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カテゴリー「NOAA」の検索結果は以下のとおりです。

SDRサーバ(RTL-SDR)を試す

いつのまにかラジオ関係で楽しんでいるが,本来の目的はNOAA画像受信である(NOAAのカテゴリを作ることにした)

現在NOAA受信用のQFHアンテナはTV(衛星+地デジ)アンテナのケーブルと共用して室内に送っているためノイズが多く受信状態が良好でない場合がある

本来どのくらいの感度があるのか確認するため直接QFHアンテナで受信確認することにした(もっと早くやるべきだったのだけど休日の明るい時にNOAAが近づく事が無かったので遅くなった)

受信試験

衛星の位置が良かったこともあってか感度も良く良好に受信できた

SA_01300114.jpg

(選択にて元の画像が表示される)

受信音もクリアだったのでTVとケーブルを共用しているせい(後日,TVアンテナを外して受信してみたところ室内でもノイズが減ったので間違いない)か経路でノイズを拾っている疑いがある

対策としては,

①QFHアンテナは野外に受信サーバを設置して直接接続

②ノイズ元を取り除く(TVのせいならLPFで対応できるかも

③専用のケーブルで室内に引き込む

があり,そもそも①を前提に考えていたので②③は後回しにしていた(①の実施にあたりラズパイZERO2を調達する予定なのだが4か月も技適待ちなのである)

SDRサーバ

丁度良いので運用は先になるがSDRサーバを試す

サーバはarmbianでセットアップされているNano Pi NEO2があるのでRTL-SDRを試す

IMG_20220201_210215.jpg

RTL-SDRは以下で説明されているが簡単には動かない

https://osmocom.org/projects/rtl-sdr/wiki/Rtl-sdr

いろいろ嵌ったが次の手順で行えば動作する(実行時のメッセージは省略)

開発環境設定

$ sudo apt install cmake
$ sudo apt install libglib2.0-dev

DL&コンパイル

$ mkdir SDR
$ cd SDR
$ git clone git://git.osmocom.org/rtl-sdr.git
(変更あり:https://osmocom.org/projects/rtl-sdr/wiki/Rtl-sdr
$ git clone https://gitea.osmocom.org/sdr/rtl-sdr.git
$ cd rtl-sdr/
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ../ -DINSTALL_UDEV_RULES=ON
$ make
$ sudo make install

(注)コマンドは「/usr/local/bin」にセットアップされる

動作環境設定

$ sudo ldconfig
$ sudo cp ../rtl-sdr.rules /etc/udev/rules.d/
$ sudo su
# echo 'blacklist dvb_usb_rtl28xxu' > /etc/modprobe.d/blacklist-rtl.conf

(注)「rtl-sdr.rules」は既にコピーされているかもしれない

再起動

$ shutdown -r now

嵌った時

cmakeでエラーになるとか,makeでlibusb.h が無いとかリンクでライブラリが無いとか嵌ることがあるが「libglib2.0-dev」のインストールで解決するようだ

もしエラーが消えないなら追加で以下を試してみると良い(追記:クリーンインストール時,以下が必要であった)

$ sudo apt install libusb-dev
$ sudo apt install libusb-1.0-0-dev

テスト

$ rtl_test

サーバ起動

$ rtl_tcp -a 192.168.xxx.xxx

(追記:以下で良い)
$ rtl_tcp -a 0.0.0.0

(オプション)

Usage: [-a listen address]
[-p listen port (default: 1234)]
[-f frequency to tune to [Hz]]
[-g gain (default: 0 for auto)]
[-s samplerate in Hz (default: 2048000 Hz)]
[-b number of buffers (default: 15, set by library)]
[-n max number of linked list buffers to keep (default: 500)]
[-d device index (default: 0)]
[-P ppm_error (default: 0)]
[-T enable bias-T on GPIO PIN 0 (works for rtl-sdr.com v3 dongles)]

(チューナーが2個の場合)

IMG_20220201_210250.jpg
Found 2 device(s):
0: Realtek, RTL2838UHIDIR, SN: 00000001
1: Realtek, RTL2838UHIDIR, SN: 00000001

(1を選択して起動)

$ rtl_tcp -a 192.168.xxx.xxx -p 1234 -d 1
SDR#

①で「RTL-SDR TCP」を選択して②を実行

WS_001.png

IPアドレスとポート番号(デフォルトが1234)を入力

WS_002.png

SDR#はAGCを選択しても保持されないようなので毎回起動時にチェックする(サーバ起動時に選択もできるようだ)

HDSDR

ExtIO_RTL_TCP.dll」を入手してセットアップ(HDSDRのフォルダーに置く)する

起動して①のSDR-DeviceでIPアドレスとポート番号を入力しようとしても入力できないので②のoptioonsの「select input」→「Realtek RTL2832」を実行すると入力できるようになる

WS_011.png

(起動時は入力できない)

WS_012.png

(「Realtek RTL2832」を実行した後は,先に入力されているIPが選択された状態になる)

WS_013.png

ここで「192.168.xxx.xxx:1234」と入力しようとすると入力途中でハングアップする

ハングアップしたら強制終了しても再起動でハングアップするのでHDSDRのフォルダーにある「delete_settings.cmd」を起動前に実行する

IPアドレスとポート番号の入力はカット&ペーストで行う(入力途中に接続にいってハングアップしていると思われる)

停止して入力すれば問題ないようだ

QFHアンテナを正式に設置

何度かNOAAの受信を試行してQFHアンテナが十分に性能を発揮しているようなので暫定から正式に設置し直した

IMG_20211018_125205.jpg

RFアンプを追加したいので屋根の上への設置は止めベランダに取付け

ベランダへの取付けには「日本アンテナ アンテナ取付金具 BK-32ZR」を使用

IMG_20211018_125244.jpg

塩ビのマストのため揺らぎに強いと思うが隣の家へ飛んでいくと大変なのでステー(100均の被覆付き針金を使用)は張っておく

IMG_20211018_125144.jpg

ステー用の取付け部品は3Dプリンタでで制作(PETGで壁は厚めにした)

IMG_20211018_120404.jpg

追加予定のRFアンプ

利得確保のため購入していたRFアンプを試験

IMG_20211017_204315.jpg

電圧は10Vが効率良く効果はありそう

消費電流は23mAでアンテナ直下に設置するため電源を太陽電池+バッテリにしようと考えているが大丈夫そうだ

IMG_20211018_171339.jpg

NOAAからの画像受信に成功

ようやくNOAAからの画像受信に成功(画像選択で拡大)

10121242.jpg

この時の受信データ(2:51までは無音)

簡単にできるものと鷹をくくってた甘ちゃんだったので(よし!やったぜ!って感じの)感動ものとなった

最終的には問題ではないかと考えれられたチューナーを「DVB-T+DAB-FMを(820T2採用)」に交換したら上手くいったことに

IMG_20211012_193408.jpg

ちなみに,DVB-T+DAB-FMはDS-DT305BKより大きい,消費電流が倍あるので消費電力は4倍ある(放熱も多い)

性能の差は電力消費による(調整可能)最大ゲイン差ではないかな?

実働

チューナーを付け替えてみて性能差は直ぐに判った

なにしろFMの受信強度が違う

WS20211112_05.png

これなら良い結果がでるかもと期待通りのNOAA受信画面(受信強度がこれまでと異なる)

WS20211112_06.png

しばらく受信を確認してクリアーになったところでXtoimgで音声受信したところ画像として浮かび上がってきた~!

WS20211112_07.png

この時の衛星スケジュール

WS20211112_08.png

ドライバに関して

DS-DT305BK(FC0012)と同じドライバでは動作しないようなので「DVB-T+DAB-FM」を導入時更新

同じくZadigを使用するのであるがWindows10では少しコツがいるようだ(http://blog.livedoor.jp/bh5ea20tb/archives/5648248.html

①Zadigを起動して,Optionから「List All Devices」をチェック「Ignore Hiubs ...」のチェックを外す

WS20211112_01.png

②RTL2838UHDIRを選択

WS20211112_02.png

③Driverの表示に注意(WinUSB(v6.1.7600.16385)してInstall(以下はReinsatall)する(異なるようなら,他で新しい情報を得ること!ミスると最悪OSの再インストールが必要となる

WS20211112_03.png

④デバイスマネージャーで確認

WS20211112_04.png

 

NOAAの受信用にQFHアンテナを作製

NOAA専用アンテナ(共振周波数137.5MHz,右旋円偏波)を作製する

準備

参考にしたサイト

以下が材料(初期購入分)

IMG_20211004_180304.jpg

  • エレメントとして2.6㎜アルミ線
  • 垂直ポールとして20㎜の塩ビ管(固いやつ)
  • 水平方向のエレメント通し用として3㎜(外径5㎜)の塩ビ管(透明)
  • エレメント補助(中位置)として3㎜では弱いと考え外径8㎜の塩ビ管も追加
  • 同軸4CFB(安価だったので・・・)

補助用部品を3Dプリンタで作製(以下未使用,変更分もあり)

IMG_20211009_144529.jpgIMG_20211009_200348.jpg

部品は強度が欲しかったのでPETG(インフェル50%)で造形(PETGは紫外線に弱いらしいのでABSの方が望ましいと思う → 塗装で対応しようと考えている)

QFHアンテナの設計サイトでサイズを求める

穴空け用の貼り付け図面(切り取ってポールに貼り付ける)もあるので便利

WS20211010_01.png

組み立て

①塩ビのポールに穴空け用の貼り付け図面を糊付けしてドリルで穴を空ける

IMG_20211009_192751.jpg

IMG_20211009_192802.jpg

②同軸を通しバランを構成する

IMG_20211009_201214.jpgIMG_20211009_201251.jpg

このアンテナではバランは有効性がない説もある

バランは防水のため(100均にある)水道管の水漏れを補修するためのテープで巻いた

③エレメントを通す水平塩ビの受け補助を付ける

IMG_20211009_202241.jpg

④水平塩ビを通しインシュロックで固定

IMG_20211009_215003.jpgIMG_20211009_215022.jpg

IMG_20211009_215045.jpgIMG_20211009_215100.jpg

注)水平塩ビの先に付けた部品の左右に穴があるが,これはハリスを通して水平塩ビの補強のために考えていた(現状は未使用)

⑤中位置のエレメント補助(外径8㎜)塩ビ管を設置

IMG_20211009_221602.jpg

塩ビの先にエレメント通し部品を付ける

IMG_20211009_221715.jpg

⑥2.6㎜アルミ線エレメントを通す

IMG_20211010_131641.jpg

ラージエレメントとショートエレメントをサイズ通り切り取りエレメントを構成する

⑦同軸とエレメントを結線する

IMG_20211010_122445.jpg

もともと丸端子を圧着してビス止めを考えていたが20㎜の塩ビ管には入らなくて断念

しかたないので半田付けしようとしたがアルミと同軸の半田は厳しい

心線は銅なので時間を掛ければ付いたが網線は付かないので端子を圧着して圧着部分のみ取り半田した(端子は錫メッキされているが傷を付けて付き易いようにした)

IMG_20211010_122403.jpg

棒端子で処理すると良かったのではないかと思う

⑧エレメントの形を補正して各所をホットボンドで固定

IMG_20211010_131730.jpg

天辺はホットボンドで固めて蓋を付けた

設置

ロケーションの良い場所で試行したかったが,エレメントがもろいため持ち運びするのを止め(最終的には自宅設置となるため)自宅で実験的な設置にした

IMG_20211010_152009.jpg

配線はTVアンテナに混合(独立に配線したかったが,新規に配線経路を構築するのに問題があったため)

→ 無理に引き込まなくても,データ処理なら外で受信サーバ化して無線LANで取り込めるし,外で受信クライアント化するやり方もある(この方が実装を考えるのが楽しそう)

IMG_20211010_145719.jpg

混合器を作製することも考えたが分配器の逆付けで対応

TVはBS(パラボラ)+地デジなので137MHz追加においてフィルターは無くても問題はない(改善策として後から考える)

試行

本日の衛星軌道の時間に間に合ったので受信開始

WS20211010_03.png

これまで全く聞こえなかったのが受信できた(専用アンテナの効果は素晴らしい~)

WS20211010_02.png

しかしデータ受信としては不十分なようだ

WS20211010_04.png

後の受信確認でも映像化は不可であった

考察

チューナーの感度が不足しているのか?

ネットで調査したところ「DS-DT305BK」が採用している(FC0012チップ)では衛星受信は厳しいようであることが記載されていた

別のチューナーを調達して試行してみることにする

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