Monitorstation

Um die an einem etwas abgelegenem Ort F6KPL aufgebauten WSPR-Baken kontrollieren zu können wurde ein Kontrollempfänger geplant der übers Internet zu bedienen ist.
Dazu eignen sich die bekannten WEDSSDR Programme. Dem Verfasser sind zwei geläufig, >WEBSDR< und >OpenWebRx<. Beide Programme laufen unter einer Linux Umgebung. Während die Installation von WEBSDR etwas kompliziert ist weil man die Genehmigung vom Betreiber benötigt kann das ImageFile von OpenWebRx einfach auf z.B. einem Raspberry Pie installiert werden.
Mit einem MSi.SDR Stick lief das auch auf Anhieb.
Allerdings nur im lokalem Netz. Der Zugriff von außerhalb wurde trotz vieler Versuche die Firewall der Fritzbox entsprechend zu ändern nicht geschafft. Da auch erstmal nicht bekannt war welcher Rooter in F6KPL eingesetzt ist wurden die Versuche beendet. Zudem erschien der Betrieb von OpenWebRx als möglichst breitbandige Monitorstation etwas .umständlich da alle Bandsegmente programmiert werden müßen.

Eine andere Möglichkeit ist der Remote Betrieb eines Windows-Rechners. Von den vielengeeigneten Programmen wurde >Anydesk< ausgewählt, das für private Benützer kostenlos erhältlich ist. Für den Betrieb müssen keine Einstellungen am Rooter verändert werden und das im Gegensatz zu WebSDR-Programmen nicht mehrere Benutzer gleichzeitig zugreifen können spielt hier keine Rolle.

Eine Hürde ist aber noch zu nehmen. Der verwendete Labtop hat keine Möglichkeit für einen Autostart nach einem immer möglichem Stromausfall. Um das zu ermöglichen sind Eingriffe nötig um die Starttaste betätigen zu können. Nachdem Versuche den Labtop normal zu öffnen, trotz der Entfernung aller sichtbaren Schrauben ließ sich das Gehäuse nicht öffnen war ein kleiner Eingriff notwendig. Die Starttaste liegt genau hinter dem Akkufach. Mit Lötkolben und Seitenschneider konnte ein Zugang geschaffen und die Taste mit zwei dünnen Drähten kontaktiert werden. Die Drähte sind nach außen an eine Klinkenbuchse geführt.

Nun kann der Labtop mit einer externen Schaltung ein und ausgeschaltet werden. Dazu wird eine Arduinoschaltung verwendet. Die Schaltung wird mit USB an den Labtop angeschlossen. Über die Plusleitung des USB kann der Arduino erkennen ob der Labtop an oder aus ist und somit die nächste Tastenbetätigung den Labtop ein- oder ausschaltet. Ebenso überwacht der Arduino die Spannung des Netzteil. Fällt die unter einem gewissen Wert und der Labtop ist eingeschaltet wird er ausgeschaltet, steigt sie über einen Wert und der Labtop ist aus wird er eingeschaltet. Dazu muß der Arduino natürlich bei einem Stromausfall noch für genügend Zeit Energie haben was durch einen 1,5F Goldcaps gewährleistet wird.
Als weitere Sicherheit ist ein Watchdog installiert. Auf dem Labtop läuft im Hintergrund ein Programm welches alle 5 Sekunden über die USB-Schnittstelle den Arduino anspricht. Dadurch wird im Arduino ein Zähler zurück gesetzt welcher sonst bei einem Überlauf den Labtop neu startet. Sinnigerweise bekommt auch der Arduino eine Watchdogüberwachung. Hier ist es ein Hardwarecounter CD4060 der bei Überlauf einen Resetimpuls bei Arduino auslöst. Ohne Störung wird der Zähler von einem Impuls am D2 Ausgang zurück gesetzt. Bei einem Programmabsturz fehlt dieser Puls und der Arduino wird nach etwa 20s zurück gesetzt.

> Schaltung im PDF-Format<

Ein Problem bereitete noch der MSi.SDR Stick. Für die Kontrolle der oberen Wisper-Bänder 2m und 70cm ist die Frequenzstabilität nicht ausreichend. Vor allem die Umgebungstemperatur hat einen starken Einfluss auf die Frequenz. Deshalb wurde ein kleiner Thermostat gebaut um das Problem in den Griff zu bekommmen.
Auf dem Gehäuse wurde ein Heiztransistor und ein Heizwiderstand zusammen mit einem Pt500 Temperatursensor montiert. Die Regelung wurde von der obigen Adruino-Steuerung übernommen. Zur thermischen Isolierung wurde der Stick in ein Hartschaumrohr gepackt.
So konnte die Temperatur des Sticks bei 45°C auf +- 0,5°C konstant gehalten werden.

Zur Kontrolle wurde ein GPS stabiliertes 10MHz normal verwendet. Dessen 430. Oberwelle empfangen und im WSPR-Programm WSJT-X ausgewertet. Man sieht deutlich die Schwankungen der Frequenz um etwa 30Hz durch die Regelung der Temperatur auf +- 0,5°C. Wird die Regelung ausgeschaltet sind die Schwankungen natürlich weg, aber dann hat die Umgebungstemperatur wieder einen nicht tolerierbaren, zu großen,Einfluss

Ein Weg das zu verbessern wäre nicht die Temperatur des Gehäuses des Sticks zu regeln sondern eine äußere Hülle in der thermisch isoliert der Stick steckt. Die thermische Zeitkonstante würde dann wahrscheinlich die Schwankungen stark reduzieren.
Das wurde vorerst nicht versucht sondern statt des MSi.SDR Sticks der originale RSP1A getestet. Und siehe da, dieser Empfänger hat selbst ohne Aufwärmphase ein sehr gute Stabilität und wird deshalb als Monitorempfänger eingesetzt werden.

Noch ein Test mit dem RSP1A. Hier wurde das GPS-Normal kurz aus- und dann wieder eingeschaltet, Man sieht sehr schön das Einlocken des Normal auf die Sollfrequenz. Was man auch sieht ist die hervoragende Stabilität und Treffsicherheit des RSP1D-SDRs

Die versuchsweise aufgebaute Monitorstation. Bisher funktioniert alles zufriedenstellend. Wie sich das ohne Beaufsichtigung in derNormandie bewährt wird sich bald zeigen.

Der Aufbau der Baken Station in F6KPL.
Oben sieht man die LF/MF-Bake, links daneben der SDR-Empfänger RSB1-A.
Im Regal darunter der Labtop mit auf dem die MonitorSoftware läuft.

Bisher arbeitet die Anlage wunschgemäß, das heißt der Labtop schaltet sich be einem Stromausfall aus und fährt wieder hoch wenn die Netzspannung wieder zur Verfügung steht. wUnten der Screenshot einer Remote-Sitzung. Wird der Labtopüber Anydesk herunter gefahren schaltet ihn der Arduino nach etwa einer Stunde wieder ein.

Unten das Bild einer Remotesitzung. Man sieht das Signal der 70cm Bake. Abgesehen von der Ablage von 300Hz liegt es stabil im WSPR-Bereich von 1400 bis 1600 Hz.Die Bake wurde zuvor mit einem GPSDO kalibiert.