «доработка питания».

Результат

После присоединения радиаторов к микросхемам и стабилизатору питания, и изолирования критических частей, модифицированный приемник может быть размещен в экранированном корпусе.

При использовании режима Direct Sampling мы получаем возможность приема КВ. На следующем рисунке показан прием радио AM CRO Dvojka на частоте 639 кГц. Обратите внимание на значения частотной коррекции «0», что связано с использованием Si550.

Качество сигнала и видеопередатчики

Есть три главных фактора, оказывающих основное влияние на качество сигнала:

В видеопередатчиках используется довольно дешевая электроника, и она не идеальна. Соответственно вместо передачи на частоте, например, 5800 МГц, он будет работать на частоте 5802 МГц. При этом на некоторых каналах частота будет соответствовать заявленной, а на других будет отличаться на пару мегагерц.

Следствие этого всего — есть смысл смотреть на более дорогие и более качественные передатчики. То же самое касается и приемников, они должны работать строго на определенных частотах. А антенны должны быть настроены на определенный частотный диапазон.

Использование диверсити приемника (две антенны) — снизит шанс потери сигнала, а если одна из антенн будет с большим коэффициентом усиления, то это даст вам большой радиус уверенного приема.

Конструкция и технические характеристики

Рассматриваемые конвертеры поставляются в одинаковых блистер-упаковках, и с первого взгляда ничем не отличаются друг от друга. Лишь неприметная надпись-обозначение модели поможет разобраться, какой именно перед вами конвертер.

Другое дело — обратная сторона упаковки. Тут и читать ничего не требуется, достаточно взглянуть на разъемы, виднеющиеся под прозрачной упаковкой.

Первое устройство, с обозначением модели ET110, предназначено для конвертации стандартного компьютерного RGB-сигнала, поступающего через интерфейс VGA (15-контактный разъем, называемый иначе D-sub) в стандартный на сегодня цифровой сигнал с направлением по HDMI-разъему. Видеовыходы D-sub имеются в видеокартах персональных компьютеров, ноутбуков, иных устройств генерации видеосигнала.

Второй конвертер, ET111, занят преобразованием древнего композитного сигнала в цифровой, который также выводится через порт HDMI. Такими «тюльпанами» снабжался абсолютно каждый видеомагнитофон, игровая приставка или видеокамера прежних поколений.

Наконец, третий конвертер, с индексом ET113 (интересно, а почему не 112?), как видно по его разъемам, оцифровывает компонентный YPbPr-сигнал, идущий по обычным коаксиальным кабелям с «тюльпанными» разъемами. Такие видеовыходы имеются у игровых приставок, некоторых видеомагнитофонов и медиаплееров, даже современных.

Корпуса устройств изготовлены из пластика и состоят из двух половинок, накрепко сцепленных защелками. Для того, чтобы узнать расположение этих защелок, нам пришлось изрядно покорежить корпус одного из конвертеров. И все-таки разобрать аппараты удалось.

Наши устройства не являются банальными переходниками с перепаянными сквозными выходами, это вполне самостоятельные устройства, электроника которых работает по активной схеме, то есть требует питания. Для этого у каждого из рассматриваемых конвертеров имеется еще один «хвостик» — стандартный USB, который следует подключить к USB-порту телевизора или иного устройства. В крайней случае подойдет и обычная пятивольтовая батарея, так называемый powerbank, которых нынче расплодилось в избытке.

Основные технические характеристики конвертеров приведены в следующей таблице:

ИнтерфейсET110ET111ET113
Вход
ПитаниеUSB 2.0
ВидеовходD-sub 15 pin VGA кабелькомпозитный («тюльпан»)компонентный («тюльпаны»)
Аудиовходаналоговый джек 3,5 мманалоговый стерео (L/R, «тюльпаны»)аналоговый стерео (L/R, «тюльпаны»)
Входное разрешение
Выход
Максимальное разрешениеHDMI тип A, до 1080p60 или UXGA (1200×1600)
Прочие характеристики
Температура эксплуатацииот 0 до 40 °C
Наличие индикаторовиндикатор питания
Размеры102×33×16 мм
Масса (с разъемами)91 г65 г76 г

Эти и прочие сведения можно увидеть на страничке продуктов.

Куда двигаться дальше?


Пути улучшения следующие:

1) HF конвертор, чтобы сдвинуть частоты на 100Мгц «вверх» — тогда можно слушать и 27Мгц рации, и кучу

шпионских

и многое другое.

: e4000 — кремниевый чип, и шумит достаточно сильно. Если перед ним поставить малошумящий усилитель — можно снизить уровень шума примерно на 3dB (т.е. вдвое).

— отличается своей широкополосностью и горизонтальной диаграммой направленности.

вещательного диапазона (чтобы много-киловаттные FM и телестанции меньше мешали приемнику)

5) Диапазонную антенну на тот диапазон, который интересует, вместо дискоконуса с широкой полосой, но слабеньким усилением (опять же, уже полоса — меньше посторонних сигналов приходится приемнику отфильтровывать — соответственно потенциально выше качество приема слабых сигналов). За последние 2 пункта спасибо

Плюсы и минусы мощных передатчиков

Как и все новички я думал: «нужно купить самый мощный передатчик, потому что он даст мне максимальный радиус», но это не единственный критерий.

Мощные передатчики, например, на 600 мВт — хороший выбор, если вы летаете на улице среди препятствий в виде деревьев и летаете в одиночку. Вы скорее всего получите более уверенный прием и больший радиус, чем при использовании маломощного передатчика.

Учтите, что линейное увеличение мощности не дает линейный рост радиуса приема, т.е. для удвоения радиуса приема, нужно увеличить мощность сигнала в 4 раза.

Но, чем больше выходная мощность, тем больше энергии теряется и рассеивается в виде тепла. Поэтому мощные видеопередатчики имеют массивные радиаторы.

Не очень хорошо использовать мощные передатчики и при полетах внутри помещений. Можно получить обратный эффект, потому что сигнал будет отражаться от пола, стен и потолка, что вызовет интерференцию. В подобных условиях гораздо лучше ведут себя маломощные передатчики (25мВт).

Более того, 600 мВт передатчик может забивать сигнал других пилотов, т.е. летать группой будет довольно сложно. Поэтому во многих гонках разрешены передатчики мощностью не выше 25 мВт.

Кроме всего прочего, в некоторых странах есть ограничения максимальную выходную мощность. Без лицензии, на сколько я знаю, в большинстве стран можно использовать только 25 мВт. Поэтому перед полетом почитайте законы.

Плюсы мощных видеопередатчиков:

  • большой радиус приема сигнала
  • уверенный прием при одиночных полетах

Недостатки мощных передатчиков:

Подключение и эксплуатация

Из внешнего и тем более технического описания устройств становится совершенно понятно, каким образом следует подключать конвертеры. Тем не менее приведем здесь схемы типовых применений аппаратов.

Как можно видеть, в каждой из схем конечным пунктом является цифровой телевизор или проектор. Но возникает вопрос: любой современный проектор или телевизор — за редчайшими исключениями — обязательно оснащен всеми видеовходами, как цифровым, так и различными аналоговыми, включая даже «компьютерный» D-sub.

Из устройств отображения информации, лишенных аналоговых входов, автор может вспомнить разве что какие-то узкоспециализированные мониторы, навроде тех, которые устанавливаются на «башмак» видеокамер или фотоаппаратов. Что же мешает обычному пользователю подключить старый видеомагнитофон или ноутбук к современному телевизору напрямую, через имеющиеся в комплекте телевизора кабели, переходники?

За обычного пользователя ничего сказать не имеем, а вот с пользователем «необычным» все обстоит не так просто. Специфика раздела «Цифровое видео», в котором опубликована данная статья, требует вспомнить об устройствах захвата. Здесь-то и начинаются настоящие сложности: устройства захвата видео подразделяются не только на аппаратные или программные, стационарные или портативные.

Одной из главных отличительных особенностей любого устройства захвата является тип сигнала, который это устройство в состоянии принять и преобразовать. Отыскать универсальное устройство, имеющее все необходимые входы и поддерживающее все возможные видеостандарты, чрезвычайно трудно.

Особенно сейчас, когда устройства захвата оснащаются одним-единственным входом. И это, конечно же, HDMI. Таким образом, имея одно устройство захвата HDMI-сигнала и несколько разностандартных конвертеров, приводящих любое видео в цифровой стандарт, пользователь будет иметь возможность оцифровки абсолютно любого источника — VHS-магнитофона или камеры, игровой приставки прежних поколений, плеера Blu-ray или медиаплеера, ноутбука, старого персонального компьютера и так далее, вплоть до аппарата ультразвуковой диагностики.

Но достаточно теории, хотелось бы рассмотреть те немногие аспекты, которые вообще возможно здесь изучить. И первый из них, самый важный, касается задержки при обработке и передаче сигнала. Ведь рассматриваемые конвертеры могут быть использованы в качестве переходников между игровой приставкой и каким-то устройством отображения видеосигнала (телевизором, проектором). А какой фактор важен в игре, например в шутере или гонках и прочих симуляторах? Конечно, реакция игрока.

Играть мы не станем, играет пусть довольный потребитель, мы же вычислим задержку, которая, возможно, имеется при передаче сигнала. Рассматриваемые конвертеры работают по активной схеме, здесь любой входящий сигнал проходит полную обработку, конвертируясь в другой стандарт на лету. А на это, даже теоретически, требуется время.

Для начала соберем этакий спонтанный стенд для проведения теста. Подключим к телевизору ноутбук, используя его VGA(D-sub)-видеовыход, а в качестве конвертера сигнала задействуем устройство ET110. Именно по такой схеме, которая приведена выше в первом же примере.

В результате ноутбук получил второй экран, куда выводится та же информация, что отображается на основном дисплее. Теперь запустим на ноутбуке воспроизведение специального видеоролика, имеющего частоту 60 кадров в секунду. Здесь, в ролике, находится вращающаяся стрелка, делающая один оборот в секунду, а также двигающийся по верхней шкале прямоугольник, который пробегает свой путь также за одну секунду.

В данном ролике отчетливо видно, что задержка сигнала составляет 7 секторов из 60, то есть около 1/10 доли секунды. Много это или мало, не знаем — игровыми приставками никогда не увлекались. Однако в гонках, которые были запущены на большом экране с этого же ноутбука через данный конвертер, такая задержка никак не ощущалась.

Смотрите про коптеры:  Восстание «Федора». Как робот обвинил российских космонавтов в пьянстве | Наука | Общество | Аргументы и Факты

Следующий вопрос, он же заключительный в изучении таких простых (но в то же время сложных) устройств — это сохранение детализации при перекодировании сигнала. Устройство ET111, которое оцифровывает композитное видео, в этом плане изучать бесполезно. Ни о какой там детализации не может быть даже речи — этот древний стандарт слишком нещадно поступает с видеосигналом, в котором и пиксель неквадратный, и соотношение сторон кадра «неправильное», оверскан-области, не видимые на «трубочных» телевизорах, да еще и интерлейс приснопамятный, который вдвое снижает детализацию по вертикали.

Пользуясь представившейся возможностью, мы произвели захват нескольких старинных VHS-кассет, подключив к композитному видеовыходу магнитофона конвертер ET111, и пустив сигнал в устройство захвата с единственным HDMI-входом. Качество (точнее, то, что может предоставить VHS) оказалось вполне на высоте, ничуть не хуже, чем во время прямого просмотра с магнитофона на телевизоре.

А вот остальные два устройства вполне даже интересно поизучать с точки зрения детализации — действительно ли данные конвертеры не шулерствуют с сигналом, не ужимают его, к примеру, в два раза, обрабатывая, и впоследствии растягивая до Full HD?

Проверить это предположение проще всего с помощью воспроизведения специального тестового видеофайла с последующим захватом видеопотока. В случае с ET110 воспроизводить файл будет ноутбук, а сигнал выведен черед его VGA-выход, пропущен через конвертер, и подан в устройство захвата.

Во втором случае источником будет служить медиаплеер, оснащенный компонентными видеовыходами. Тестовый видеофайл содержит множество линий толщиной в один пиксель, которые расположены на таком же расстоянии друг от друга. Результаты захвата можно увидеть ниже.

Разная яркость кадров объясняется разным диапазоном видеовыходов (ноутбук имеет «компьютерный» диапазон яркости), а разную четкость объяснить также нетрудно: мы помним, что входящий в конвертер видеосигнал проходит полную обработку — вот они, результаты данной обработки, на стоп-кадрах.

Подключение передатчика

Передатчик (он носит название FS1000A), как мы видим из его схемы ниже, представляет собой простейший генератор на основе ПАВ-резонатора на 433 МГц. Генератор собран на транзисторе Q1, а транзистор Q2, на базу которого подаются цифровые данные — просто ключ, который подключает генератор к питанию (к шине GND) при наличии высокого уровня (логической единицы) на входе. Питание может быть от 5 до 12 вольт, причем, по утверждению производителей, чем выше питание, тем дальше работает связь.

Принципиальных преимуществ увеличенного питания в рамках своей задачи я не заметил. Тем не менее, не следует пренебрегать фактом, что особых требований к питанию тут не предъявляется, и при повышенном напряжении девайс будет работать только лучше. Удобно подключать передатчик непосредственно к напряжению с адаптера 9-12 вольт, аккумулятора или комплекта из 6 батареек (контакт Vin Arduino).

При нестабилизированном питании, которое может превышать 12 вольт (как, например, у аккумуляторов) я обычно развязываю передатчик от основной схемы отдельным 9-вольтовым стабилизатором (можно простейшим 78L09), причем разницы в работе между питанием 9 и 12 вольт я не наблюдаю никакой.

У Uno или Nano можно для питания самого контроллера и остальных схем (например, датчиков) при этом использовать встроенный стабилизатор 5 вольт, а для Mini (особенно — его дешевых клонов) я бы посоветовал поставить отдельный 5-вольтовый стабилизатор, подключив его к выводу 5V.

Следует отметить, что в последнее время стали появляться передатчики, выглядящие несколько нестандартно (см. рис. ниже). Оказалось, что отсутствие дросселя L1 (трехвиткового), от которого остались только отверстия — фикция, он просто заменен на соответствующий SMD-компонент.

Самое поразительное в этом деле — то, что при перепутанном подключении данных и питания передатчик на небольших расстояниях продолжает работать! Если вы рассмотрите схему, то поймете в чем дело: база Q2 через резистор при этом оказывается подключенной к питанию, транзистор всегда открыт, и влияния на работу схемы не оказывает.

Продвинутый приемник на 5.8ггц или avr rx5808

USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр

Давно я наткнулся на проект – Продвинутый приемник, http://forum.rcdesign.ru/f90/thread292629.html который основывается на приемному модуле RX5808, который стоит практически во всех “FPV” приемников на 5.8ГГц.
Полезная вещь, особенно спектр эфира, можно сразу понять какие частоты заняты, при настройки антеный полезная штучка…и т.д. В общем я захотел себе такой же.
Модуль RX5808 я выдернул из RC805, хотя они спокойно продаються отдельно.
В этом модуле стоит микросхема RTC6715, которая из себя представляет “5.8ГГц ЧМ приемнтк” которая может рулиться через SPI интерфейс.
Читать весь форум что бы разобраться с этим модулем, и как сделать этот продвинутый приемник мне очень лень, поэтому я сделал свой “продвинутый приемник”. Для этого качаем даташит на эту микросхему и разбираемся как с ней работать.
И так, даташит на RTC6715 – http://www.drohnen-forum.de/index.php/Attachment/10786-RTC6715-DST-001-PDF/
От туда понятно что интерфейс управления – SPI, количество бит пакета – 25, 3-х проводной spi (MOSI и MISO соединены в месте), SPI Mode (SPI_SE = 1), передача данных LSB(младший первый летит), напряжения питания 3.3в, диапазон рабочих частот 5725-5865МГц,
напряжения RSSI 0.5..1.1в, чувствительность -91.. 5дБ.
На форуме я прочитал что надо убирать какой то резистор на плате модуля, изучив схему и даташит стало понятно что если на вывод 7 (SPI_SE) подать “0” то отключается SPI интерфейс, и изменениям частоты модуля можно управлять с помощью логических уровней на выводах 4(CS0),5(CS1),6(CS2) таблице приведенной в даташите, что в принципе и реализовано во многих FPV приемников. Нам надо включить SPI интерфейс, для этого надо удалит резистор на плате, который подтягивает 7-ую ногу к земле, т.к. внутри микросхемы уже стоит подтягивающий резистор к ” “питания, то мы просто оставляем эту ногу висеть в воздухе.

USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр

Если модуль оставляем на плате приемника приемника, то надо еще перерезать управляющие выводы
от платы к модулю, эти выводы как раз и есть SPI интерфейс.

Вид с низу модуля RX5808
USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр

CH1 – SPI DATA //Данные, подключаем к AVR(MISO)
CH2 – SPI LE //Активация SPI, подключаем к AVR(SS)
CH3 – SPI CLK //Синхроимпульсы, подключаем к AVR(SCK)

Подключаем все ножки через резистор 1кОм, т.к. микруха у нас на 3.3в, и AVR будит питаться от 5 вольт. Еще один момент, этот модуль будим подключать к аппаратному SPI AVR, но из за того что у него не стандартное количество бит в пакете (25), то ножку (SS) будим подключать не к аппаратному SPI AVR, а к любой другой ножке, и будим ее дергать сами в начале и в конце передачи пакета.А точнее не дергать, а зажимать на землю во время передачи пакета.
В качестве микросхемы я выбрал atmega328, потому что первая попалась под руку, это была ардуино нано, мне нравятся эти платы из за распаянной на ней всей обвязки, включая USB-UART, и можно спокойно прошивать через загрузчик. Но писать будим на простом Си, в WinAVR, я не люблю Ардуино, там куча всего лишнего, и код получается в два раза больше из за тупых библиотек, нету гибкости настройки периферии, и не понятно как он на самом деле будит работать.
LCD экран я взял от nokia 5110 валяются у меня 4 штуки без дела , интерфейс управления – энкодер с кнопкой, я очень люблю использовать в своих проектах энкодр, т.к. его очень просто монтировать в корпус,(дырку просверлил, и вставил) и его одного достаточно что бы управлять достаточно извилистым меню прибора.
И так, в нашем приемники, как и в описанном на форуме, будет 3 режима работы:
– Приемник
– Сканер
– Спектр

В своем приемники я реализовал:
– Изменять частоту приема с шагом 1,2,5,10МГц.
– Уровень сигнала в децибелах.
– Просматривать номер канала и частотную сетку FPV диапазона.
– При настройке частоты, если частота совпадает с каналом диапазона FPV, то показывается этот канал и сетка, например (5645 МГц CH4 E).
– При настройка канала, показывается частота.
– Настраивать приемник по номеру канала FPV.
– Во время сканирования спектра, можно двигать измерительной линии, и при нажатии на нее выходить в режим приемник.
– Сохранять одну частоту. При включении, приемник сразу встает на нее.
– Настройка контраста.
– Сканер диапазона, после сканирования выдает результат по максимальному сигналу боле ~(-80дБ), если сигнал меньше -80дБ(шум), то приемник напишет – “не найдено”.
– Короткое нажатия: Вход в режим. В режиме “приемник” переключается вид настройки – Частота<->Канал.
– Длинное нажатия кнопки(более 500мс): Выход из режима, если находиться в главном меню, то выходим в меню настроек.

USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр

Исходный код на репозиторий:
https://bitbucket.org/atmega128/reciver-module-rx5808/src/67d9a9660b9d3f2d3beef8b565fb7409c3cc02f4?at=master

Инцилизацию и расчет частоты для модуля я взял из исходника с форума, зачем придумывать велосипед, если он уже есть:

Куда что подключено:

USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабр

Блин тут ошибка на схеме, в место контакта MISO надо подключить к выводу 3 (MOSI)!!! лень переделывать

Очень важно обеспечить стабильное опорное напряжения, от этого зависит точность измерений уровня сигнала (RSSI).

Радиосканер, sdr приемник из usb тв тюнера rtl-sdr fm dab dvb-t

USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей / Хабррадиосканер был уделом избранных, теперь в это могут играть даже школьники!

Многие наверно помнят 90-е или 2000-е года, когда серьезные аппараты типа AOR или ICOM стояли около тысячи долларов и большинство из нас могли только мечтать о покупке подобного радиосканера. Но время не стоит на месте и теперь благодаря USB ТВ-тюнеру DVB-T SDR на чипе RTL2832U R820T (RTL2832U R820T2) и специальному софту из него можно сделать широкополосный SDR радиоприемник всего, за каких то 10$.

Что такое радиосканер? Радиосканер – это специальный широкополосный приемник, с помощью которого можно прослушивать служебные рации и радиостанции, то есть можно принимать частоты: ГИБДД, полиция, авиа, ЖД, МЧС, морские, радиолюбителей, ЧОПы, такси и т. д.

Теперь чтобы прослушать вышеуказанные службы, достаточно иметь персональный компьютер с ОС Windows и 10$ на покупку китайского TV тюнера (FM DAB USB DVB-T RTL2832U R820T). Купить это устройство можно на Алиэкспресс, ссылка ведет сразу на нужный нам тюнер, он кстати и используется в видеообзоре.

Смотрите про коптеры:  Что такое зуммер и как он работает - ООО «УК Энерготехсервис»

Комплект поставки: usb тюнер, антенна с кабелем, пульт, диск

В интернете полно статей на эту тему SDR приемник 24MHZ-1850MHz (RTL2832U R820T), но все они 2022 или 2022 года с битыми ссылками. Я лично потратил чуть больше часа, чтобы разобраться с устройством, поэтому решил написать свою статью с актуальными ссылками на драйвера и необходимое ПО.

DVB-T TV USB тюнер обладает возможностью работы в режиме SDR. Всё, что необходимо сделать, так это подменить вместо оригинального драйвера специализированное ПО. Такой тюнер способен обеспечить радиоприем всех радиостанций, работающих в диапазонах частот от 24 МГц до 2,2 ГГц, в том числе СИ-БИ радиостанции, радиолюбительские диапазоны 10 м, 2 м и 70 см, авиа диапазон, LPD раций, таксистов, спектры GSM и других с АМ, FM, WFM, NFM, CW, SSB модуляциями.

Для работы такого радиоприемника не нужна отдельная звуковая карта, просто вставляете его в разъём USB компьютера или планшета, устанавливаете драйвера, запускаете приемную программу и наслаждаетесь приемом. Полоса обзора — 3,2 МГц, т.е. вы видите все станции в этом диапазоне одновременно. Перестройка по частоте — колесиком мыши. В комплекте идет антенна диапазона 70 см.

Технические характеристики:

  • Диапазон частот: 24 — 1750МГц
  • Модуляция: АМ, FM, NFM, LSB, USB, CW (ADS-B, D-STAR, AIS и другие виды. )
  • Полоса обзора: меняется от 250кГц до 3МГц
  • Чувствительность: 0.22мКв (на 438МГц. в режиме NFM)
  • Входное сопротивление приёмника: 50ом
  • Диапазонные фильтры: только внешние
  • Разрядность АЦП: 8бит
  • Динамический диапазон: 50дб (в режиме CW)
  • Задержка принимаемого сигнала: 340мсек.
  • Интерфейс: USB 2.0
  • Требования к ПК: любой современный
  • Операционная система: Windows, Linux, Android

Установка и подключение

Сначала подключите антенну к ТВ тюнеру — затем подключайте его к USB, есть опасность статики. CD диск, который идёт в комплекте с тюнером не понадобится. Здесь требуются другие драйвера и программы, которые описаны ниже:Драйвера скачиваем отсюда (Качаем Zadig — программа для того, чтобы заменить стандартный драйвер тюнера, универсальным драйвером).

Подключите тюнер к usb порту компьютера. Для исключения автоматического поиска драйверов рекомендуется отключиться на время от интернета (в момент подмены драйверов). Windows начнёт искать драйвера, не обращайте на неё внимания. Распакуйте архив zadig_v2.0.1.160.

7z в любую папку и запустите файл zadig.exe. Откроется окно, меню Options — List all devices, затем выбираем из списка наш тюнер RTL2838UHIDIR и устанавливаем драйвера Install Driver. Соглашаемся с предупреждением не проверенных драйверов. После установки драйверов, обязательно перезагрузите компьютер.

Так какую мощность выбрать?

На самом деле все зависит от ситуации, лучше всего использовать передатчики с настраиваемой мощностью.

25 мВт отлично подойдет для полетов внутри помещений, и большинства гонок, 600 мВт — для дальних, одиночных полетов, а 200мВт — нормальный компромисс между первыми двумя вариантами.

Кажется, что между 200 мВт и 600 мВт огромная разница, но на самом деле это не так, если смотреть на радиус. Как я уже говорил, для удвоения радиуса приема, теоретически, нужно увеличить мощность в 4 раза. Так что 600 мВт передатчик даже не удвоит радиус по сравнению с 200 мВт.

Мощность передатчика — это не единственный критерий, можно получить хороший прием сигнала при использовании диверсити приемников и с антеннами с большим коэффициентом усиления.

С 25 мВт видеопередатчиком можно получить радиус 1 км, так что 200 мВт передатчик легко даст радиус в 2-3 км, при правильной эксплуатации. На миникоптерах мы летаем не так далеко, но если у вас есть необходимость в дальних полетах, тогда лучше выбирать частоту пониже, а не 5,8 ГГц.

Формирование и обработка передаваемых данных

Это второй крупный недостаток большинства обзоров по нашей теме: авторы ограничиваются какой-то локальной задачей, не формулируя ее в общем виде, как передачу произвольных данных одним пакетом. Как вы поняли из описания выше, передаваться нашим комплектом может только простая последовательность бит. Стандартная библиотека

кодирует их специальным образом (каждая тетрада кодируется 6-ю битами, впереди добавляется синхронизирующий заголовок, и еще добавляется контрольная сумма для всего пакета) и на выходе превращает в более привычную последовательность байт. Но разбираться с ней уже приходится программисту самостоятельно.

Далее мы считаем, что передатчик и приемник подключены к Arduino. Кроме VirtualWire, в связи с бумом «умных домов», есть еще много всякого подобного, вроде RC-Switch или RemoteSwitch, но они ориентированы на другие задачи, и для передачи произвольных данных их употреблять явно не стоит.

Максимальная длина одного сообщения в VirtualWire равна 27 байт (см. документацию). Передача одного полного сообщения (оно автоматически дополняется сигнатурой 0xb38, значением длины сообщения и контрольной суммой) при выбранной мной скорости 1200 бит/с составляет 0,35 секунды.

Чем больше, кстати, выбранная скорость передачи, тем дальность передачи будет меньше. По опыту применения RS-232 известно, что при увеличении дальности допустимая скорость передачи экспоненциально падает: на скорости 19200 неэкранированная линия работает на 15 метров, на 9600 — 150 метров, а на скорости 1200 — более километра.

Инициализация передатчика в VirtualWire выглядит так:

. . . . .
#include <VirtualWire.h>
. . . . .
void setup() {
  vw_setup(1200); // Скорость соединения VirtualWire
  vw_set_tx_pin(10);   // Вывод передачи VirtualWire D10
. . . . .
}

Разберем принципы формирования данных на конкретном примере. Пусть у нас имеется выносной датчик температуры-влажности. Он выдает значения (переменные temperature и humidity) в формате действительного числа со знаком (float). Чтобы было проще разбираться на приемном конце, будем все приводить к виду положительного целого числа с числом десятичных разрядов не менее 4, переводить разряды по отдельности в ASCII-символы, передавать получившуюся строку, а на приемном конце выполнять обратные операции.

На практике для формирования сообщения удобно воспользоваться типом String, примерно так:

. . . . .
// глобальные переменные в начале
#define ledPin 13 //вывод светодиода (D13, вывод 19 ATmega) 
char msg[13];
volatile int tmpr=0;
volatile int hum=0;
. . . . .
void loop() {
  delay(1000); //пауза 1 c
float temperature;
float humidity;
. . . . .  //здесь получаем значения temperature и humidity с датчика
//температуру с десятыми в целое положительное число 4 разряда:
  tmpr = temperature*10 2731; //2731 = абсолютный ноль в десятых градуса
//влажность в целое число 4 разряда:
  hum = humidity*10 1000; 
// формируем сообщение:
  digitalWrite (ledPin,HIGH); //зажигаем светодиод — начало передачи
  String strMsg="DAH"; //сигнатура - данные
  strMsg =tmpr; //температуру в строку
  strMsg =hum; //присоединяем влажность
  strMsg.toCharArray(msg,12); //переводим строку в массив, 12 – количество знаков
// и посылаем:
  vw_send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); // передача сообщения
  vw_wait_tx(); // ждем завершения передачи
  delay(500); //пауза 500 мс
  digitalWrite (ledPin, LOW); //гасим светодиод — конец передачи
}

Если требуется передавать более точные числа с большим количеством разрядов, то вы просто увеличиваете длину массива msg. Глобальные «волатильные» переменные tmpr и hum нужны в случае, если вы осредняете несколько показаний, в противном случае они тоже могут быть объявлены локальными внутри функции loop().

Сообщение, как видите, состоит из значений преобразованных температуры и влажности, в ASCII-строках по четыре байта каждое, предваряемых строкой из трех символов «DAH» (символы могут быть любыми другими из таблицы ASCII). Это сигнатура, которая позволит выделить данное сообщение из числа возможных других, посылаемых аналогичными устройствами.

Заметьте также, что при преобразовании строки в массив необходимо указать на один символ больше, чем суммарная длина сообщения (3 4 4=11), это учитывается нулевой символ, замыкающий строку. А величина массива msg[] должна быть указана с запасом и может быть любой, в данном случае от 13 до 27 байт. При передаче все равно отправится ровно столько, сколько вернет функция strlen(msg), то есть 11 байт нулевой символ.

В приемной части полученный массив ASCII-кодов придется разбирать (парсить). Но сначала нужно его принять. Для инициализации приема выполняются следующие действия:

#include <VirtualWire.h>
char str[5]; вспомогательная строка для преобразований ASCII в число
  uint8_t buf [VW_MAX_MESSAGE_LEN];  //буфер для хранения принятых данных
  uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN;  // max длина принятых данных
. . . . .

void setup() {
  vw_set_rx_pin(2); //D2 Вывод приемника VirtualWire
  vw_setup(1200); // Скорость соединения VirtualWire
. . . . .
} 


Собственно прием с разборкой строки такой:

void loop() {
  vw_rx_start();  // готовность приема
  buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN; //размер буфера задавать каждый раз
 if (vw_have_message()) { //ждем приема
 if (vw_get_message(buf, &buflen)) // Если данные приняты
  {
    vw_rx_stop(); //останавливаем прием и парсим:
        for (byte i=0; i<3; i  )  // получить первые три байта
                str[i]= buf[i]; // 
                str[3]='';
      if ((str[0]=='D')&&(str[1]=='A')&&(str[2]=='H')) {
//сигнатура правильная, датчик обнаружен
       for (byte i=3;i<7;i  )  // Получить четыре байта температуры
                str[i-3]= buf[i]; // упаковать их в строку
      int tmpr=atoi(str); //преобразовать в целое число
      tmpr=tmpr-2731; //вычесть 2731, получаем в десятых долях Цельсия
. . . . .//здесь можно поделить на 10 и преобразовать во float, если надо
. . . . . // здесь выводим температуру куда-то
// влажность:
      for (byte i=7;i<11;i  )  // Получить четыре байта влажности
                str[i-7]= buf[i]; // упаковать их в строку
      int hh = atoi(str); //преобразовать в целое число
      hh=(hh-1000)/10;
      if (hh>99) hh=99; //получаем влажность в %, целое число
. . . . . //выводим куда-то
   } //end проверка сигнатуры DAT
  } //end данные приняты
 } //прием 
} // end loop

Надеюсь, у вас теперь будет меньше вопросов по применению этих дешевых и удобных в применении устройств.

Выводы

В каких же целях предполагается использовать эти недорогие устройства, являющиеся полноценными конвертерами аналогового сигнала различных форматов в один цифровой, поддерживаемый всеми без исключения современными устройствами отображения? Как уже говорилось, они могут потребоваться в случае отсутствия у телевизора нужного входа.

Или даже в таких банальных ситуациях, как отсутствие необходимых переходников (один из телевизоров автора был получен в ограниченной комплектации, в результате чего все его аналоговые входы оказались недоступны по причине отсутствия специальных фирменных переходников).

Но все же вариант с захватом видеосигнала, имеющего самые разные стандарты, видится более убедительным. И даже предпочтительным, если учесть немалую стоимость разномастных устройств захвата. Конечно, идеальным выходом, который устроит всех, оказался бы конвертер сигнала, подобный одному из рассматриваемых, только имеющий сразу три типа входных разъемов — и VGA, и композитный, и компонентный. Но такое решение, видимо, совсем не входит в планы маркетологов.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector