Rádiós hotspot készítés házilag

I. rész: a hardver összeállítása...


A rádióamatőr gyakorlatban leginkább elterjedt digitális üzemmódok (C4FM, D-Star, DMR) közös tulajdonsága, hogy eltérő (zárt) technológiájuk miatt egymással nem kompatibilisek: csak az azonos szabványú készülékek képesek egymással közvetlenül kommunikálni. A digitális rendszerek egyik nagy előnye ugyanakkor, hogy az egyező rendszerű átjátszók egymással összeköthetőek - legcélszerűbben az Interneten keresztül. Ezzel a megoldással egy-egy átjátszó "hatóköre" nem korlátozódik csupán a rádióhullámaival közvetlenül besugárzott földrajzi területre, hanem más megyékben, akár más országokban lévő átjátszók, ill. az azokra csatlakozott rádióamatőrök is pillanatok alatt elérhetővé válnak, - akár egy kézi rádió segítségével is.

Viszonylag régen felmerült az ötlet, hogy ha már az Internet hálózat úgyis szinte mindenhonnan elérhető, miért ne lehetne közvetlenül arra rácsatlakozni olyan területeken, ahol nincs elérhető közelségben digitális rendszerű átjátszó. Ehhez szükség van egy olyan eszközre, amely a rádiókészülékünk jelét átalakítja az internen továbbítható adatfolyammá, ill. az onnan érkező jeleket a rádiónk számára "emészthető" formára konvertálja. Az ilyen áramköröket "MMDVM" (multi mode digital voice modem) rövidítéssel jelölik. A hotspot-ok az MMDVM modul mellett illesztő, ill. vezérlő elemeket is tartalmaznak.
A képen egy összeépített hotspot látható működés közben (az éppen vett állomás hívójele adatvédelmi okokból került elhomályosításra.)

Többek szerint ennek a fajta rádiózásnak nem sok köze van a hagyományos amatőr tevékenységhez, hiszen lényegében egy VoIP hálózatot használunk, amelynek csak az utolsó pár (kilo)méteres szakaszát alkotja hagyományos rádiós jelátvitel. Véleményem szerint ugyanakkor ennek a technikának is megvan a létjogosultsága, pl. amikor a lakóhelyünktől távol szeretnénk a megszokott átjátszónkra felkapcsolódni, vagy külföldi rádióamatőrök forgalmazásába szeretnénk bekapcsolódni. 2020 nyarán ráadásul számos hazai rádióamatőr átjátszó lett kényszerből leszerelve, amelyek korábban az AH objektumain voltak elhelyezve. Ennek sajnálatos eredményeképpen az ország jelentős részén csak hotspot-on keresztül lehet csatlakozni a DMR, C4FM, vagy D-Star hálózatokra. 

Hotspot-ot beszerezhetünk "kulcsra kész" kivitelben is, amely minimális beállítást követően azonnal hadra fogható. Ennél a megoldásnál elmarad a házilagos építés, kísérletezés, a kényelmet, ill. a kétség kívül profi megjelenést azonban a vételárban kell megfizetni: a legismertebb (magyar fejlesztésű) modell ára 250 €, - vagyis elmondható, hogy nem a hazai rádióamatőrök anyagi lehetőségeihez van igazítva, - ettől függetlenül a "nyugati" amatőrök közül igen sokan használják megelégedettséggel.

Nem kell azonban lemondani a hotspot-ról akkor sem, ha nem kívánjuk egy komplett, új adó-vevő árát elkölteni: a népszerű Raspberry-Pi mikrogép-család legegyszerűbb modelljével (Pi Zero W), valamint a hozzá fejlesztett, Kínából rendelhető rádiós modul segítségével saját hotspot-ot építhetünk, amellyel azután - némi szoftvertelepítést, és beállítást követően - csatlakozhatunk a használni kívánt digitális hálózatra. A cikk első részében a hardver összeállítása, és részletesebb bemutatása kerül terítékre, a folytatásban pedig a szoftveres beállítás lépéseit ismertetem.

Az alapgép
A Rasperry-Pi gépcsaládnak számos tagja van, amelyek a felhasználási igényekhez igazodva különböző teljesítményű hardverrel (CPU, RAM) vannak ellátva. Mivel a hotspotnak nincs jelentős erőforrásigénye, így a méret, és a fogyasztás minimalizálása miatt a Pi-Zero W típus került kiválasztásra. A "W" betű a Wi-Fi csatoló meglétére utal: a telepítést követően ezen keresztül lehet konfigurálni, ill. a világhálóra is vezeték nélkül csatlakozik az eszköz. Mivel Wi-Fi kapcsolat ma már a legtöbb helyen rendelkezésre áll (vonat, szálloda, munkahely), így ez még mobilabbá teszi az eszközt. A Pi Zero alapgép idehaza is megvásárolható, kb. 8000 Ft-os vételáron.
A 2017 elején bemutatott modell egy 1 GHz órajelű, egymagos processzort, 512 MB memóriát, 802.11 b/g/n szabványú Wi-Fi illesztőt tartalmaz, tápellátása micro USB porton keresztül történik, pl. egy telefontöltőről, ám hálózati feszültség híján akár egy powerbankról is hosszú ideig üzemeltethető. Az operációs rendszer, valamint a beállítások egy microSD kártyára kerülnek: ezt külön kell beszerezni a Pi-hez.

A rádiós modul
Az interneten ismertetett, számtalan, működőképes hotspot megoldás közül a legtöbb a képen látható, OLED kijelzőt is tartalmazó, noname (v. "JumboSpot" néven nevezett) kínai rádiós modult tartalmazza. Az Ebay-en "MMDVM" kifejezésre keresve számos találatot kapunk. Célszerű azok közül választani, amelyekhez az összeszerelt modulokat befogadni képes fém házat is mellékelik, a kereskedő pedig 95% fölötti pozitív értékeléssel, és jelentős számú lezárt tranzakcióval rendelkezik. A legolcsóbb változatoknál a felhasználónak kell beforrasztani az antennacsatlakozót, valamint a két panel összekötéséhez szükséges tüskesort, - amennyiben azt a Raspberry Pi alaplap esetleg nem tartalmazza. Pár euróval többért teljesen készre szerelt modul is rendelhető. Az "ingyenes szállítással" kínált, összeszerelésre váró panel 24,5 €-ba került, és a megrendeléstől számítva 4 hét elteltével érkezett meg.
Az áramkör két fő eleme az Analog Devices gyártmányú, ADF7021 jelű adó-vevő IC-t, valamint az ezt vezérlő STM32 jelű mikrokontroller. A mellékelt antenna, és a hozzátartozó aljzat SMA szabványú.

Összeállítás

Jó minőségű híradástechnikai páka, valamint legalább minimális forrasztási gyakorlat birtokában az áramkör könnyen készre szerelhető. Vigyázni kell azonban a kijelző beforrasztásával: az ezt fogadó érintkezők rossz helyre vannak feliratozva a panelon: valójában egy sorral fentebb (a képen zöld kerettel jelölt helyre) kell beforrasztani.
A hotspothoz gyártott miniatűr készülékház aljába kerül a Pi Zero alaplap, a rögzítést a mellékelt, rövid csavarokkal lehet elvégezni. A rádiós panel hátát a tüskesor tartja, elejét pedig a szintén mellékelt műanyag távtartók, és a hosszú csavarok segítségével lehet rögzíteni. Ha mindent jól csináltunk, akkor a ház burkolata könnyedén a helyére pattintható, és valamennyi elem a neki kivágott hely mögé kerül. 

A cikk második részében a telepítés, és a szoftveres beállítás kerül bemutatásra. (Hamarosan!)

2020.10.09.
Szegecs