HotSpot DV pentru începători

Ce este un HotSpot pentru modul Digital Voice

Mai întâi, cine e HotSpot, ce face el și dacă mămica lui știe? Păi da… la intrarea în cercul celor care transmit vocea sub formă digitală sunt de făcut o mulțime de lucruri. Mai întâi, de procurat o stație capabilă de DV (adică Digital Voice). Sunt mai multe moduri de a transforma vocea în date, de a le transporta și de a gestiona utilizatorii. Nu intru în detalii, sunt mulți colegi care au expertiză în domeniu. Eu sunt, ca și voi, cititorii acestui articol, începător în ale biților pe unde, ca să formulez poetic HI!. Cereți informații și ascultați mai multe opinii. Veți afla lucruri interesante. Acum e timpul să alegeți între sisteme:

  • DMR = Digital Mobile Radio, Cel mai popular. Are origini comerciale, folosește tehnologia TDMA pentru a furniza două canale de voce simultan pe aceeași frecvență și beneficiază de expertiza comercială în producerea de stații solide și fiabile.
  • D* sau D-Star = Digital Smart Technologies for Amateur Radio, dezvoltat de Federația japoneză a radioamatorilor și susținut puternic de Icom
  • YSF (Yaesu System Fusion/C4FM) dezvoltat de binecunoscuta firmă niponă. Are avantajul că stațiile de acest tip trec automat din mod digital în mod analogic și invers.
  • P25 = Project 25 Este un mod dezvoltat pentru serviciile de siguranță publică, având în primul rând o inteligibilitate superioară. Este interesant pentru amatorii care au acces la surplusurile instituțiilor publice.
  • NXDN (sau Nexedge), sistem comercial dezvoltat de Kenwood și ulterior cu versiune pentru amatori. Are, păstrând proporțiile, calitatea modulației și acuitatea recepției apropiate de a legendarelor transceivere Kenwood din vremurile de glorie analogică, dar este destul de puțin răspândit.

Eu, ca mulți alții, am ales DMR. Voi puteți alege ceea ce vi se potrivește mai bine. Poate clubul vostru are în funcțiune un YSF de performanță sau un P25 profesional.
Ați procurat și radioul, dar sunteți ghinioniști ca și mine. Nu aveți vizibilitate spre repetoarele digitale din zonă și deci nu puteți accesa grupurile de discuții în care ați auzit „în direct” indicativele germane, franceze, canadiene sau americane ale amicilor brașoveni plecați de ani buni în diaspora. Și da, Digital Voice-ul este la fel cu Echolink sau Zello. Dacă ne vedem antenele, putem vorbi și pe direct, fără repetoare. Dacă nu, folosim mediul de propagare Voice-over-Internet-Protocol, sau VoIP. „Așa, și?” veți zice.
Aici intră în joc Hot Spot-ul. Iată cum arată:

Această cutiuță de 7,5 x 3,5 x 2,5 cm și 10mW putere la emisie este repetorul personal de Voce Digitală, sau, altfel spus, „poarta spre internet” prin care comunicăm vocal via radio cu tot mapamondul.

Cum se obține un HotSpot?

Mai întâi, ce înseamnă MMDVM? Aiuță de la Google zice: „vine de la Multi-Mode Digital Voice Modem (Modem de Voce Digitală Multi-Mod) și reprezintă un proiect open-source hardware și software, conceput pentru a permite radioamatorilor să conecteze stații radio digitale la internet, creând propriile hotspot-uri sau repetoare.” Modemul este hardware-ul care asigură comunicarea via radio, pe 2m sau 70cm. Funcționează ca un modem /transceiver radio digital pentru voce. Convertește datele între semnale de radiofrecvență (multisistem, cuprinzând DMR, YSF, D-Star, NXDN) și date binare, împachetându-le pentru transferul în și din rețeaua internet.
Hotspotul prezentat se găsește ca modul gata făcut, sub numele de „Jumbo hotspot MMDVM VHF/UHF”. Acesta are funcțiile descrise mai sus și dispune de un mic ecran OLED. Modulul este sub formă de „pălărie” (hat), o plăcuță implantabilă direct pe terminalul GPIO al unui SBC (Single Board Computer), pentru că funcționarea rețelei DV este dependentă de conexiunea la internet și de gestionarea traficului de date cu ajutorul unui computer.
Cel mai folosit SBC pentru hotspoturi de acest gen (individuale) este Raspberry Pi Zero 2W. Acesta va rula un sistem de operare dedicat, Pi-Star. Pe conectorul de uz general (GPIO) al acestui micocomputer se pune „pălăria” iar împreună formează HotSpotul nostru, prescurtat DVHS, adică Digital Voice Hot Spot.

Anatomia unui HotSpot

Cum modemul MMDV trebuie gestionat de un computer, aceste module radio sunt de obicei realizate sub formă de „pălărie” (hat), adică implantabil direct pe terminalul GPIO al unui SBC (Single Board Computer). Cel mai folosit SBC pentru hotspoturi individuale este Raspberry Pi Zero 2W. Pe „discul“ acestuia -de fapt un card SDHC de 16GB- se va instala un sistem de operare dedicat, numit Pi-Star, derivat din Raspbian. Pe GPIO se pune „pălăria”, iar împreună formează HotSpotul nostru, prescurtat DVHS, adică Digital Voice Hot Spot. Astfel se realizează un hotspot „simplex”, bazat pe sistemul Pi-Star.
Dacă dorim funcționarea în stil repetor -adică duplex , cu două frecvențe diferite pentru emisie și recepție- atunci avem nevoie de o „pălărie” similară, dar care are structură de repetor și două porturi de antenă.
Acest modul se poate lua de pe net, căutând: „UHF VHF MMDVM Hotspot for Raspberry Pi Zero”. Veți găsi diverse variante, cu sau fără cutie, antenă și accesorii. Eu am luat modelul Jumbo-SPOT-RTQ MMDVM Simplex, care funcționează bine. Nu recomand variantele complet asamblate cu SBC, care sunt poate mai ieftine, dar… prietenii știu de ce. E mai bine să luați separat hat-ul (hotspotul) în varianta cu toate accesoriile mai puțin RPi-ul, iar separat un Raspberry Pi 2W, împreună cu un card microSDHC de 8 sau 16 GB, Class 10.
Pachetul MMDVM-ului ales de mine (în care se găsesc și 4 șuruburi cu piulițe și distanțiere, care nu apar în poză) arată cam așa:

Manualul de 2 pagini al MMDVM ca Hat pentru RPi Zero2W se poate descărca de aici. Nu e mare lucru, dar e un început.
Acum trebuie cumpărat un Raspberry Pi Zero 2W. Neapărat modelul 2W. Modelele Zero sau Zero 2 nu vor folosi scopului. Eu am găsit unul pe E-mag, dar sunt multe alte e-magazine de bricolaj care pot oferi același lucru.
După ce lipiți pinii furnizați cu modulul MMDV la SBC-ul RaspberyPi achiziționat, puteți asambla modulul modem peste placa RPi și le rigidizați cu șuruburile din aceeași furnitură.
Mai trebuie o sursă de 5V/2A pentru Raspberry Pi. NU FOLOSIȚI încărcătoare de telefon! acestea pot avea o schemă mai simplă și o construcție mai neglijentă, susceptibilă de a genera vârfuri de tensiune peste 5,25V, fapt care poate duce la distrugerea microprocesorului de pe placa Raspberry.
Ansamblul MMDVM – SBC poate arăta ca în figura de mai jos:

Notă: Modulul „sursă neîntreruptibilă” este necesar doar dacă vreți să faceți spotul public, ca resursă pentru funcționarea 24/7/365, cu toate complicațiile inerente unui astfel de regim de funcționare. Pentru orice altă situație este o cheltuială inutilă.
De regulă aceste DVHS se folosesc fie ca repetoare de buzunar când suntem în vacanță ori acolo unde nu suntem în aria repetoarelor digitale, fie ca bază pentru repetoare de putere mai mare destinate uzului radioamatorilor dintr-o arie geografică specifică.
Hardware-ul este pregătit, îl alimentăm, clipesc ceva LED-uri și… nimic! Ecran negru și liniște. Nu vă speriați. Acum trebuie instalat sistemul de operare Pi-Star și obținere a unei identități de acces în rețeaua DV, indiferent de sistemul ales.

Software-ul pentru Hot Spot: Pi-Star

Pe lângă construcția electronică și instalarea Pi-Star, mai trebuie parcurse niște proceduri de obținere a unei identități de acces în rețeaua DV. Da, aceasta este o caracteristică a sistemelor de voce digitală. Ele funcționează asemănător unei rețele de telefonie. Rețeaua e globală, deci nu poate fi lăsată fără verificări de identitate adecvate, pentru a se putea respecta legile interne și internaționale privind radiocomunicațiile de radioamator. Așadar:

  • Prepararea cardului SDHC Class10 de 16GB pentru sistemul de operare Pi-Star se face descărcând de la adresa Pi-Star Home (detalii mai jos).
  • Obținerea oficială și gratuită a identității digitale (ID-ul radio mobil digital DMR este unic la nivel mondial) se face online, prin intermediul ghișeul virtual RadioID.net. Restul serviciilor furnizate de portal sunt pe baza unui abonament.
    Indiferent de rețeaua folosită, procedura e condiționată în mod absolut de prezentarea autorizației de radioamator în termenul de valabilitate, scanată față-verso, în format PDF , clasa a III-a sau superioară.
  • Cu copia digitală a autorizației, accesați ghișeul virtual RadioID.net. Creați-vă un cont, cu un clic pe „Register” în colțul din dreapta sus a paginii. Completați câmpul E-mail cu adresa dv. reală. Validitatea va fi verificată instantaneu. Alegeți în câmpul Password o parolă tare pentru contul dv.
  • ATENȚIE! Citiți atent și bifați fiecare din căsuțele de bifă din panou. Dacă se va detecta că oricare din afirmațiile de acolo este falsă, veți pierde definitiv dreptul de a avea un ID în rețeaua de voce digitală. (I understand I will receive a lifetime ban if I do not comply with the above rules). Dacă nu înțelegeți exact, cereți ajutorul unui cunoscător de engleză sau o traducere online a respectivelor cerințe.
  • Pe pagina următoare completați informațiile cerute: Introduceți indicativul, adresa de e-mail și alte informații necesare.
  • Încărcați copia autorizației de radioamator, pentru a vă verifica identitatea.
  • Așteptați aprobarea: Durează, de regulă, 1-3 zile pentru ca echipa să vă verifice licența și să vă emită ID-ul, care este „actul de identitate” pentru acces la voce digitală.
  • Veți primi un e-mail cu actul de identitate DMR: un cod din 7 cifre. Completați acest cod în câmpurile „Radio ID” sau „Subscriber ID” acolo unde este solicitat – cel puțin în setările radioului și ale hotspotului.
  • Deși nu e neapărat necesar, este foarte util să vă creați un cont în rețeaua BrandMeister pentru a gestiona securitatea hotspotului, TalkerAlias ​​și setările APRS. Informații exhaustive găsiți la paginile de documentație Brandmeister Doc. Pentru setarea unui hotspot, aveți documentație tot la Brandmeister, aici.
    Deoarece operațiunile sunt mai complexe, vă recomand să apelați pentru ghidare și la Ciprian YO6IGJ sau la alți radioamatori experimentați în gestionarea rețelelor de voce digitală.
  • Obținerea imaginii de sistem de operare Pi-Star se face de la Pi-Star Home:

Salvați pachetul ales – pentru RPi Zero 2W este cel marcat cu galben în figură – undeva pe PC-ul dv.
Acum descărcați și instalați pe PC-ul dv. softul Balena Etcher corespunzător sistemului dv. de operare – linux, windows sau mac. Apoi:

  • Introduceți cardul SD într-un cititor de carduri.
  • Deschideți Balena Etcher.
  • Selectați fișierul ZIP Pi-Star descărcat.
  • Selectați unitatea cardului SD.
  • Faceți clic pe „Flash” .
  • LASĂ CARDUL ÎN CITITOR! Înainte de prima pornire a Pi-Star, trebuie să configurați Wi-Fi-ului pe care îl veți folosi (de regulă al casei). Trebuie creat un fișier numit wpa_supplicant.conf cu detaliile rețelei dvs: SSID-ul și passwordul. Utilizați constructorul WiFi Pi-Star pentru a crea acest fișier.
  • Plasați acest fișier în directorul boot de pe partiția de pornire a cardului SD.
  • Finalizare: Scoateți cardul, introduceți-l în dispozitivul Pi-Star și porniți-l.
  • Acces: Accesați tabloul de bord prin http://pi-star.local/admin. Numele de utilizator este pi-star, iar parola e raspberry.

Cu aceasta, hotspotul este gata de funcționare.

Planul inițial al canalelor

Trebuie acum să ne ocupăm de radio. Modul de setare este specific fiecărui radio și nu pot fi de ajutor aici. Dar să lămurim mai întâi ce avem de făcut.
Mai întâi să clarificăm ce sunt CANALUL, Grupul de apel TG (TalkGroup) și spațiul de timp TimeSlot. Voi folosi analogia cu WhatsApp. (cu mulțumiri pentru ajutor lui Aiuță Gemini!).

Canalul este „Rețeaua WiFi” și „Aplicația”. În WhatsApp, nu puteți trimite un mesaj decât dacă sunteți conectat la o anumită rețea (a furnizorului de internet) și aveți aplicația deschisă. În DMR, Canalul este „punctul de intrare” fizic: frecvența, hotspotul si Codul de Culoare (care acționează ca o parolă WiFi). Dacă nu sunteți pe frecvența potrivită cu Codul de Culoare corect, nu sunteți „în cameră”, adică pe repetorul sau hotspotul pe care îl accesează radioul.
TimeSlot TS este ca o autostradă cu două nivele suprapuse. Caracteristic tehnologiei TDMA este că o frecvență poate conține două conversații diferite în același timp, fără ca acestea să se intersecteze. Imaginați-vă că linia care leagă cele doua perechi de corespondenți este comutată cu mare viteză (de mii de ori pe secundă) de la una la cealaltă pereche și înapoi. Fiecare pereche are alocat unul din intervalele de timp 1 sau 2. Puteți avea „Clubul Local” vorbind pe intervalul TS 1 și grupul „Districtul YO6” vorbind pe intervalul TS2, ambele folosind exact aceeași frecvență simultan.
Grupul de discuții (TG) sau „Chatul de grup” în WhatsApp. Pe o singură platformă WhatsApp, mii de conversații au loc simultan, dar le vezi doar pe cele din grupul al cărui membru ești. Poți aparține unui grup „Familie”, unui grup „Serviciu” și unui grup „Radioamatori”. Chiar dacă toate folosesc aceeași conexiune la internet, mesajele pentru grupul „Serviciu” nu apar în chatul „Familie”. La fel, in DMR poți avea sute de grupuri de discuții care partajează aceeași frecvență. Radioul tău „declanșează sunetul” doar atunci când aude date etichetate cu ID-ul grupului de discuții pe care ai intrat în prezent.

Așadar, pentru Brașov putem să programăm în radio:

  • Canale de apel direct
    Banda de 2 metri (VHF)
    * 145,5125 MHz Frecvență de apel vocal digital frecvent utilizată pentru DV modurile D-STAR, DMR și YSF, pentru QSO-uri directe între stații DV, fără repetoare sau DVHS.
    * 145,525 MHz și 145,550 MHz – Deși sunt în principal frecvențe de apel FM, acestea sunt frecvent utilizate pentru voce digitală. Se aplică regula „ascultă, apoi transmite”.
    Banda de 70 cm (UHF)
    * 433,5125 MHz – Frecvență de apel vocal digital standard.
    * 433,550 MHz și 433,5625 MHz – frecvent pentru simplexul vocal digital local, în special pentru DMR și YSF.
  • YO6KXQ-1 repetor Digital Voce DV Emite pe: 145.675 MHz, Recepționează pe: 145.075 MHz, cu modurile:
    * D-Star (XLX-227F)
    * DMR (Brandmeister BM-2262-Romania), pe TimeSlot TS1 în TalkGroup TG226
    * YSF (RO-YSF, TS2 TG9)
  • YO6KXQ-2 E: 438.950 MHz R: 431.350 MHz Digital Voce:
    * D-Star(XLX-227F)
    * DMR(BM-2262-Romania TS2-TG226)
    * YSF(RO-YSF)
    ** YO6KXQ-1 și YO6KXQ-2 ambele suportă APRS digital prin TG 226999 și „papagal” (Recorder-Player) în TS 2, TG9990
  • YO6KXQ-3 E: 145.500 MHz R: 145.500 MHz
    Digital Access Point pe 2m
    FM Analog Voice APP Zello (Group C.S.R.DINAMO BRASOV)

Modificarea accesului WiFi

Dacă DVHS-ul este folosit numai acasă (sau altă locație fixă), modificarea accesului WiFi nu este necesară (cu excepția cazului în care schimbi SSID-ul sau parola).
Atunci când luăm DVHS-ul în valiză când plecăm în concediu – putem schimba accesul la WiFi în fiecare loc în care ajungem.
Procedura:
* Pornește DVHS în noua locație portabilă. Așteaptă 3-5 minute până când hotspotul eșuează conectarea la rețeaua Wi-Fi de acasă și intră automat în modul Access Point.
* Pe telefon sau laptop, -> „Caută rețele Wi-Fi” și conectează-te la cea numită „Pi-Star-Setup”. Parola implicită este raspberry.
* După conectare, din browserul telefonului mobil sau laptopului accesează http://192.168.50.1
Restul e autoexplicativ în imaginea de mai jos. Qso-uri DMR plăcute!