MLAB wiki

Máte načtenou starší verzi dokumentu! Pokud ji uložíte, vytvoříte tím novou aktuální verzi.

====== Radiová Meteorická Detekční Stanice RMDS02 ======

Zde je popsána aktuální revize systému rádiových stanic Bolidozor. Dokumentace k předchozí verzi stanic je dostupná na stránce [[cs:rmds01]], nebo na stránce [[cs:rmds02-archived|zastaralých revízí RMDS02]].

===== Popis funkce =====

==== Měření frekvence LO ====

Stanice v sobě integruje konstrukci [[cs:acounter]], která slouží pro měření frekvence lokálního oscilátoru. Naměřená frekvence je vyčítána přes rozhraní [[cs:i2c|I²C]]. To umožňuje  firmware v modulu [[cs:pic16f87xtq44|PIC16F87xTQ4401B]], který se chová jako I2C-slave zařízení. Tento MCU modul zároveň při spuštění nak konfiguruje GPS pro vytváření 10ms impulzů každých 10s, které následně zastavují čítač a děličku během vyčítání. PIC MCU inicializuje GPS přes rozhraní RS232  1s po náběhu napájení.  Pro inicializaci GPS je místo I²C použito RS232 rozhraní kvůli tomu, že v dokumentaci LEA-6S není popsaná komunikace přes I²C.

===== Konfigurace software =====

Počítač stanice má přímou HW podporu sběrnice I²C. Proto je stanice ovládána přes tuto sběrnici. Je ale potřeba mít v jádře OS spuštěný modul i2c-dev.

sudo modprobe i2c-dev

Tímto způsobem se modul do jádra nahraje jenom dočasně a po rebootu bude opět chybět. Pro opakované nahrání modulu při nabootování počítače je potřeba do souboru /etc/modules přidat řádek:
  i2c-dev

==== Software pro GPS ====

Pro správnou funkci stanice je potřeba, aby GPS měla fix. Což znamená, že přijímač musí mít 3D fix.

Tento stav můžeme zkontrolovat z výstupu GPS. Na modulu [[cs:gps|GPS01B]] je USB konektor, který po připojení k počítači vytvoří virtuální modemovou linku ///dev/ttyACM0// na kterou jsou periodicky posílány informace o stavu GPS. Správné označení cesty k souboru ///dev/ttyACMX// lze zkontrolovat z výpisu dmesg.
V linuxu můžeme tento výstup trvale monitorovat pomocí programu [[http://catb.org/gpsd/|gpsd]].

sudo apt-get install gpsd gpsd-clients
  
Po instalaci program spustíme jako daemon a přiřadíme mu port s výstupem GPS. V našem případě ///dev/ttyACM0// označuje seriové rozhraní, které je potřeba použít.
 
  sudo gpsd /dev/ttyACM0

Program běží v pozadí a čte data z GPS. Na jeho výstup se podíváme některým klientem.

cgps
  gpsmon

Bez grafického prostředí z příkazové řádky. Nebo

xgps
  
V grafickém prostředí X.

Ve všech případech by mělo být při správné funkci vidět, že z GPS posílá nějaká data. Dobře je to vidět např v **gpsmon**, který NMEA výpisy přímo zobrazuje v textové podobě. Dále by pak GPS měla mít 3D fix a používat některé družice, což je také vidět ve výstupu klientů.

=== Umístění GPS antény ===

Pokud se stane, že GPS nemá fix nebo nevidí žádné družice. Tak je pravděpodobně problém s připojením GPS antény, nebo jejím umístěním. Je potřeba si uvědomit, že GPS signál je velice slabý (GPS družice jsou více než 20000 km nad povrchem Země), takže je potřeba aby GPS anténa měla přímý výhled na oblohu. Anténa umístěná v místnosti bez oken velmi pravděpodobně nebude fungovat, a nebo její funkce bude velmi omezená.

==== Automatické ladění přijímače ====

Lokální oscilátor stanice se ovládá jako I²C zařízení přímo počítače. Je proto potřeba mít zprovozněný balík knihoven pro [[cs:pymlab|ovládání I²C zařízení]]. Na téže stránce je i návod na jeho instalaci.

Následně potřebujeme program pro nastavení frekvence lokálního oscilátoru.

git clone https://github.com/MLAB-project/station-supervisor.git
  git clone https://github.com/MLAB-project/python-mlab-utils.git
  cd python-mlab-utils/
  sudo python setup.py develop
  cd ../station-supervisor

Nyní máme staženy zdrojové soubory utility pro ladění lokálního oscilátoru a je potřeba upravit soubory frequency_config.py a případně bus_config.py podle konfigurace stanice. Po nastavení je možné spustit kontinuální ladění a kontrolu frekvence lokální oscilátoru stanice.

sudo ./frequency-guard.py
  
Pokud terminál se spuštěným ladícím skriptem chceme zavřít, tak je možnost jej spustit v prostředí screen.
  
  sudo screen /frequency-guard.py
  Current Freq.: 286.0787998 MHz, Req. Freq.: 286.078800 MHz, Freq diff.: -0.2 Hz, Time: 58 s

Ten v takovém případě musí běžet po celou dobu provozu stanice. Je proto ideální jej spustit v terminálovém okně otevřeném vedle běžícího waterfallu na stanici. Protože jeho výpis může částečně sloužit k diagnostice správného chodu lokálního oscilátoru stanice.

Ještě taky existuje skript pro ladění Si570 bez GPS: [[http://www.mlab.cz/WebSVN/filedetails.php?repname=MLAB&path=%2FDesigns%2FMeasuring_instruments%2FRMDS02C%2FSW%2FHost_controller%2FsetSi570.py
|setSi570]]

Aby se skript nemusel spouštět s právy roota, je třeba vytvořit v adresáři **/etc/udev/rules.d** soubor SiliconLabs.rules s obsahem:

SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="10c4", MODE="0666"
  SUBSYSTEM=="usb_device", ATTRS{idVendor}=="10c4", MODE="0666"
  
Aby se toto nastavení projevilo, tak se musí znovu zavolat udev. To se stane pri nové enumeraci USB zařízení.

===== Servisní operace =====

==== Zprovoznění SSH tunnelu ====

Pro servis stanic je nutné stanici zaregistrovat a [[http://wiki.bolidozor.cz/doku.php?id=cs:registration|nastavit jí SSH tunnel]].

==== Aktualizace firmware v modulu s PIC ====

V některých případech je potřeba pro opravu chyby nahrát novou verzi firmware do modulu [[cs:pic16f87xtq44|PIC16F87xTQ4401B]]. Při této operaci se postupuje podle návodu [[cs:pic_programming| na programování PIC]]. Nahrání kódu provedeme připojením programátoru [[cs:picprogusb]] dále je potřeba pouze stáhnout aktuální verzi hex souboru a tu nahrát do MCU, což provedeme následovně:

svn co svn://svn.mlab.cz/MLAB/Designs/Measuring_instruments/RMDS02C/SW/PIC16F887/
  cd PIC16F887
  pk2cmd -PPIC16F887 -M -Y -W -F./main.hex

Po úspěšném zápisu a kontrole by měl v PIC být nový firmware.

==== Nastavení SDR-widget ====

=== Nahrání firmware ===

Pro nahrání firmware potřebujeme upravený dfu-programmer, který stáhneme následujícím postupem:

sudo apt-get install autotools-dev automake libusb-dev checkinstall
  git clone https://github.com/MLAB-project/dfu-programmer-sdr-widget.git
  cd dfu-programmer-sdr-widget/
  ./bootstrap.sh
  ./configure
  make
  sudo checkinstall --pkgversion 1.0

Tím dosáhneme instalace balíku dfu-programmer-sdr, který lze kdykoliv odebrat ze systému standardními odninstalačními nástroji.

Předkompilovanou verzi Bolidozor firmware lze stáhnout z webu:

wget https://github.com/MLAB-project/sdr-widget/releases/download/bolidozor-v01/widget.elf

Před spuštěním nahrávacího sktiptu stiskneme na desce [[cs:at32tq144|AT32TQ14401A]] tlačítko RESET a opět ho pustíme. Následně stiskneme tlačítko BOOT (nepopsané tlačítko, držíme do opětovného stisku a uvolnění tlačítka RESET). Tím aktivujeme interní bootloader MCU a samotné nahrání firmware pak spustíme následujícím příkazem ze složky //dfu-programmer-sdr-widget//.

sudo ./program-widget widget.elf

=== Kontrola konfigurace === 
 
Po správném nahrání firmware bude [[cs:sdr-widget|sdr-widget hardware]] vidět na USB a VID a PID bude nastavené na ''fffe:0007''.
Taktéž po spuštění konfiguračního nástroje uvidíme toto nastavení (nelze jej měnit je pevně nastavené v Bolidozor verzi firmware)

====== Radiová Meteorická Detekční Stanice RMDS02F ======

Tato stanice vznikne z předchozí revize odebráním modulu [[cs:i2chub|I2CHUB02]] a výměnou odroidu za verzi [[cs:odroid-C4]]. Do RF vstupní části jsou již fixně přidány moduly [[cs:gb|Gain-block]] a [[cs:bp|pásmová propust]].

==== Celkové zapojení ====

{{ :cs:designs:rmds:rmds02F_station_block_schematics.png?direct&600 |Radio meteor detection station block schematics}}

==== RF Signál ====

RF signál je z antény přiveden přes držák konektorů koaxiálním kabelem nejdříve na modul [[cs:bp|pásmového filtru]] poté na modul [[cs:gb|linkového zesilovače]] a nakonec na [[cs:sdrx|vstup přijímače SDRX]].

''RF IN => BP01 => GB01 => SDRX01''

==== Napájení ====

=== Napájení 12V ===

Žlutá/černá (10cm)

''UNIPOWER02 OUT => BATPOWER04/INPUT ''

žlutá/Černá (10cm)

''UNIPOWER02 OUT => SDRX01/LNA Power (libovolný jeden ze čtyř vnitřních pinů)''

=== Napájení +5V ===

červená/černá

''BATPOWER04/5V POWER OUT =>(15cm) SDRX01/Power, BATPOWER04/5V POWER OUT =>(10cm) CLKGEN01/Power 5V''
Použít 4 pinový plastovy konektor na BATPOWER a napájení na něm rozdělit.

''ODROID-C4 +5V Breakout frame power''

''AT32TQ14401/POWER +5V → (15cm) ADCaudio01/POWER +5V ''

''SDRX01B/Power +5V => (10cm)  SDRX01B/Analog Power +12V''

<WRAP center round important 80%>
U napájecího modulu [[cs:batpower|BATPOWER]] je nutné zkontrolovat nastavení jumperu na hodnotu +5V. 
</WRAP>

=== Napájení -5V ===

modrá/černá

''(10cm) SYMPOWER -5V =>  SDRX01B/Analog Power -12V''

=== Napájení 3,3V ===

Oranžová/černá (10cm)
 
''CLKGEN01B/Vcore 3,3V → CLKDIV01A/POVER 3,3V''

''CLKDIV01A/POVER 3,3V → TTLPECL01A/POWER''

Oranžová/černá (20cm)

''CLKGEN01B/Vcore 3,3V → PIC16F87x/POWER''

==== Digitální Signály ====
=== Rozvod VF hodin ===

SATA kabely

10cm
''CLKGEN01B/CLKOUT → CLKDIV01A/CLK IN''

10cm
''CLKDIV01A/QB → TTLPECL01A/PECL0''

20cm
''CLKDIV01A/QA → SDRX01B/LO INPUT''

=== Vydělené hodiny ===

bílá (10cm)

''TTLPECL01A/TTL0 → PIC16F87x/RC0''

=== Ovládání předděličky ===

šedá(10cm)

''CLKDIV01A/MR# → PIC16F87x/RE2''

''CLKDIV01A/SEL B0 → PIC16F87x/RE1''

''CLKDIV01A/SEL B1 → PIC16F87x/RE0''

=== PPS ===

zelená (10cm)

''GPS01A/TIMEPULSE → CLKDIV01A/EN#''
''GPS01A/TIMEPULSE → PIC16F87x/RB0''

=== Ovládání GPS přijímače ===

fialová(10cm)

''GPS01A/RXD → PIC16F87x/RC6''

''PIC16F87x/RB3 → GPS01A/LED ON (vývod blíž k LED)''
=== I2C ===

Bílá(SDA), černá(GND), SCL(hnědá)  10cm

Viz [[cs:odroid-C2|ODROID-C2 40pin Layout]]

''ODROID-C2/SCL 5 → I2CHUB02B/MASTER I2C/SCL''

''ODROID-C2/SDA 3 → I2CHUB02B/MASTER I2C/SDA''
''ODROID-C2/GND → I2CHUB02B/GND''
 
Bílá(SDA), černá(GND), SCL(hnědá)  20cm

''I2CHUB02B/6/SDA  → PIC16F87x/RC4''

''I2CHUB02B/6/SCL  → PIC16F87x/RC3''

''I2CHUB02B/3/SDA  → CLKGEN01B/SDA''
''I2CHUB02B/3/SCL  → CLKGEN01B/SCL''

''I2CHUB02B/5/SDA  → SHT31V01A/SDA''
''I2CHUB02B/5/SCL  → SHT31V01A/SCL''

==== Blok SDR-widget ====

=== Rozvod hodin ===

Žlutá 10cm

''ADCaudio01B/MCLK → AT32TQ14401A/PC04''

=== I2S ===

Fialová 10cm

''ADCaudio01B/BCLK → AT32TQ14401A/PX28 → AT32TQ14401A/PX34''

''ADCaudio01B/DOUT → AT32TQ14401A/PX25''

''ADCaudio01B/LRCLK → AT32TQ14401A/PX26 → AT32TQ14401A/PX36''

=== Sample rate select ===

Hnědá 15cm

''ADCaudio01A/OSR0(k nápisu) → AT32TQ14401A/PB00''

Šedá 15cm

''ADCaudio01A/OSR1(k nápisu) → AT32TQ14401A/PB01''

''jumper na AUDIOF0''

Modrá 10cm

''AT32TQ14401A/JTAG2 → AT32TQ14401A/PB06''

===== Checklist po sestavení stanice =====

Popisuje jak se má stanice chovat při zapnutí a co je potřeba zkontrolovat, že funguje při diagnostice stanice.

* Stanice nabootuje a lze se na ní připojit přes reverzní SSH tunel
  * Na stanici jsou vidět všechna I2C zařízení. 
  * Lze spustit staniční software
  * Veškerý software i firmware je v aktuální verzi (pro daný release OS)
  * Stanice poskytuje waterfall pro PySDR a Freya. 
  * Test záznamu raw signálu dává po otevření napřiklad v Audacity stejnou amplitudu signálu v obou kanálech, kanály nejsou přebuzené. 
  * Na PySDR musí být vidět signál (143.05 MHz) z generátoru s výkonem -150dBm
  * Na stanici je přítomna redukce SDcard na emmc kartu. 
  * U stanice je napájecí zdroj 12V
  * Po zapnutí svítí/blikají všechny zapojené indikační ledky

Komentář k úpravám

Poznámka: Tím, že editujete tuto stránku, souhlasíte, aby váš obsah byl licencován pod následující licencí: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International