25.02.2020 06:17
CrazyAlex25 8 5300 Источник

Пост-призер новогоднего NUCо-конкурса Intel.


Возникла необходимость создания портативного приемопередатчика, предназначенного для цифровой обработки и формирования ВЧ сигналов в реальном времени, для обучения практикантов основам анализа спектра и цифровой обработке сигналов.
Вот как мы решили эту задачу.


image


Одни из основных требований, предъявляемые к приемопередатчику:


  • программное обеспечение для работы с приемопередатчиком (пользовательский интерфейс) должен работать под управлением ОС Windows;
  • удаленное управление по сети (следует из первого пункта);
  • портативность (возможность взять устройство домой).

За основу был взят SDR-трансивер USRP B200 от Ettus Research. По своим радиочастотным параметрам он нам полностью подошел, и, что самое главное, он у нас был и не один.


image


Однако, с его применением возникли несколько неприятных проблем:


  1. Софт, который работает с этим трансивером под Windows, либо платный, либо неудобный, либо его невозможно доработать под собственные нужды.
  2. Софт, который нас полностью устраивает (конкретно, GNU Radio) АДЕКВАТНО работает только под LINUX.
  3. Сам трансивер имеет интерфейс управления USB 3.0, что лишает возможности удаленного управления. Конечно, можно приобрести и сетевую версию трансивера, но приемники-то уже есть.

Итак, поразмыслив немного, было принято решение использовать мини-ПК с установленной Ubuntu и GNU Radio, на котором будет осуществляться непосредственно обработка данных с трансивера. Пользовательский интерфейс будет работать под Windows с удаленным управлением и получением обработанных данных по сети.


image


Требования к мини-ПК:


  • наличие USB 3.0 для связи с трансивером;
  • сеть 1 Гб/с, на случай если возникнет необходимость передавать сырые данные с трансивера;
  • габаритные размеры.

Одноплатники на базе ARM отбросили сразу, не в каждом магазине их можно найти (необходимо заказывать), да и не хотелось связываться с ARM, т.к. уже имелись наработки с х86.

Подумав, выбрали Intel NUC NUC6CAYH (цена на момент покупки ~ 10 т.р). Докупив 4 Gb RAM, SSD на 60 Gb, мы получили полноценный ПК.


image


Чтобы не бояться убить приёмник решено сразу разместить всё в корпусе. Под рукой оказался кейс Explorer 2712. Да еще и ударопрочный!


image


Сборка макетного образца:


image


Intel NUC NUC6CAYH пришлось освободить от корпуса для удобства монтажа на несущую пластину, и чтобы занимал меньше места.


Больше фото

image


image


image


image


image


Кабельные сборки с SMA на N-типа, а также разъем питания, светодиод, кнопку и разъем RJ-45, выходящие наружу, пришлось докупать. Монтажная пластина выполнена методом лазерной резки. Блок питания, идущий в комплекте с Intel NUC пришлось немного доработать, чтобы разместить внутри кейса.


И вот что получилось:


image


image


Спектр решаемых задач полученного приемопередатчика достаточно большой.


При работе по VNC доступно:


  • GNU Radio (для разработки потоковых графов);
  • gr-fosphor (RTSA-spectrum);
  • gqrx (SDR-receiver);
  • При работе по SSH доступно удаленное управление:
  • YateBTS;
  • GNU Radio (для запуска скомпилированных скриптов);
  • наборами утилит для захвата сырых данных с приемника.

Заключение


На фото представлен макетный образец, разработанный еще в 2018 году. На данный момент успешно функционирует уже несколько таких приемопередатчиков (Фото остальных, к сожалению, нет). В будущем планируется разработка приемопередатчика с автономным питанием от АКБ, что не грозит большими проблемами, т.к. заявленная расчетная мощность Intel NUC NUC6CAYH составляет всего 10 Вт при напряжении питания 12-19 В.


Разработчики: Дмитрий Сергеев aka dimserg92 и Александр Шкарлатов aka CrazyAlex25.