sabato 14 gennaio 2017

WSPR beacon with Arduino home made by IU3AGC * Test di trasmissione / Transmission test

Da un po' di mesi mi sono appassionato alla ricezione di segnali radio nel modo digitale WSPR, un protocollo di comunicazione digitale che permette di trasmettere e ricevere segnali estremamente deboli.
Potete leggere alcune specifiche relative al WSPR a questo link dove raccontavo le prime prove di ricezione (http://ricercasperimentale.blogspot.it/2016/02/primi-test-di-ricezione-in-wspr-mode.html).

Ieri grazie all'aiuto e alla compagnia dell'amico Daniele IU3AGC è stato possibile testare il WSPR anche in trasmissione, grazie ad un beacon WSPR home made. Il progetto di Daniele IU3AGC mira a creare un beacon WSPR più piccolo e meno costoso possibile, mediante l'utilizzo di Arduino. 
Potete trovare tutti i dettagli del progetto realizzato da Daniele IU3AGC sulla piattaforma github, dove è stato messo a disposizione in un'ottica di open source e di condivisione (link al progetto https://github.com/demarchidaniele/uWSPRBeacon).


Ovviamente il test di ieri non è stato il primo, in quanto diversi test su varie frequenze sono stati realizzati da Daniele IU3AGC per verificare e mettere a punto il sistema.
Il test di trasmissione è stato effettuato dal mio QTH sulla banda radio dei 30 metri e più precisamente sulla frequenza di trasmissione di 10.140,1 kHz con una potenza di 1 mW e cercando di ricevere e decodificare il segnale con un ricevitore Kenwood R1000 collegato al computer dove erano presenti ed attivi alcuni software di decodifica quali WSPR e WSJT-X.
La presenza del DDS permette di configurare uno scheduler per trasmettere in tutte le bande fino ai 6m con cadenze di due minuti.

Nella prima parte del test sono emerse alcune difficoltà che con il passare del tempo sono state superate.
Inizialmente è emerso un problema di deriva in frequenza del ricevitore, causata sicuramente dalle temperature delle apparecchiature appena accese. Dopo un po' di tempo dall'inizio delle operazioni infatti ecco che il segnale andava via via stabilizzandosi fino a far sparire la deriva in frequenza.



Il secondo problema emerso è stata la non sincronizzazione degli orari tra pc e trasmettitore WSPR. E' oramai noto che questo, come altri, sistema di trasmissione richiede una corretta e precisa sincronizzazione degli orari. E' questo il motivo per cui Daniele IU3AGC ha inserito nel suo progetto un ricevitore GPS, con la finalità di avere costantemente l'orario aggiornato. Caratteristica interessante di questo progetto è la presenza della porta Ethernet che permette di configurare da remoto il beacon e di aggiornare l'orologio attraverso internet qualora non fosse disponibile il GPS. Si è capito dopo un po' che il problema era il mancato collegamento del trasmettitore alla rete GPS con il conseguente mancato aggiornamento dell'orario. Questo parametro sballato, fondamentale per la corretta comunicazione del segnale, impediva al sistema di ricezione di decodificare correttamente il segnale. Successivamente il beacon WSPR ha effettuato il collegamento alla rete GPS ed è riuscito ad aggiornare l'orario. 
Nelle due immagini sottostanti si può notare sul display, oltre alla frequenza di trasmissione, la differenza tra l'orario non sincronizzato e quello sincronizzato (orario UTC).



Un terzo problema, ma questa è solo un'ipotesi, potrebbe essere stato legato ai livelli di segnale che vista la vicinanza tra trasmettitore e ricevitore, mandava in qualche in distorsione il segnale ricevuto impedendo la decodifica. Ecco perché si è deciso di diminuire i livelli di volume e gain durante il test.

Una volta ottimizzati questi tre aspetti, il sistema ricevente ha iniziato a decodificare correttamente attraverso il software il segnale di li a pochi minuti. Ecco infatti comparire la stazione IU3AGC nella schermata principale del software WSPR.



Attrezzature utilizzate per il test
TX - beacon WSPR home made + antenna stilo
RX - Kenwood R1000 + antenna Long Wire + computer con software decodifica WSPR e WSJT-X


Un particolare ringraziamento va all'amico Daniele IU3AGC, per la realizzazione di questo progetto e per la disponibilità a condividerlo ed effettuare dei test insieme. In futuro, una volta ricevuto il nominativo radioamatoriale, il WSPR sarà sicuramente un sistema che mi piacerebbe sperimentare, mettendo on air un beacon WSPR!