Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo zusammen,
ich habe hier und an anderen Stellen im Netz viele Sachen zum Thema SDR mit einem DVB-T Stick gelesen. Für 10 Euro pro Stick kann man nicht viel verkehrt machen dachte ich und habe 2 verschiedenen Sticks bestellt. Beide laufen am PC sehr gut und ich kann neben DVB-T auch DAB+ und FM empfangen. Mit einem vorgesetzten Konverter empfange ich AM Radio ab der Mittelwelle und alle AFU-Bänder. Was mich stört ist die Verwendung eines großen PCs mit Windows 7 im Bastelzimmer. Die DVB-Empfänger brauchen ńicht die gesamte Leistung des Rechners, dér Rechner hat eine Stromaufnahme von knapp 90 Watt, dazu nochmal ein Monitor mit 30 Watt.
Im Katalog von Reichelt und Pollin habe ich verschiedene kleine Einplatinenkomputer gesehen, die die Aufgabe wohl auch mehr oder weniger gut können. Die Kosten für diese Computer sind sehr vertretbar, 30-60 Euro, die Stromaufnahme bei allen deutlich unter 10W meist 5W.
Raspberry Pi B+: CPU: ARM11, 700 MHz Arbeitsspeicher: 512 MB Grafik: Dual Core VideoCore IV, OpenGL ES 2.0, OpenVG 1080p Anschlüsse: HDMI, LAN 10/100 Mbps, 4x USB 2.0, Audio-/Video-Out (3,5 mm Klinke), GPIO 40-Pin, Kamera (CSI-2), Display (DSI) microSD-Speicherkartenslot
Banana Pi:CPU: A20 ARM Cortex-A7 Dual-Core, 1 GHz GPU: ARM Mali400MP2, kompatibel mit OpenGL ES 2.0/1.1 Arbeitsspeicher: 1 GB DDR3 SDRAM
Für diese Komputer gibt es mehrere Betriebssysteme wie Android 4 oder Linux,kein Windows! Einen Raspberry habe ich von meinem Sohn geliehen bekommen und kann sagen das die Leistung für ein Allwellenradio nicht ausreicht. Bestellt habe ich deshalb einen Banana Pi und einen Odroid C1 zum testen. Der C3 ist wohl noch nicht lieferbar. Alle diese Rechner haben noch verschiedenen digitale und analog Ein- und Ausgänge für Mess- und Schaltaufgaben. Die braucht man zum Beispiel für Taster oder Drehimpulsgeber oder um Frequenzumsetzer und Vorkreise per Relais oder Diode an den HF-Eingang des DVB-Stick durchzuschalten. Einige benutzen diese Ausgänge auch für Modulatoren (FM-Radiosender) bzw. als Transceiver bis 250 MHz. Diese Lösung finde ich auf Grund des Rechtecksignals der PLL-Chips ohne weitere Filter sehr bedenklich!
Seit gestern habe ich den Banana Pi am Laufen und bin von der Leistung recht begeistert. Auf dem Linux sind bereits Webbrowser, Büroprogramme, Videoabspieler vorhanden. Auch Internetradio geht. Alles läuft sehr zügig und fast schon so wie am großen Rechner (dieser Beitrag wurde auch mit dem Banana Pi geschrieben ), allerdings bei 1/20 der Stromaufnahme. Ich habe den DVB-Stick mit den Rechner verbunden und kann nach der Treibereinrichtung schon alles außer DAB+ dekodieren. Die DAB+ Software will noch nicht laufen, ich muss schauen woran das liegt. Die HF-Konverter kann man per Mausklick ein und aus- schalten. Was jetzt noch fehlt ist ein kleiner berührungsempfindlicher Monitor und ein schönes Gehäuse.
Wenn die DAB+ Dekodierung noch funktioniert, vielleicht auf dem schnelleren Odorid C1, dann werde ich einen solches Allwellenradio in ein altes ausgedientes Radiochassi bauen.
Wer hat hier im Forum bereits ähnliches gebaut oder kann etwas zum DAB+ Empfang mit den Kleinstrechnern sagen?
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Re: Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo zusammen,
mein Design erfährt doch noch eine kleine Änderung. Bisher habe ich für die Radiobänder (LW, MW und KW) einem Mischervorsatz genutzt weil die USB-Sticks nur bis zirka 30 MHz nach unten abstimmbar sind. Dieses Vorgehen ist nicht mehr nötig. Im Internet erfährt man, das diese USB Sticks auch außerhalb der Spezifikation empfangen. War bis vor einigen Monaten noch ein Hardwareeingriff notwendig, genügt nun ein neuer Treiber um das DirectSampling der Kurzwelle zu aktivieren. Bei meinem Exemplar geht dies von 0.1 MHz bis knapp 28 MHz.
Da der Preis der USB-Empfänger sehr niedrig ist (<10 Euro) habe ich für das Allwellenradio jetzt zwei DVB-Sticks im Einsatz. Ein Stick läuft mit einem Treiber für den Direktempfang aller Bänder unter 28 MHz, der Zweite empfängt alles zwischen 25 MHz bis 1700 MHz. Ein Umschalten der Treiber oder eines Frequenzvorsatzes ist nicht nötig.
Beide Empfänger musste ich nackig machen da das Plastikgehäuse sonst einen gleichzeitigen Einsatz wirksam unterbinden würde. Auch so musste ich die beiden Sticks horizontal versetzt stecken, sonst hätte es nicht gepasst. Ein kleiner WLAN Stick (kleiner schwarzer Stummel über den unteren DVB.Stick) bringt den Allwellenempfänger gleich noch Internetradio bei. Als Nebeneffekt wird auch die Fernwartung,das Update des Betriebssystems oder die Fernsteruerung des Allwellenradios aus dem Internet möglich. Einen kleinen passiven Kühlkörper habe ich den Prozessor und Arbeitsspeicher noch gegönnt. Damit können alle 4 Prozessorkerne statt mit 1.5 GHz notfalls noch bis 1.7 GHz Taktfrequenz hochgetaktet werden ohne das es Temperaturprobleme gibt. Im Moment ist das aber nicht nötig, bis jetzt funktioniert alles zügig ohne große Temperaturentwicklung. Der Prozessor läuft bei Volllast aller Kerne bei knapp 40 Grad.
Als Display nutze ich ein berührungsempfindliches 9 Zoll TFT Modul. Dieses habe ich bei ebay für knapp 35 Euro aus Frankreich bekommen.
Der Anschluss des Monitors erfolgt über ein HDMI-Kabel. Darüber wird neben dem Video auch das Audiosignal des Rechners übertragen. Das Modul ist somit auch eine kleine Soundkarte mit NF-Klinkenausgang. Die Steuerkomandos der Sensorfläche werden über USB zurück an den Rechner gesendet. Später soll die Stereo-NF noch einem externen NF-Verstärker zugeführt werden. Der Monitor wird wie der Kleinrechner über ein Steckernetzteil versorgt. Die Stromaufnahme liegt mit 300mA bei 5V noch im "erträglichen". Ein Steckernetzteil mit 5V und 2A kann den Rechner und Monitor gemeinsam treiben ohne in die Knie zu gehen.
Re: Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo,
der Rechner bootet nun ein Ubuntu 14.04 Linux mit allen Treibern und nötigenProgrammen von SD-Karte. Nach einer automatischen Nutzeranmeldung wird ein kleines Programm gestartet welches ein rudimentäres Hauptmenü darstellt.
Das Bild ist etwas unscharf. Ich habe es direkt vom TFT Modul abfotografiert. Mir fehlt noch eine passende Linux-Software für direkte Bildschirmmitschnitte. Jeder Knopf startet ein passendes Programm mit den Einstellungen für den jeweiligen USB-Stick.
Hier läuft Empfänger 1 auf der Kurzwelle im 40m Band. Modulationsart und Bandbreite lässt sich per Fingerberührung auf dem Monitor ändern. Das Kurzwellenband kann mit der Software auf der SD-Karte mitgeschnitten werden.
Mit dem zweiten Knopf im Hauptmenü statet die Software den Empfänger 2. Der Empfangsbereich geht jetzt von 25 - 1700 MHz. Hier ein UKW-Sender.
Mit einer Berührung auf den Knopf DVB-T startet ein Mediaplayer mit dem Empfängerstick 2. Die Wiedergabe erfolgt ohne Ruckeln, die Leistung der 4 CPUs ist also ausreichend. Die Aufnahmefunktion des Mediaplayers funktioniert noch nicht, ich habe keine Ahnung warum, auch so wäre diese Funktion nur eine nette Zugabe zum Allwellenradio und keine Kernfunktion.
Eine passende Internetradiosoftware habe ich noch nicht gefunden, deshalb ist dieser Knopf auch noch ohne Funktion. Für den DAB-Empfang erstellt mein Sohn diese Woche noch eine Software. Ich berichte über Erfolg oder Misserfolg.
Re: Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo Heinz,
das ist ja eine tolle Sache! Kommerziell kostet so ein Radio einen größeren vierstelligen Betrag, eine Firma aus der Schweiz bietet das an. Ich habe mich schon immer gefragt, warum das nicht billiger gehen soll.
Ich hätte hier noch ein Beagleboard übrig, das ist zwar etwas schneller als das Raspberry Pi, aber leider gibt es dafür nur das wenig nutzerfreundliche Angström-Linux. (Bei mir läuft das Board derzeit unter dem sehr schnellen RISC OS, wo dann wiederum die Software und Treiber für einen SDR fehlen.)
An einem Nachbau Deiner Lösung wäre ich jedenfalls sehr interessiert!
Re: Sparsames Digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo Heinz,
angeregt durch deinen Beitrag hier mußte ich das mit dem KW-Empfang ohne Konverter gestern mal testen. Ich habe auch so einen Stick mit RT820T der aber nicht ganz Baugleich mit deinen ist. Es funktioniert auch bei mir, aber bei weitem nicht so empfindlich wie mit Konverter. Ein par starke Radiosender im 49m und 41m Band gingen, aber von den Amateurfunkern im 40m Band, die ich mit meinen einfachen Konverter problemlos empfange, kam nichts durch und auch unterhalb des 49m Band habe ich keinen Sender finden können.
Re: Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo Volker,
ja die Anzahl von Einplatinencomputer ist sehr groß, deinen Beaglebord hatte ich noch nicht in der Hand. Gibt es für Risc OS denn keine Compilersysteme und offene Quellen? Ich habe den Eindruck das von allen Systemen der Raspberry am weitesten auf der Softwareseite unterstützt wird. Vielleicht liegt es daran das es Ihn schon einige Jahre gibt. Der Banana Pi und die Odroid-Rechner sind alle recht neu, aber es gibt schon einige Linuxdistributionen und monatlich werden es mehr. Ich habe mich auch gegen den Raspberry Pi entschieden weil die Leistung für ein Softwareradio leider nicht ausgereicht hat. Man kann die USB-Empfänger anschließen aber für die Signalverarbeitung fehlt die Rechenleistung und wohl auch etwas Arbeitsspeicher und Datendurchsatz.
Hast Du Informationen zu den kommerziellen Empfängern? Modellname und Hersteller? Vielleicht kann ich mir etwas abschauen. Wenn Du Lust auf einen Nachbau hast, dann kann ich Dir einen Abzug meines Betriebssystems mit allen Treibern und Programmen schicken. Es muss aber noch etwas daran gearbeitet werden. Mein Sohn programmiert mir noch ein DAB+ Dekoder und Oberfläche weil es da mit 1-2 Lösungen unter Linux nichts wirklich ansprechendes gibt. Er hat beruflich mit solcher Signalverarbeitung zu tun und sozusagen besten Zugang.
Re: Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo Frank,
schön das Du auch einen Versuch gestartet hast. Was hast Du als Antenne genommen? Mit der Stummelantenne für DVB-T ist der Empfang auf der Kurzwelle sehr sehr schlecht. Ich habe für das 40m Band einen 20m Dipol genutzt. Rundfunk und Amateurfunk geht gut. Einen direkten Leistungsvergleich zwischen Direktsampling und Konverter habe ich noch nicht betrieben, der Empfang war im ersten Versuch direkt sehr brauchbar. Ich hatte sogar einen brauchbaren Empfang auf der Langwelle mit dieser Antenne.
Re: Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo Peter,
ich kann Dir leider auf deine Mail im Postfach nicht antworten, deshalb hier meine Antwort.
Die Programme habe ich vom Author als Quellen bekommen und konnte mir diese für mein System mit einigen Kniffen neu übersetzen. Das geht definitiv auf dem Banana Pi. Du musst aber auch alle Abhänigkeiten bei den Bibliotheken erfüllen. Es ist also einiges an Vorarbeit zu leisten damit der Compiler fehlerfrei durchübersetzt.
Habe ich es richtig verstanden das Du den Empfänger über einen Ringmischer betreibst? Vielleicht sind die Mischerverluste so hoch das auf Lang- und Mittelwelle nur noch ein instabiles Signal durchkommt. Ich habe für meine Versuche mit einem Frequenzkonverter einen Dual-Gate-Fet benutzt. Das Signal muss dann im USB-Empfäner nur noch wenig verstärkt werden. Da muss man etwas probieren um die ideale EInstellung zu finden.
Ja der Direktempfang geht bei meinen Stick über den ANtenneneingang. Das Signal wird dann wohl direkt zum Analog-Digitalwandler durchgeschliffen. Es soll aber bei den vielen unterstützten Empfängern eine große Streuung geben was den Empfangsbereich und die Empfindlich angeht. Hier muss man vorher testen. Mit meinem Billig-Sticks hatte ich wohl Glück. Ich habe noch einen Noxon, da habe ich den DIrektempfang noch nicht getestet.
Danke für die Empfehlung für das Mitschnittprogramm. Ich werde es demnächst mal testen.
Re: Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo Heinz,
als Antenne habe ich das Gehäuse von meinen Sat-Multiswitch angeschlossen, die Sat-Anlage ist hier nicht geerdet, und auch wenn das eher abenteuerlich anmutet geht das auf 40 m als Empfangsantenne recht gut. Bei mir läuft das ganze unter WindowsXP mit SDR#, aber ich glaube daß es nicht daran liegt. Ich habe da zuerst den Konverter dran gehabt, und da ging alles wie gewohnt, dann habe ich die Software geändert und den Konverter abgeklemmt und die "Antenne" direkt angesteckt, damit ging dann grade so mit maximaler Verstärkung Radio China. Im 40 m Amateurfunkbereich hat er nur gerauscht. Ich vermute mal, da es bei dir besser geht, daß es an meinen Stick liegt. Der ist dafür ausgelegt Frequenzen über 45 MHz zu verarbeiten und da hat man wohl ein Hochpaß eingebaut der diese niedrigen Frequenzen nicht so durch läßt...
Re: Sparsames digitales Allwellenradio selbst gebaut...
Hallo Frank,
die Funktion des Direktsampling scheint wirklich stark vom Stick abzuhängen. Mit einem Noxon DAB-Stick kann ich unter 30 MHz gar nichts empfangen. Mit einem Logilink ist nur ein Empfang von 6 - 14 MHz möglich, die Empfindlichkeit ist nicht sehr gut. Die von mir für das Projekt vorgesehenen USB-Sticks - ich kann leider keinen Hersteller auf der Verpackung ausmachen - funktionieren im gesamten HF-Empfangsbereich gut (nicht merkbar schlechter als mit Konverter). Für einen Nachbau gilt es also zu selektieren oder je nach Model sich für Direktempfang oder den Empfang über einen Konverter zu entscheiden. Der Einsatz eines Konverters ist aber nicht sehr schwierig. Alle o.g. Einplatinenrechner haben GPIOs über die man schalten und walten kann. Ich muss lediglich meine Steuerdatei für das Hauptmenü anpassen um einen Konverter in Betrieb zu nehmen. Den Versatz durch den LO kann man im Empfangsprogramm einstellen, die angezeigte Frequenz ist dann richtig.
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), allerdings bei 1/20 der Stromaufnahme. Ich habe den DVB-Stick mit den Rechner verbunden und kann nach der Treibereinrichtung schon alles außer DAB+ dekodieren. Die DAB+ Software will noch nicht laufen, ich muss schauen woran das liegt. Die HF-Konverter kann man per Mausklick ein und aus- schalten. Was jetzt noch fehlt ist ein kleiner berührungsempfindlicher Monitor und ein schönes Gehäuse. 
Wenn Du Lust auf einen Nachbau hast, dann kann ich Dir einen Abzug meines Betriebssystems mit allen Treibern und Programmen schicken. Es muss aber noch etwas daran gearbeitet werden. Mein Sohn programmiert mir noch ein DAB+ Dekoder und Oberfläche weil es da mit 1-2 Lösungen unter Linux nichts wirklich ansprechendes gibt. Er hat beruflich mit solcher Signalverarbeitung zu tun und sozusagen besten Zugang.