Um rádio definido por software com um cordão de sapatos: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

No início era o conjunto de cristal - o primeiro receptor de rádio de transmissão prático. Mas precisava de uma antena longa e só podia receber estações locais. Quando surgiram as válvulas (tubos, para os nossos amigos americanos), foi possível construir rádios muito mais sensíveis, e que também podiam acionar um alto-falante. Os primeiros rádios ainda tinham seletividade relativamente baixa (ou seja, a capacidade de discriminar estações próximas no dial de sintonia).

Uma virada de jogo foi introduzida na década de 1930 em um design radicalmente novo conhecido como superhet. Normalmente precisava de 4 ou 5 válvulas, mas proporcionava sensibilidade e seletividade muito melhoradas. Na verdade, ele permaneceu como o design dominante desde então.

Você pode aprender mais sobre tudo isso em Como funcionam os rádios no Wiki de reinicialização.

Com a explosão das comunicações digitais, o design do superhet ainda é o método dominante de sintonia e amplificação do sinal de rádio. Mas, em muitos casos, o sinal não é mais apenas enviado para um alto-falante. Pode ser um sinal de celular, GPS ou rádio DAB ou um feed de dados de uma sonda espacial, ou WiFi ou Bluetooth, ou um sinal para abrir remotamente a porta da garagem. Ou qualquer uma de uma lista quase infinita.

Agora você precisa de um satnav para receber sinais de GPS, um rádio DAB para transmissões digitais, um smartphone para voz e dados móveis, um computador com WiFi para WiFi, uma porta de garagem para responder ao seu fob e … bem, a lista continua.

Deve haver uma maneira melhor?

Fanfarra de trúmulos, por favor! Entrar no palco deixou o rádio definido por software (ou SDR para seus amigos).

Um computador pode fazer qualquer coisa, desde que você possa dividi-lo em etapas lógicas. Você está olhando para um agora! Então, por que não programá-lo para interpretar um sinal de rádio? Com um programa diferente, você pode receber o que quiser, incluindo as antigas transmissões AM e FM.

Parece complicado e caro? Nem um pouco - você pode fazer isso com dinheiro no bolso! Leia.

Etapa 1: O que você precisa

Em primeiro lugar, você precisará de um adaptador de TV USB DVB-T. Deve ser um usando os chips R820 e RTL2832.

Se você simplesmente pesquisar no eBay por "R820 RTL2832", encontrará muito menos de £ 10, ou bem menos de £ 10, se puder esperar algumas semanas pela entrega do Extremo Oriente.

Em termos gerais, existem dois tipos. Há alguns com um soquete de TV coaxial antigo na extremidade, e outros com um conector SMA ou MCX mais moderno do tipo parafuso. Alguns destes últimos vêm com sua própria antena. Não importa qual você escolher, mas o mais barato provavelmente será um com tomada de TV e que use uma antena DIY.

Se qualquer uma das opções acima deve funcionar bem, se você estiver feliz em pagar um pouco mais, pode obter um aqui que é garantido para dar o melhor desempenho possível.

Você também precisará de um computador, de preferência Windows ou Linux. Se você é um usuário do Mac, pode considerar encontrar um computador antigo e instalar o Linux nele, embora haja um software SDR limitado para OSX.

Para uma antena DIY, você precisará de um cabo de antena coaxial de TV antigo ou, se tiver um ferro de solda, poderá usar um plugue coaxial de TV e um pedaço de fio.

Você também pode achar um cabo de extensão USB útil, para posicionar o dongle e sua antena longe do computador.

Etapa 2: uma antena de um cabo de TV Co-ax

O comprimento da antena não é crítico, a menos que você queira o máximo de sensibilidade em uma banda específica, mas não é provável que você consiga isso com uma antena DIY simples.

Pegue o cabo da antena coaxial e corte uma extremidade com 15 - 30 cm de cabo.

Agora corte o isolamento externo em torno de sua circunferência com uma faca artesanal. Corte daí até o fim ao longo de seu comprimento para remover o isolamento.

Afrouxe ou corte a trança externa para que você possa puxar o condutor interno com seu isolamento.

Agora é só cortar a trança externa e você tem sua antena.

Etapa 3: uma antena de um pedaço de arame rígido

Se você tiver um ferro de solda e um plugue de co-machado sobressalente, poderá usá-los para fazer uma antena. Usei um pedaço de fio de cobre esmaltado de aproximadamente 16 calibres com um pedaço curto de retalho termorretrátil para evitar que o cabo do cabo cortasse o esmalte.

Etapa 4: Instalação do Windows

O melhor software para começar é SDR # (pronuncia-se SDR Sharp), que roda no Windows 7, 8 e 10. Há um Guia de Início Rápido que fornece instruções completas, então aqui vou apenas dar um resumo. Consulte o Guia de início rápido se algo não estiver claro ou parecer não funcionar conforme o esperado.

Primeiro, você precisará garantir que o Microsoft. NET 4.6 ou mais recente redistribuível instalado. Você também pode precisar do Visual C ++ Runtime se ainda não estiver instalado.

Agora navegue para www.airspy.com e selecione Download no menu superior e, a seguir, clique no botão Download no Pacote de software Windows SDR.

Isso fará o download de um arquivo zip, não de um arquivo do instalador (. MSI). Gosto de colocar esses programas em c: / Programas em vez de c: / Arquivos de programas, então crie c: / Programas e, sob ele, uma pasta SDR #. Expanda o arquivo zip baixado nele.

Na pasta de arquivos extraídos, clique duas vezes em install-rtlsdr.bat. Isso executará um prompt de comando que fará o download de drivers adicionais.

Agora conecte seu dongle e espere o Windows tentar configurá-lo. Isso pode levar alguns minutos. Espere até que ele não seja mais exibido como "Em Progreass" em Dispositivos e Impressoras. Ele irá falhar ao configurá-lo ou instalar os drivers de TV DVB-T do Windows.

Novamente na pasta de arquivos extraídos, localize zadig.exe, clique com o botão direito sobre ele e selecione Executar como Administrador.

No menu suspenso Opções, certifique-se de que Listar todos os dispositivos esteja marcado. Em seguida, na lista suspensa, selecione Bulk-In, Interface (0). Contra o ID do USB, agora deve mostrar 0BDA 2838, que é o id do seu adaptador DVB-T.

Contra o Driver, pode ser Nenhum ou RTL2832UUSB. Na caixa à direita, selecione WinUSB. Clique em Instalar ou reinstalar driver abaixo. (Na captura de tela eu tinha feito isso anteriormente, então a caixa à esquerda já mostrava WinUSB como o driver instalado atualmente.)

Se você receber um aviso de que o Windows não pode verificar o editor do driver, clique em Instalar assim mesmo.

Aguarde o pop-up de confirmação indicando a instalação bem-sucedida.

Finalmente, forme a pasta de arquivos extraídos, encontre SDRSharp.exe e, enquanto segura as teclas Ctrl e Shft, arraste e solte na área de trabalho. Isso criará um ícone de inicialização conveniente.

Etapa 5: executando SDR #

Clique duas vezes no ícone de atalho SDRSharp.exe na área de trabalho. O logotipo AIRSPY aparecerá sobreposto em sua área de trabalho e, após alguns segundos, a janela SDR # aparecerá.

No painel esquerdo, na parte superior, clique em Fonte e, na lista suspensa, selecione RTL-SDR (USB).

Agora clique no ícone Iniciar na parte superior. SDR # deve estar funcionando agora, mostrando o espectro do que está recebendo. Nesta captura de tela de parte da banda de transmissão FM, você pode ver duas estações fortes. (Você pode ouvir facilmente transmissões AM e FM. Veja mais tarde.) Abaixo está o que é chamado de "exibição em cascata", que mostra como o espectro acima evolui com o tempo. A estação da esquerda é música e você pode ver que a estação da direita é uma fala com silêncios. As duas linhas vermelhas verticais contínuas que você pode ver percorrendo-o se observar com atenção são a portadora ultrassônica que é modulada com a informação estéreo. Um sinal de código morse realmente mostraria os pontos e os traços.

Você obterá melhores resultados se usar um cabo de extensão USB para posicionar o dongle longe de seu computador, caso contrário, você obterá muitos sinais espúrios gerados pelos circuitos digitais em seu computador.

A interface do SDR # não é totalmente intuitiva, portanto, leia para obter orientação.

Etapa 6: ajuste e controles

Tuning:

A captura de tela acima mostra uma transmissão de rádio DAB, especificamente o conjunto BBC National DAB (Bloco 12B). Como você pode ver, há 1,5 MHz de largura de banda com muitos programas diferentes em um único "conjunto".

O método de ajuste demora um pouco para se acostumar. Primeiro, certifique-se de ter o ícone Center Tuning (dois triângulos apontando um para o outro) exibido à direita da exibição de frequência de fonte grande no topo da janela, como na captura de tela. Se não, clique nele até fazer. Passar o mouse sobre ele deve mostrar a dica "Ajuste central".

A exibição da frequência consiste em 4 grupos de dígitos, representando GHz, MHz, KHz e Hz. Na captura de tela é

000 225 601 019

Isso representa 225,601019MHz.

Você pode alterar a frequência passando o mouse sobre qualquer um dos dígitos e usando a roda de rolagem do mouse ou pode clicar nas metades superior ou inferior de um dígito para aumentá-lo ou diminuí-lo. Você também pode clicar e arrastar a tela para a esquerda ou direita se quiser explorar uma faixa para ver o que está lá.

Controles deslizantes:

No lado direito, você tem 4 controles deslizantes verticais:

Zoo amplia a exibição em uma banda mais estreita de frequências.

O contraste controla como as cores na exibição em cascata (de azul profundo a vermelho profundo) representam a intensidade do sinal, de fraco a forte.

A faixa ajusta a faixa de intensidades do sinal exibida e o deslocamento move essa faixa para cima ou para baixo.

Etapa 7: ouvir estações de rádio

Existem plug-ins que permitem SDR # decodificar vários tipos diferentes de transmissão, mas pode reproduzir transmissões de rádio AM e FM fora da caixa.

No painel esquerdo, abra o grupo Radio. Você pode selecionar um dos 8 tipos diferentes de transmissão para decodificar. Os mais úteis são AM para transmissões AM normais e WFM para transmissões FM (banda larga).

(Você pode descobrir mais sobre a diferença entre AM e FM no Restart Wiki na página Como funcionam os rádios.)

Selecione o que deseja e sintonize uma estação de rádio. O som deve sair dos alto-falantes do computador.

Os outros tipos são usados por rádio amador e serviços como banda aérea.

Enquanto com AM normal é muito fácil extrair o áudio mesmo com algo tão simples como um conjunto de cristal, é um desperdício tanto de potência do transmissor quanto de largura de banda. Na potência, porque existe uma frequência portadora sempre sendo transmitida mesmo durante os silêncios da transmissão. Então, por que não simplesmente suprimir o portador? E em largura de banda, porque o áudio é espalhado simetricamente em ambos os lados da frequência da portadora em duas "bandas laterais". Então, por que não suprimir uma banda lateral? Fazendo as duas coisas, toda a potência do transmissor vai para a transmissão de informações (o sinal de áudio) da maneira mais eficiente possível e, portanto, a transmissão continuará avançando.

SDR # suporta todas as variantes destes. DSB é Double Sideband, onde apenas a portadora é suprimida. LSB e USB são banda lateral inferior e superior, onde a banda lateral superior ou inferior (respectivamente) também é suprimida. Nenhum deles é usado para transmissões normais, pois um receptor mais complicado é necessário e uma sintonia precisa é necessária para evitar distorções graves, pois o receptor precisa reinserir a portadora na frequência precisa.

CW é onda contínua é usada para código Morse. O transmissor é simplesmente ligado e desligado e SDR # produzirá os pontos e traços como tons curtos e longos.

NFM é FM de banda estreita. Para serviços onde a alta qualidade não é necessária, desde que a fala inteligível possa ser transmitida, FM pode ser transmitido usando muito menos largura de banda. Isso permite que muitos mais canais sejam agrupados em uma determinada faixa de frequências.

Etapa 8: Detectando gadgets de 433 MHz

433 MHz é usado para comunicação de curto alcance por uma série de dispositivos de baixa potência, incluindo porta-chaves do carro, fones de ouvido sem fio, campainhas sem fio, automação residencial e produtos de segurança e estações meteorológicas domésticas. É muito fácil pegá-los e exibi-los usando rtl_433.

Usando seu mecanismo de pesquisa favorito, pesquise por windows rtl_433 ou navegue até este link:

cognito.me.uk/computing/windows/2015/05/26…

Na seção Download clique no link para baixar a versão 32 ou 64 bits, de acordo com o bittness do seu computador. Agora você deve ter um arquivo zip na pasta Downloads (ou onde quer que você escolha salvá-lo).

Novamente, gosto de manter programas que não requerem instalação em c: / Programas, mas isso é opcional. Crie uma nova pasta rtl_433 em c: / Programas (ou onde mais você escolher). Clique duas vezes no arquivo zip e copie e copie o conteúdo para esta nova pasta.

Inicie um prompt de comando. A maneira mais rápida de fazer isso é pressionar a tecla Windows e R, digitar cmd na caixa e clicar em OK ou pressionar Enter.

No prompt de comando, digite cd c: / Programs / rtl_433

(Se você optou por expandir o arquivo zip em outro lugar, você precisará modificar o caminho para a pasta de acordo.)

Digite rtl_433 e pressione Enter.

Agora é só esperar. Dependendo da sua vizinhança, você pode ter que esperar um pouco, mas você verá dispositivos aparecendo. Deixe-o funcionando o dia todo para ver o que você ganha. A captura de tela são alguns dos registros que consegui na primeira tentativa.

Por padrão, ele reportará apenas os sinais que reconhece, embora de uma ampla variedade de dispositivos, embora de forma alguma todos. Se ele não detectar sua campainha ou algum outro dispositivo que você suspeita usar 433 MHz, tente adicionar -a ou -A (após um espaço) ao comando rtl_433 para obter a saída bruta.

Etapa 9: indo além

Aqui, nós apenas arranhamos a superfície do SDR, mas espero ter aguçado seu apetite. Aqui estão uma ou duas pistas para levá-lo mais longe.

Em vez de um computador Windows, você pode usar um com Linux.

DragonOS LTS é Lubuntu Linux com uma série de aplicativos SDR pré-instalados. Baixe o arquivo.iso e use o Rufus para criar um stick de memória inicializável a partir dele. Você pode executá-lo em qualquer PC, inicializado diretamente do stick de memória ou, se tiver um disco rígido sobressalente, pode usar o link da área de trabalho para instalá-lo permanentemente. Para cada uma das ferramentas listadas na página da web do DragonOS, você precisará encontrar sua página da web e ver o que ela faz.

A captura de tela mostra CubicSDR em execução no DragonOS. Isso é semelhante ao SDR #.

Alternativamente, você pode usar um Raspberry Pi, mesmo um dos originais ou o muito barato Pi Zero, embora um modelo posterior mais poderoso funcione melhor. Muitas ferramentas SDR podem ser instaladas facilmente usando o gerenciador de pacotes Synaptic.

Um mais fácil é rtl_fm. Isso vem no pacote rtl-sdr, que você pode instalar com o Synaptic. Abra uma sessão de Terminal e execute-a com o comando como:

rtl_fm -f 91300k -M wbfm | aplay -r 32768 -f S16_LE -t raw -c 1

Isso irá receber e reproduzir uma estação de rádio FM. (91300k representa 91, 300KHz ou 91,3 MHz - mude para a frequência da estação desejada.) Você também pode usá-lo para monitorar um microfone de rádio VHF ou UHF se souber sua frequência, ou pode encontrá-lo com SDR #.