MLAB wiki

Upravte stránku a stiskněte Uložit. Na stránce syntax se můžete dozvědět více o wiki syntaxi. Prosím upravujte stránky pouze, pokud je můžete vylepšit. V případě, že si chcete něco pouze vyzkoušet, použijte raději pískoviště.

====== Digitalizační jednotka SDR-Widget ======

[[https://code.google.com/p/sdr-widget/|SDR-Widget]] je zařízení, které umožňuje digitalizaci nízkofrekvenčního signálu z SDR přijímačů a ovládání jejich komponent (lokální oscilátor, filtrová banka, anténní přepínače) přes sběrnici [[cs:i2c|I2C]]. Zařízení se může z hlediska operačního systému chovat buď jako klasická audio karta, nebo posílat data přes SDR specifický protokol GHPSDR. Jde o opensource projekt jehož hardware je i přes jeho velkou užitečnost nyní těžko dostupný.

Celé zařízení však lze vyrobit i z modulů stavebnice MLAB. Konkrétně jde o moduly [[cs:at32tq144|AT32TQ14401A]] osazený MCU [[http://www.atmel.com/devices/AT32UC3A3256.aspx|AT32UC3A3256]]. K němu je připojený modul [[cs:adcaudio]], který signál digitalizuje. Ostatní moduly, jako [[cs:lcd2l4p|displej]], tlačítka nebo [[cs:i2c|I²C]] zařízení mohou být připojovány podle potřeby.

{{:cs:designs:tools:sdr_widget1.jpg?300|}} {{:cs:designs:tools:sdr_widget2.jpg?300|}} {{:cs:designs:tools:sdr_widget_connection.jpg?300|}}

===== Kompilace firmware =====
  
==== AVR32 Toolchain ====

Stáhněte si z [[http://www.atmel.com/tools/ATMELAVRTOOLCHAINFORLINUX.aspx?tab=overview|webu Atmelu]] balík nástrojů a header soubory např:

* Atmel AVR 32-bit Toolchain 3.4.2 - Linux 64-bit
  * Atmel AVR 8-bit and 32-bit Toolchain (3.4.2) 6.1.3.1475 - Header Files

Rozbalte toolchain do adresáře //~/avr32-tools//. A potom do tohoto adresáře na místo $HOME/avr32-tools/avr32/include vložte avr32 header soubory z druhého balíku.

Případně můžete tento krok vynechat a stáhnout si zakonzervovanou verzi AVR32 toolchain z [[http://home.mlab.cz/Downloads/Software/AVR32/|MLAB Downloads]].

wget http://home.mlab.cz/Downloads/Software/AVR32/avr32-tools_3.4.2.tar.bz2  ~/Download/
  
Potom pokračujeme následujícím postupem:

cd ~/Download
  tar -xvzf avr32-tools_3.4.2.tar.bz2
  mv avr32-tools_3.4.2 $HOME/avr32-tools
  export PATH=$PATH:$HOME/avr32-tools/bin

Ještě otestujeme funkčnost a verzi toolchain pomocí:

kaklik@popelnice:~/programy/sdr-widget$ avr32-gcc --version
  avr32-gcc (AVR_32_bit_GNU_Toolchain_3.4.2_435) 4.4.7
  Copyright (C) 2010 Free Software Foundation, Inc.
  This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
  warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

Pokud výpis je podobný tomuto, tak můžeme pokračovat kompilací SDR-Widget.

==== SDR-Widget sources ====

git clone  https://github.com/borgestrand/sdr-widget
  cd sdr-widget/
  git checkout audio-widget-experimental
  
Následně zkompilujeme zdrojový kód následujícím příkazem   
  make sdr-widget

Výsledkem kompilace jsou jednak pomocné utility a pak také firmware, který nahrajeme do MCU pocí skriptu [[https://github.com/borgestrand/sdr-widget/blob/master/etc/program-widget|program-widget]] pomocí utility [[https://github.com/alexlee188/dfu-programmer-sdr-widget|dfu-programmer]]. Viz níže.

===== Nahrání firmware =====

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

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

Zkompilovanou starší verzi firmware lze [[ https://sdr-widget.googlecode.com/files/sdr-widget-2012-10-22.elf | stáhnout]] z webu googlecode. Pro MLAB aplikace se ale využívá aktualizovaná s opravenými některými chybami:

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

Před spuštěním nahrávacího sktiptu stiskneme na desce AVR32TQ tlačítka BOOT (nepopsané tlačítko, držíme do stisku a uvolnění tlačítka RESET) a RESET.

sudo ./program-widget widget.elf
  
Při jakýchkoli úpravách je nejdříve potřeba spustit: 
  make clean

Následně je možné kompilaci spustit znovu.

===== Zapojení modulů MLAB SDR-Widget =====

Pro základní konstrukci sdr-widget jsou potřeba dva moduly.

* [[cs:adcaudio|]]
  * [[cs:at32tq144|]]

Ty navzájem propojíme následujícím způsobem

=== Napájení 5V ===

Červená, Modrá

''AT32TQ14401A/POWER +5V → ADCaudio01B/POWER +5V''

=== I2S ===

Žlutá 10cm

''ADCaudio01B/MCLK → AT32TQ14401A/PC04''

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

''ADCaudio01B/DOUT → AT32TQ14401A/PX25''

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

=== Sample rate select ===

''ADCaudio01B/OSR0(k nápisu) → AT32TQ14401A/PB00''

''ADCaudio01B/OSR1(k nápisu) → AT32TQ14401A/PB01''

''jumper na AUDIOF0''

''AT32TQ14401A/JTAG2 → AT32TQ14401A/PB06''

==== V případě připojení externího oscilátoru ====

Tato sekce popisuje zapojení při použití modulu [[cs:adcaudio|ADCaudio01A]] taktovaného modulem [[cs:clkgen|CLKGEN01B]]. Při použití novějšího modulu ADCaudio01B, který má integrovaný oscilátor se zapojení pro většinu aplikací zjednodušuje. Připojovat externí oscilátor má smysl v případě, že potřebujete velmi stabilní vzorkovací kmitočet například pro nějaké vědecké experimenty.

=== Napájení 5V ===

Červená, Modrá

''CLKGEN01B/Vcore 3,3V → ADCaudio01A/POWER +5V → AT32TQ14401A/POWER +5V''

=== Napájení 3,3V ===

Oranžová, Černá

''CLKGEN01B/POWER → TTLPECL01A/POWER → PIC16F87x/POWER''

=== Rozvod hodin ===

SATA kabel

''CLKGEN01B/CLKOUT → TTLPECL01A/PECL0''

Žlutá

''TTLPECL01A/TTL0 → ADCaudio01A/MCLK → AT32TQ14401A/PC04''

=== I2C ===

Hnědá

''USBI2C01A/SCL → CLKGEN01B/SCL''

Bílá

''USBI2C01A/SDA → CLKGEN01B/SDA''

Modrá

''USBI2C01A/I2C GND → CLKGEN01B/POWER GND''

=== I2S ===

''ADCaudio01A/BCLK → AT32TQ14401A/PX28 → AT32TQ14401A/PX34''

''ADCaudio01A/DOUT → AT32TQ14401A/PX25''

''ADCaudio01A/LRCLK → AT32TQ14401A/PX26 → AT32TQ14401A/PX36''

=== Sample rate select ===

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

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

''jumper na AUDIOF0''

''AT32TQ14401A/JTAG2 → AT32TQ14401A/PB06''

===== Konfigurace SDR-Widget =====

SDR-widget může být nakonfigurován do několika provozních režimů. Změna konfigurace se provádí konfigurační utilitou WidgetControl.py. Před jejím spuštěním nainstalujeme potřebné závislosti.

sudo apt-get install python-pythoncard python-usb

Spustíme konfigurační utilitu.

~/git/sdr-widget$ sudo ./WidgetControl.py
  
Pro běžné použití například uvnitř [[https://wiki.bolidozor.cz/doku.php?id=cs:rmds|stanice Bolidozoru]] konfiguraci nastavíme takto:
{{:cs:sdr:widgetcontrol.png?800|WidgetControl.py}}

Aby se nastavení projevilo, tak je potřeba sdr-widget odpojit a znovu připojit na USB.

=== Reference ===

* [[http://devzone.aery32.com/2012/07/06/how-to-install-avr-32-bit-toolchain-on-linux/|How to install AVR 32-bit Toolchain on Linux]]
  * [[https://github.com/borgestrand/sdr-widget/blob/audio-widget-experimental/AW_readme.txt|Audio Widget README]]

===== Testování =====

Zařízení je nejsnazší otestovat v režimu standardní zvukovky, kdy na vstup připojíme signálový generátor.
Výstup generátoru je vhodné na symetrický vstup ADC připojovat přes trasformátor. Ten však pro tyto účely můžeme vytvořit jednoduše z feritového jádra vyndaného například ze spínaného PC zdroje.
Amplituda signálu na výstupu generátoru stačí i v případě transformátoru 1:1 v řádu jednotek milivoltů.

{{:cs:designs:sdr:sdr-widget_transformer.jpg?300|Konstrukce měřícího transformátoru s feritovým jádrem.}}

Software použitý k zobrazení signálu z generátoru může být například [[http://wiki.bolidozor.cz/doku.php?id=cs:pysdr|PySDR]], nebo je možné využít rovnou [[http://wiki.bolidozor.cz/doku.php?id=cs:ghpsdr3|ghpsdr3]].

Test lze provést i bez připojeného generátoru pomocí šumu, který je porozovatelný na stupu ADC. Asi nejjednodušší zobrazení je při použití gnuradia. Které nainstalujeme takto:

sudo apt install gnuradio

Následně stáhneme testovací skript.

svn co svn://svn.mlab.cz/MLAB/Modules/Audio/ADCaudio01B/SW/sdr-widget_test.grc

A otevřeme testovací skript v gnuradiu:

gnuradio-companion sdr-widget_test.grc

Po spuštění skriptu tlačítem "Play" by vykreslené spektrum mělo vypadat přibližně následovně.

{{:cs:designs:sdr:gnuradio_sdr-widget.png?600| Výstup z testování SDR-widget}}

===== Související konstrukce =====

Digitalizační jednotku sdr-widget lze díky svojí univerzálnosti využít v mnoha [[cs:designs:dms|měřících projektech a detekčních sítích]].

* [[http://wiki.bolidozor.cz/doku.php|Bolidozor]] stanice [[cs:rmds|]]
  * [[cs:lightning|]]
  * [[https://wiki.ionozor.cz/doku.php?id=en:start| Ionozor]]

===== TODO =====

* Vyřešit problém s [[http://www.mlab.cz/redmine/issues/300|časovým značkováním vzorků]].

Vyplňte, prosím, všechna písmena v poli, abyste dokázali, že nejste robot. U G W Y V Ponechte prosím toto pole prázdné:

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