Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web

Překlady této stránky?:

cs:rmds01

Radiová Meteorická Detekční Stanice RMDS01A

Na této stránce je popsána starší verze detekčních stanic. Aktuální verze je RMDS02

Konfigurace Hardware detekční stanice

Zapojení stanice verze RMDS01A

Většina použitých dílů pochází z projektu Modulární elektronické stavebnice MLAB.

Potřebné vybavení

  1. Přijímač SDRX01B e-shop UST
  2. 2x napájecí modul UNIPOWER02A e-shop UST
  3. 2x síťový napájecí zdroj 12V e-shop UST
  4. Koaxiální kabel RG58 e-shop UST
  5. Předzesilovač LNA01A UST
  6. 3x SMA konektory na kabel e-shop UST
  7. UHF konektory zásuvka do panelu a vidlice na kabel (pro konstrukci antény).
  8. PC s dostatečným výpočetním výkonem pro zpracování signálu. Vyzkoušeným minimem je Intel Atom N270 1,6GHz 1GB RAM pro vzorkování 48kHz.
  9. Kvalitní zvuková karta. Např. Behringer UCA 202 U-CONTROL
  10. Internetová konektivita.

Přijímací anténa

Konstrukcí antén se zabývá stránka Antény pro příjem signálů odražených od meteorů

Koaxiální kabely

Vhodné je použít kvalitní 50 Ohm koaxiální kabel s dobrým stíněním, které zabrání průniku rušení (například z PC) do vstupu přijímače jinak než přes anténu. Zatím obvykle používáme kabely typu RG58, konkrétní typ je RG-58U/96FA. Vyrábí se ale i kvalitnější kabely například RG-58-EKH-155 nebo LMR 195.

Vhodné je používat minimální potřebnou délku koaxiálního kabelu, aby nedocházelo ke zbytečným ztrátám signálu ve svodu.

Přijímač SDRX01B

Je softwarově definovaným přijímačem primárně vyvinutým pro radioastronomické experimenty, jeho vlastnosti jsou proto více než dostatečné i pro detekci meteorů. Další informace o jeho parametrech

Digitalizace signálu

Zvuková karta

Pro digitalizaci nízkofrekvenčního signálu z přijímače je možné využít zvukovou kartu počítače se stereo vstupem. Důležitým parametrem zvukové karty je dobrý odstup signál šum (S/N minimálně 80dB). Co se týká vzorkovací frekvence, tak lze meteory detekovat i se vzorkováním 48 kHz. Je tím ovšem snížena časová rozlišovací schopnost stanice.

Vzhledem k poměrně velkým nárokům, které jsou kladeny na kvalitu zvukové karty a v důsledku její vysoké ceny je v poslední době tendence od použití zvukové karty ustoupit a použít nějaký vlastní digitalizační hardware.

Konfigurace software detekční stanice

Nastavení softwaru stanice je rozděleno na dva kroky, prvním je naladění přijímače na frekvenci, kde vysílá radar GRAVES a v dalším kroku nastavení detekce meteorů v přijímaném pásmu.

Lokální oscilátor přijímače

Jako lokální oscilátor (LO) je použit USB kmitočtový syntezátor s modulem CLKGEN01B. Způsob zacházení s lokálním oscilátorem se liší podle zvoleného operačního systému na detekčním počítači.

Obecně po instalaci nutného softwaru je potřeba naladit LO na frekvenci blízkou kmitočtu na kterém vysílá GRAVEs. Nejčastěji se používá o něco nižší frekvence než skutečná nosná frekvence radaru (například 143,0395 MHz).

USB rozhraní

Pro připojení lokálního oscilátoru na USB lze použít konstrukci USB kmitočtový syntezátor. Způsob zacházení s lokálním oscilátorem se liší podle zvoleného operačního systému na detekčním počítači.

Lepší způsob však je použití modulu USBI2C01A.

Přímé připojení na I²C

V případě, že máme na počítači rozhraní I2C je vhodné připojit lokální oscilátor přímo k němu, neboť se tím vyhneme problémům s přechody mezi jednotlivými vrstvami protokolů. Podrobnější informace k této metodě jsou popsány na stránce Generátor digitálních hodin CLKGEN01B

Automatické naladění lokálního oscilátoru

Lokální oscilátor je třeba vždy po zapnutí stanice vždy znovu naladit. K tomu je připraven init skript, který naladění provede automaticky během zavádění systému Tento skript ale zatím předpokládá pouze oscilátor připojený přes USB. Do systému jej nainstalujeme následujícím postupem:

wget http://www.mlab.cz/Designs/Measuring_instruments/RMDS01A/SW/Scripts/setup_lo
sudo mv setup_lo /etc/init.d/
sudo chmod 555 /etc/init.d/setup_lo

Po stažení a nakopírování skriptu je potřeba ještě nastavit frekvenci na kterou má být lokální oscilátor vždy naladěn. Ta se vlivem výrobních tolerancí oscilátorů může na jednotlivých stanicích lišit. Nastavení se provede přímo v ladícím skriptu na řádku 44 kde je v příkladu nastavená hodnota freq=142.997918 MHz.

Po úpravě skriptu necháme vygenerovat odkazy do spouštěcích adresářů následujícím příkazem:

sudo update-rc.d  setup_lo defaults

Kontrola kalibrace LO

Občas je potřeba při ladění lokálního oscilátoru zkontrolovat jeho správnou kalibraci. To lze vyzkoušet například na informačních majácích řízení letového provozu. V Praze například dobře funguje služba VOLMET na 125.525 MHz Pro jiná místa lze frekvence najít v tabulce kmitočtů jiných stanic. Všechny letecké vysílače vysílají amplitudovou modulací s nepotlačenou nosnou. Lokální oscilátor je proto možné zkalibrovat na nosný kmitočet i v případě, že samotná modulace je nesrozumitelná.

Ukázka naladění služby VOLMET národní v programu SpectrumLab

Na obrázku je ukázáno naladění signálu na 125,525 MHz. Lokální oscilátor je ale naladěn na 125,515 MHz, proto je signál viditelný na přibližně 10 kHz v audiopásmu.

Detekční software

Tato verze stanice používala pro zpracování signálu program SpectrumLab. Ten ale nelze požívat na nových verzích stanic využívající počítače založené na architektuře ARM. Proto je pro detekci meteorů aktuálně vyvíjen nový software Radio-observer

Detekce meteorů ve SpectrumLabu dříve vypadala takto:

Publikace dat

Proto aby měřená data mohla získat nějaký vědecký význam je třeba je dát k dispozici ostatním pozorovatelům. Za tímto účelem vzniklo již několik celosvětových databází, kam lze data ukládat. V současné době se jedná o centralizovaném úložišti pro data pozorovatelů provozovaného Českou astronomickou společností. Zatím je záloha dat řešena uploadem na provizorní server pomocí bash skriptů.

Parametry stanice

Detekční limity

Citlivost systému dosud nebyla experimentálně ověřena, protože chybí srovnávací data z jiných zdrojů. Citlivost stanice na odrazy meteorů je také ovlivněna různými druhy rušení.

Frekvenční stabilita

Frekvenční stabilita přijímače stanice je ovlivněna hlavně teplotou lokálního oscilátoru. Na následujícím obrázku je vidět odhadovaná teplotní závislost vycházející ze změřeného teplotního posuvu. Změna frekvence byla pozorována na kompletní soustavě i se zvukovou kartou SoundBlaster USB External 24bit live.

Odhad vlivu teploty na přijímací sestavu detektoru meteorů

Použitý počítač byl Asus EEE, který se obecně dobře hodí pro použití v přenosném detektoru.

Radiová Meteorická Detekční Stanice RMDS01B

Zapojení stanice verze RMDS01B

Upgrade na verzi RMDS01B

Hlavní rozdíl je v přidání komponentů z konstrukce synchronizátoru času. Přidáním bloku na synchronizaci času vznikne detekční stanice verze 01B. Celé zařízení se pak skládá z následujících modulů:

TODO

cs/rmds01.txt · Poslední úprava: 2015/04/29 00:42 (upraveno mimo DokuWiki)