Dreamcatcher v3.0 — последняя версия аппаратного обеспечения спутникового приемника Outernet. Свободно доступная спутниковая услуга Outernet в ku-диапазоне призвана держать нас в курсе последних новостей, предоставлять книги, видео, ежедневный набор статей Википедии и спутниковое радио. По сравнению с интернетом Outernet — это загрузка только; она принимается через аппаратное обеспечение Dreamcatcher 3 с антенной, ориентированной на спутник. На данный момент их услуга в ku-диапазоне находится на стадии бета-тестирования, и доступна только в континентальной части США, но они надеются в итоге расширить покрытие и на другие регионы мира.
Начиная с сегодняшнего дня Outernet проводит акцию со скидкой 33%. Это означает, что Dreamcatcher 3 стоит всего US$99 за штуку. Чтобы получить скидку, используйте купон “33%OFFJULY4SALE” в их магазине. Распродажа длится до полуночи по Центральному времени в среду, 4 июля. Этот код действует на сайте в целом, поэтому применим и к продукту moRFeus.
LoRa чат Dreamcatcher 3
Outernet предоставил двустороннее открытое текстовое чат-приложение на LoRa, которое работает на Dreamcatcher 3. Чтобы использовать его, понадобится две платы Dreamcatcher 3. С приложением вы сможете обмениваться текстовыми сообщениями в реальном времени между платами. Радиолюбители могут заинтересоваться этими платами как простым способом организации экспериментов с LoRa.
Следует отметить, что Outernet не рекламирует функции передачи напрямую, поскольку плата не одобрена FCC как целенаправленный излучатель, поэтому её легально нельзя использовать как ISM-диапазон LoRa-устройство для передачи и прослушивания LoRa IoT-датчиков. Но как радиолюбитель вы можете передавать с ним, если сможете обеспечить чистоту и законность выхода и соответствие диапазонам радиолюбителей.
Ниже приведена короткая демонстрация работы чата. На видео мы используем настройки по умолчанию параметра ‘spreading factor’, что обеспечивает устойчивую связь, но приводит к задержке примерно 2 секунды. Позже мы покажем, как изменить spreading factor, чтобы снизить задержку.
The Dreamcatcher v3.0
Outernet любезно предоставил нам две платы Dreamcatcher 3 для тестирования чат-приложения.
Как и в предыдущих версиях, Dreamcatcher — полноценная вычислительная плата с встроенным радиоприемником. На этот раз вместо RTL-SDR радиосистема — аппаратный LoRa-модуль. Еще одно отличие — встроен ЖК-дисплей.
На плате есть два SMA-порта, один помечен как “Direct”, другой как “LNB“. Прямой порт нужен нам для чата, так как именно он может передавать. Также есть два слота SD-карт, один для ОС и один для хранения, микрофон и разъем для наушников, USB-A слот с поставляемым WiFi-адаптером и два USB micro слота, один для USB OTG и один для питания.
В комплект также входит LNB, предназначенный для использования с сервисом Outernet спутников. LNB — только приемник, поэтому его нельзя использовать для чат-приложения, поэтому для экспериментов с передатчиком LoRa вам понадобится ваша собственная антенна.
Настройка чата и использование
Сначала мы записали последнюю версию Dreamcatcher Armbian OS на две SD-карты и вставили по одной в каждую плату. Так как Dreamcatcher 3 имеет встроенный LCD-дисплей, вы можете войти в систему и получить доступ к терминалу через экран. Но так как доступен только один USB-порт, вам понадобится USB-хаб, чтобы подключить мышь и клавиатуру, и поставляемый USB WiFi-адаптер. В качестве альтернативы, если вы подключите порт USB OTG к ПК, вы сможете подключиться к нему через последовательное USB-соединение. Инструкции по подключению через последовательное соединение и по настройке WiFi-соединения такие же, как и в нашем предыдущем руководстве Dreamcatcher 2.0.
Программное обеспечение чата доступно на GitHub по адресу https://github.com/Outernet-Project/Dreamcatcher-Packet-Tester. Чтобы установить его, просто выполните следующие команды в терминале Dreamcatcher:
sudo apt update sudo apt install libsoc-dev libsoc2 git clone https://github.com/Outernet-Project/Dreamcatcher-Packet-Tester make
Затем можно запустить программу чата командой:
sudo ./chat
При запуске программы у вас попросят ввести частоту MIXER. Эта частота по сути не имеет значения, и мы не уверены, зачем она нужна. Но можно ввести любую частоту, например 300000000 Гц (300 МГц).
После того как вы откроете программу чата на обеих Dreamcatcher, вы сможете печатать текст в консоли, и он будет отображаться на другом Dreamcatcher после нажатия Enter. Помните, что нужно подключить антенну к порту DIRECT обеих Dreamcatcher, или использовать ослабленный коаксиальный кабель между ними. Предоставляемый LNB не может быть использован для чат-приложения.
Эксперименты с настройками LoRa
Фактическая выходная частота RF по умолчанию задана на уровне 2,4 ГГц. Если хотите изменить её, можно отредактировать файл main.cpp с помощью текстового редактора в терминале, например nano, и найти запись #define RF_FREQUENCY. Затем нужно перекомпилировать, запустив ‘make’ снова. Однако на момент публикации Outernet сообщает, что программное обеспечение работает корректно примерно на 2,4 ГГц. Очевидно, это программное ограничение, и как только его исправят, вы сможете передавать на любой частоте от 85 МГц до 5400 МГц.
По умолчанию также параметр LoRa ‘Spreading Factor’ установлен на максимум 12. Это означает задержку примерно около 1 секунды между отправкой сообщения и получением его на другом устройстве.
Параметр spreading factor можно также настроить в коде, отредактировав переменную “modulationParams.Params.LoRa.SpreadingFactor”. Этот параметр определяет, насколько пакет растянут во времени. Большие значения spreading factor дают более устойчивую к ошибкам связь, тогда как меньшие — меньшую задержку. Ниже приведены допустимые значения spreading factor для кода.
Note that if you reduce the spreading factor you’ll also want to reduce the RX_TIMEOUT_VALUE and TX_TIMEOUT_VALUE #defines (you’ll need to search for these lines in the code. Hint: In Nano CTRL+W is search.). For a spreading factor of 7 a timeout of 100 ms works well.
LORA_SF5 LORA_SF6 LORA_SF7 LORA_SF8 LORA_SF9 LORA_SF10 LORA_SF11 LORA_SF12
It is also possible to adjust the bandwidth from 200 kHz up to 1600 kHz using the following code on the “modulationParams.Params.LoRa.Bandwidth” variable.
LORA_BW_0200 LORA_BW_0400 LORA_BW_0800 LORA_BW_1600
The LoRa ‘coding rate’ can also be changed via the “modulationParams.Params.LoRa.CodingRate” variable.
LORA_CR_4_5 LORA_CR_4_6 LORA_CR_4_7 LORA_CR_4_8 LORA_CR_LI_4_5 LORA_CR_LI_4_6 LORA_CR_LI_4_7
You can also adjust the TX output power by adjusting the value specified by #define TX_OUTPUT_POWER. By default it is set to the maximum output power of 13 dBm. The lowest value available is -18 dBm.
Remember that after making a change in the main.cpp file, you’ll have to recompile the chat program by running ‘make’.
Below we visualized the different LoRa spreading factors with a HackRF. It’s interesting to see how the spreading factor changes the packet transmit time.
Заключение
В целом программное обеспечение чата Dreamcatcher 3 LoRa работает, но все еще находится в ранней стадии разработки. В любом случае это интересный инструмент для экспериментов с LoRa. Аппаратное обеспечение готово, и программное обеспечение сейчас просто нужно доработать, чтобы использовать протокол LoRa. Мы также отмечаем, что Dreamcatcher не является plug-and-play устройством и в первую очередь ориентирован на людей, которым нравится заниматься настройкой новых бета-продуктов.
Также напоминаем, что для законной передачи потребуется радиолицензия. Плата не одобрена FCC для обычного использования LoRa в ISM-диапазоне. Хотя выходная мощность Dreamcatcher не слишком велика — максимум 13 dBm, мы всё же рекомендуем снизить выход TX-мощность или использовать прямое ослабленное коаксиальное соединение при испытаниях. Также на некоторых гармониках присутствуют слабые сигналы, поэтому любой радиолюбитель, использующий это с усилителем, должен обеспечить достаточную фильтрацию.
Источник:
